EP3747610A1 - Werkzeug zum behandeln einer fahrbahnoberfläche, maschine, sowie verfahren zum montieren und demontieren des werkzeuges - Google Patents

Werkzeug zum behandeln einer fahrbahnoberfläche, maschine, sowie verfahren zum montieren und demontieren des werkzeuges Download PDF

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Publication number
EP3747610A1
EP3747610A1 EP19178022.0A EP19178022A EP3747610A1 EP 3747610 A1 EP3747610 A1 EP 3747610A1 EP 19178022 A EP19178022 A EP 19178022A EP 3747610 A1 EP3747610 A1 EP 3747610A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
shells
segment
cores
road surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19178022.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander REDICH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cedima Diamantwerkzeug und Maschinenbaugesellschaft Mbh
Original Assignee
Cedima Diamantwerkzeug und Maschinenbaugesellschaft Mbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cedima Diamantwerkzeug und Maschinenbaugesellschaft Mbh filed Critical Cedima Diamantwerkzeug und Maschinenbaugesellschaft Mbh
Priority to EP19178022.0A priority Critical patent/EP3747610A1/de
Priority to PCT/EP2020/065284 priority patent/WO2020245153A1/de
Publication of EP3747610A1 publication Critical patent/EP3747610A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/18—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by milling, e.g. channelling by means of milling tools
    • B28D1/186—Tools therefor, e.g. having exchangeable cutter bits
    • B28D1/188—Tools therefor, e.g. having exchangeable cutter bits with exchangeable cutter bits or cutter segments

Definitions

  • the invention relates to a tool for treating a road surface, a machine with such a tool, and a method for assembling and disassembling such a tool.
  • a planar road surface is created in several steps, which, however, have certain properties, such as grip, a Noise level, drainage, rolling resistance, etc., does not correspond.
  • a tool for treating the road surface is used that provides the road surface with a structure or texture, for example with longitudinal grooves running in the direction of travel or at an angle to the direction of travel.
  • the longitudinal grooves are mainly responsible for improving the grip of the road surface for a vehicle traveling on it.
  • grip is understood to mean how well the driving force of the vehicle can be transmitted to the road surface via the vehicle tire.
  • longitudinal grooves can serve to distribute water on the road surface in such a way that aquaplaning can be largely avoided.
  • Such longitudinal grooves protrude deeper into the road surface and are introduced in a "grooving" process.
  • Previous methods for treating or structuring road surfaces with longitudinal grooves provide for a machine with a tool to be provided, the tool having a plurality of spaced apart diamond saw blades which are arranged on a rotatable shaft.
  • the rotating tool is brought closer to the road surface or pressed onto it and pushed over the road in the direction of travel or at an angle to the direction of travel so that the diamond saw blades rest on the road surface when the shaft rotates and mill or grind longitudinal grooves.
  • each diamond saw blade has a core designed as a disk with a concentric opening, the diamond saw blade with the opening being placed on the shaft in the axial direction and fastened to it in a rotationally fixed manner.
  • a plurality of segments spaced from one another in the tangential or circumferential direction, each with a layer, are fastened circumferentially on an outer side of the core, for example by soldering, sintering, gluing or Welding.
  • the individual layer of a segment consists of a metallic material (bond) hardened by sintering or free sintering, for example, which has in particular diamonds and a hardened, pressed metal powder.
  • a corresponding longitudinal groove is milled out depending on the hardness of the roadway and wear resistance of the individual layer of a segment, the groove width being determined in particular by the respective segment width or layer width of the individual layer.
  • the distance between two adjacent longitudinal grooves is defined by a distance between adjacent saw blades or adjacent segments, which is defined by spacers arranged in between.
  • Each saw blade only mills a longitudinal groove in the road surface, so that the number of longitudinal grooves that can be milled per sawing tool is determined by the number of saw blades lying next to one another on the shaft.
  • the groove width and the groove spacing with such a sawing tool is technically limited, since with very thin diamond saw blades or very thin cores, e.g. with a core width of less than 2 mm, they are at a smaller distance from one another on the shaft are rotated at high speed, reliable operation cannot be guaranteed. If the width falls below a minimum width of approx. 2mm, the core, which is expanded in the radial direction, can no longer be tensioned sufficiently, as a result of which the core becomes wavy and a groove width that is constant in the axial direction cannot be guaranteed; In particular, the saw blades can also begin to vibrate, as a result of which a sustainable and homogeneous structuring of the road surface cannot be guaranteed. In addition, if the core is too thin, the drive power cannot be transferred to the segment blocks; the core cracks or bends; thus the minimum The width of the core and thus also of a segment block is technically limited below.
  • a groove width of approx. 3.2 mm and a minimum achievable groove spacing of approx. 2.5 mm result in a high level of noise pollution.
  • the resulting contour of the longitudinal grooves is susceptible to weathering, e.g. ice in the longitudinal grooves can cause the longitudinal grooves to break apart.
  • the longitudinal grooves are traversed when the roadway is used continuously, i.e. the groove depth becomes smaller; the grip decreases over time and the road has to be reworked.
  • the road surface when the road surface is machined with a conventional sawing tool with spaced apart diamond saw blades in the distance between the segment blocks, the road surface can flake off in an uncontrolled manner. This leads to additional noise generation, undesired unevenness and, over time, to a variation in the grip of the road surface.
  • the object of the invention is to provide a tool and a machine for treating a road surface, which can be serviced or maintained on site with little assembly and disassembly effort and with low material costs and can be used variably.
  • a further object of the invention is to specify a method for assembling and disassembling the tool with little effort and suitable for construction sites.
  • each segment block which consists of several axially adjacent layers with a toothed segment surface, is fixed on a segment block carrier and each segment block carrier is releasably fastened to the outside of the cores.
  • Each segment block carrier preferably holds a segment block, for example via a flat connecting layer, the connecting layer preferably being formed in an adhesive process or in a soldering process and the connecting layer preferably also being designed to be detachable.
  • a laser process can also be provided in which a non-detachable connecting layer is formed so that the detachable segment block carrier or the non-detachable segment block serve as disposable parts.
  • segment blocks arranged circumferentially on a core can be individually removed and replaced if they are damaged or worn.
  • not all segment blocks on the core have to be replaced if individual segment blocks are damaged or worn, as a result of which the material costs for servicing or maintenance can be reduced.
  • a segment block carrier can advantageously also be reused after it has been equipped with a new segment block.
  • a generic tool is assumed to have several ring-shaped cores, each with an opening for placing on a rotatable shaft, the several cores being arranged axially adjacent to one another on a common axis of rotation, preferably the axis of symmetry of the cores.
  • the axis of rotation corresponds to the axis of rotation of the shaft, so that the tool is driven around it.
  • torque-transmitting means are provided between the shaft and the cores. These can be present, for example, in the form of cams or springs on the shaft or on the cores and grooves on the cores or on the shaft, which mesh with one another, whereby a torque can be transmitted between the two elements.
  • each segment block On the outside of the cores, several segment blocks are arranged at least partially circumferentially in an identical orientation, with each segment block having several layers, for example between 30 and 50 Layers, wherein the layers adjoin one another in the axial direction of the tool and run along a circumferential direction of the tool.
  • the layers within a segment block have varying layer heights to form a toothed segment surface seen in the axial direction, with which grooves and webs or only the grooves can be formed on the road surface when the road surface is treated or structured or textured by the tool.
  • the segment surfaces here together form a toothed contour running over the entire width of the tool, which enables a uniform groove contour to be made in the road surface.
  • the tool preferably forms the negative of the toothed road surface to be milled with its entire tool surface, so that both the grooves and the webs are milled into the road surface.
  • the conventional method of surface treatment can thus also be simulated, in which each saw blade of the tool mills a groove into the road surface. Due to the distance between the saw blades, which is set in between by spacers, a toothed road surface is formed, with only the grooves being milled out and the webs being formed by the existing, untreated road surface due to the spacers.
  • This can be achieved in the tool according to the invention by a correspondingly adapted layer structure of the segment blocks, layers with a very low layer height, which simulate the spacers, being arranged between the layers with a high layer height that mill the grooves.
  • segment blocks are aligned on the outside of the cores in such a way that segment blocks which are adjacent in the circumferential direction and which are arranged on the same core have congruent segment surfaces in the radial direction and in the axial direction.
  • the segment blocks are therefore arranged on the outside in such a way that layers with the same layer height are located across segment blocks in the same position in the axial direction, thus advantageously avoiding grooves milled by one segment block from being removed again by another segment block of the same core.
  • the toothed segment surface of a segment block, or the individual layers that form it is or are curved in the circumferential direction of the tool.
  • the surfaces of the segment blocks can advantageously be adapted to the cylindrical shape of the tool, so that a uniform structure is achieved on the road surface when the tool is rotated.
  • segment block carriers are releasably attached to the outside of the respective core by means of screws. This provides a simple option for the detachable connection of the segment blocks so that they can be exchanged individually in a simple manner.
  • the screws are inserted from an inside of the core through screw receptacles and protrude from the outside of the core and engage in threads in the segment block carrier.
  • the threads in the segment block carriers are arranged on the side of the segment block carrier opposite the segment blocks, so that the screw connection does not require any recesses in the segment blocks and thus the layers for the screw receptacles.
  • the area on the segment blocks can be optimally used for treating the road surface.
  • each core is composed of two half-shells or of several partial shells, a completely circumferential ring-shaped core being formed by placing end faces of the two half-shells or of the several partial shells together.
  • the half-shells or the partial shells can namely be placed radially on the shaft or removed from it according to a method according to the invention, without adjacent cores also having to be removed from the shaft. This is achieved precisely by dividing the annular core into several partial shells, in particular half shells. Removed half-shells or partial shells can then be replaced and / or individual segment blocks can be exchanged. Subsequently, half-shells that have been replaced or equipped with new segment blocks can be easily positioned and fastened on the shaft again.
  • the two half-shells or the multiple partial shells of a core are held together by at least one centering ring, the at least one centering ring engaging in a centering groove on the two half-shells or the multiple partial shells, the centering groove extending over the extends both half-shells or the several partial shells.
  • This will make the easily achieved that the half-shells or partial shells remain in their annular shape on the shaft.
  • completely circumferential centering grooves are preferably provided on both axial sides of a core.
  • a centering ring engages in the centering grooves of adjacent cores for the simultaneous holding together of the two half-shells or the several partial shells of two adjacent cores.
  • a core composed of two half-shells or several partial shells can be pushed in the axial direction against a core, in whose centering groove a centering ring already engages. Due to the identical arrangement of the centering groove, the centering ring then additionally engages in the centering groove of the pushed-on core and also holds it securely together. In this way, adjacent cores can be secured on one side by a common centering ring.
  • a flange is arranged on each of the outer cores of the tool to hold the cores together in the axial direction. End flanges can therefore advantageously ensure that the cores lie against one another and thus the centering rings also remain in the centering grooves, so that the half-shells are also secured during operation under tension and under stress.
  • a toothed surface can be formed that runs uniformly over the entire tool and is composed of the individual toothed segment surfaces without any gaps.
  • layers adjoining one another in the axial direction within a segment block have different layer heights, the Layer heights over the entire segment block in the axial direction preferably alternate to form the toothed segment surface.
  • wear resistances of adjoining layers within a segment block vary, preferably alternate, in the axial direction in order to form the different layer heights of the toothed segment surface.
  • a completely alternating course of the layer heights in the axial direction can be provided over the entire tool, so that each segment block is designed to be almost identical in the axial direction.
  • segment blocks have a different layer structure on individual selected ring-shaped cores of the tool.
  • individual selected layers that are provided for milling a groove in the road surface can have a different layer height, in particular a greater layer height, and / or a different layer width, in particular a greater layer width, than the other layers of the tool that are used for milling a Groove are provided. In this way, for example, a deeper and / or a wider groove can be milled into the road surface at selected positions.
  • a specific texturing can advantageously be introduced into the road surface in a targeted manner.
  • the layers distributed over the tool that lead to a shallower groove depth can form a “grinding texture” and the layers distributed over the tool that lead to a greater groove depth and / or wider groove width can form a “grooving texture” " be used.
  • the layers assigned to the “grooving texture” and having a greater layer height and / or a wider layer width can be provided, for example, distributed uniformly on the tool at an axial distance of 2 cm.
  • both the "grinding texture” and the "grooving texture” can be applied with just one tool.
  • a “grinding texture” is understood here to mean an arrangement of grooves in the road surface, with which properties, such as e.g. set a grip, rolling resistance or noise level.
  • a “grooving texture” is also understood to mean a groove arrangement with which a distribution of water on the road surface can be set so that aquaplaning can be largely avoided. Grooves for "grooving" normally protrude deeper into the road surface than grooves for "grinding". Both groove arrangements can be linked to one another in order to achieve an optimal quality and an optimal setting of the properties mentioned.
  • Different wear resistances can be achieved for the respective layer in that diamonds are arranged in the layers, the concentration and / or size of which varies between the different layers.
  • a material composition of the layers can be different in order to obtain different wear resistances between the layers.
  • a layer structure is used that is also used in EP 3 090 825 A1 , the content of which is hereby fully incorporated into the registration. This advantageously enables very small layer widths down to 1 mm, which enable grooves and / or webs to be made or milled in the road surface with a groove width from 1 mm and a groove spacing from 1 mm.
  • adjacent cores are rotated relative to one another about the axis of rotation in such a way that segment blocks of different cores that are adjacent in the axial direction are arranged offset from one another in the circumferential direction. This achieves a homogeneous distribution of the layers or the segment blocks over the entire surface of the tool. This also ensures that the toothed segment surfaces of the individual segment blocks create a uniformly toothed contour over the entire axial width of the tool.
  • the tool is arranged on a drivable shaft of the machine in such a way that the tool can be set in rotation by driving the shaft about an axis of rotation for treating the road surface.
  • the machine can, for example, be a floor saw which is designed to rotate the tool according to the invention at a peripheral speed of, for example, 45 m / s.
  • the segment blocks can interact with the road surface in the manner described, so that it is removed or milled away and the grooves or webs are formed.
  • grooves or ridges can be made in the road surface at a speed of approx. 3 m to 10 m per minute.
  • neighboring cores also have to be removed from the shaft if only a specific core is to be replaced.
  • a machine 100 with a tool 1 for treating a road surface 2 is provided.
  • the tool 1 is rotatably mounted on the machine 100 via a holder 3 and can be set in rotation about an axis of rotation D in a controlled manner in such a way that the roadway surface 2 is partially removed and thus superficially structured.
  • the road surface 2 is structured in such a way that according to Fig. 1a parallel grooves 4 with intermediate webs 5 are superficially introduced into the roadway 2. This is used to be able to set an optimal behavior of certain properties, such as grip, noise and water drainage on the road surface 2.
  • the tool 1 according to the invention not only mills the grooves 4 itself into the road surface 2, but also the webs 5, so that an almost constant groove depth T, an almost constant groove width B and also an almost constant groove spacing A can be set in a controlled manner. This ensures a homogeneity of the milled Road surface 2 guaranteed.
  • the tool 1 with its tool surface forms the negative of the road surface 2 to be milled, which is shown in FIG Fig. 2a is shown by way of example.
  • Fig. 2 the tool 1 is shown in a perspective view. Accordingly, several segment blocks 6 are provided distributed over the circumference of the tool 1, which according to FIG Fig. 2a each consist of several layers 7, 8 which adjoin one another in the axial direction Y. Adjacent layers 7, 8 have different wear resistances VF1, VF2, so that a negative of the road surface to be milled can be formed by the segment blocks 6. Different wear resistances VF1, VF2 can be achieved, for example, in that adjacent layers 7, 8 have different concentrations and / or sizes of diamonds and / or also different material compositions.
  • the layers 8 (VF2) in Fig. 2a a very low layer height H2, whereby the spacers of a conventional tool are reproduced.
  • the layers 8 (VF2) with a low layer height H2 are preferably not provided with diamonds, since these do not take part in the milling process. This can save material costs.
  • the wear resistances VF1, VF2 preferably vary in the axial direction Y over a segment block 6. This results in different expansions in the radial direction X or different layer heights H1, H2 for adjacent layers 7, 8 of a segment block 6, so that one in the axial direction Y extensive, uniformly toothed segment surface 6a is produced, which can be used as a negative for structuring the road surface 2.
  • the segment surface 6a has a slight curvature in the circumferential direction U of the tool 1, which is adapted to the cylinder surface of the tool 1.
  • the wear resistances VF1, VF2 of the layers 7, 8 can alternate over the entire tool 1 in the axial direction Y, each segment block 6 then being designed to be almost identical.
  • individual segment blocks 6 of the tool 1 have a different layer structure. This is exemplified in Fig. 2a shown, wherein a single selected layer 7a, which is provided for milling a groove 4 in the road surface 2, has a greater layer height H1a than the other layers 7 of the tool 1, which are provided for milling a groove 4. This allows at selected positions In the road surface 2, a deeper groove 4a can be milled into the road surface 2.
  • the selected layer 7a can also have a greater layer width SB1a than the other layers 7, 8 in order to also produce a selected, wider groove 4a in the road surface 2.
  • a specific texturing can advantageously be introduced into the road surface 2 in a targeted manner.
  • the layers 7 distributed over the tool 1, which lead to a shallower groove depth T can form a "grinding texture" and the selected layers 7a distributed over the tool 1, which lead to a larger groove depth Ta and / or a larger groove width Ba lead to be used to form a "grooving texture”.
  • the layers 7a associated with the “grooving texture” and having a greater layer height H1a and / or a wider layer width SB1a can be provided, for example, distributed uniformly on the tool 1 at an axial distance of 2 cm.
  • both the “grinding texture” and the “grooving texture” can be introduced with just one tool 1.
  • the segment blocks 6 constructed in this way are, according to the embodiment shown, distributed in four rings 9.i on the tool 1 and are spaced apart from one another in the circumferential direction U within a ring 9.i.
  • the axial positions (Y) of segment blocks 6 following one another in the circumferential direction U are precisely matched to one another within a ring 9.i. This ensures that the respective layers 7, 8 of each segment block 6 when the tool 1 is rotated about the axis of rotation D in the correct positions, ie within a groove 4 or on a web 5, rest on the road surface 2 and continue accordingly remove.
  • the grooves 4, 4a or the webs 5 are formed on this in a controlled manner over the entire width of the tool 1.
  • a layer width SB1, SB1a, SB2 of the layers 7, 7a, 8 of, for example, 1 mm or more each is set.
  • a segment block 6 with a toothed segment surface 6a pointing radially outward is attached, preferably by a connecting layer 19 (see Fig. Fig. 2a ), which is formed, for example, in a soldering or gluing or laser process.
  • a releasable connection can be provided in a soldering or gluing process, while a non-releasable connection (disposable) is formed in a laser process. The process can be specifically selected depending on the application.
  • the segment block supports 11 are attached to the outside 12.i of the respective core 10.i via two screws 13.
  • the segment block supports 11 are in accordance with Fig. 4 each between two centering webs 25 on the outside 12.i of the respective core 10.i.
  • the screws 13 are inserted into screw receptacles 14 from an inner side 26.i of the core 10.i and the part of the screws 13 protruding from the cores 10.i on the outer sides 12.i into a thread 15 (see FIG. Fig. 2a ) screwed into the segment block carrier 11.
  • the screw heads 13a are in contact with steps 14a of the screw receptacle 14 in such a way that the segment block supports 11 are fixed on the respective core 10.i when the screws 13 are tightened in the thread 15.
  • the segment block supports 11 can be removed individually for maintenance or replacement without also having to remove further segment blocks 6 within the same ring 9.i.
  • the segment blocks 6 can be removed from the segment block carrier 11 by loosening the connecting layer 19. With a new connecting layer 19, a new segment block 6 can then be applied to the segment block carrier 11 and this can be fastened again at the respective position on the core 10.i via the screws 13.
  • segment blocks 6 or segment block carriers 11 are in FIG Fig. 2 completely circumferentially and at a distance from one another (within a ring 9.i) releasably attached to the respective core 10.i.
  • the screw receptacles 14 of adjacent cores 10.i are arranged offset from one another, so that the segment blocks 6 of neighboring rings 9.i are also offset from one another, as in FIG Fig. 2 shown.
  • the cores 10.i of the tool 1 point according to Fig. 2 in each case an opening 16 in the middle, around the individual cores 10.i or the entire tool 1 on a drivable shaft 20 (see Fig. Figure 2b ) of the machine 100 can be put on.
  • Corresponding grooves 17 can transmit torque from the shaft 20 to the tool 1, so that the tool 1 can be set in rotation during operation via the shaft 20.
  • corresponding cams 21 engage in the grooves 17 on the shaft 20 carrying the tool 1.
  • two opposing grooves 17, which extend over the entire axial width of the tool 1, are provided.
  • the grooves 17 can, however, also be distributed offset to one another at a different angle. Any other means that can ensure a torque transmission between the shaft 20 and the tool 1 are also possible.
  • Each core 10.i of a ring 9.i is preferably formed by two half-shells 18 (see Fig. Fig. 4 ), the end faces 18b of which are attached to one another, so that a completely encircling core 10.i is formed by two half-shells 18.
  • a core 10.i can also consist of more than two partial shells, which are then put together in a corresponding manner with their end faces to form a complete annular core 10.i.
  • the half-shells 18 of a ring 9.i are first placed on the shaft 20 from two different sides in the radial direction X and only joined on the shaft 20 to form a closed ring 9.i by placing the end faces 18a together.
  • a ring 9.i or a core 10.i does not have to be pushed on to the side, which considerably reduces the assembly effort.
  • Disassembly or replacement of individual rings 9.i of the tool 1 is also simplified, since the respective ring 9.i is first dismantled into its half-shells 18 and then radially Can be removed from the shaft 20 towards the outside. Adjacent rings 9.i are not affected by such an exchange and can therefore remain on the shaft 20.
  • each half-shell 18 has completely circumferential centering grooves 18a on both sides, into which a centering ring 22 can be inserted when the half-shells 18 are assembled (see Fig. Fig. 2 ).
  • a centering ring 22 can be used at the same time in centering grooves 18a of two adjacent half-shells 18, whereby the assembly effort is reduced.
  • the assembly of the tool 1 according to the invention takes place according to Figure 5a for example as follows:
  • an initial step StM0 the shaft 20 with the cams 21 and a corresponding number of half-shells 18 for the tool 1 are first provided.
  • a first step StM1 two half-shells 18 for a first ring 9.1 are placed on the shaft 20 from two different sides in the radial direction X and placed against one another with their end faces 18a, so that a ring-shaped circumferential first core 10.1 is formed.
  • the grooves 17 are to be aligned accordingly on the cams 21 of the shaft 20 in order to enable torque transmission.
  • a centering ring 22 is inserted into the centering grooves 18a of the assembled half-shells 18.
  • a corresponding number of centering rings 22 have to be attached to the shaft 20 in advance.
  • five centering rings 22 are provided, for example.
  • a third step StM3 the half-shells 18 of an adjacent second ring 9.2 are opened in the radial direction X from two different sides in a corresponding alignment with the cams 21 placed the shaft 20 and placed their end faces 18b against one another, so that a further annular second core 10.2 is formed.
  • the two cores 10.1, 10.2 are then brought together in the axial direction Y, so that the centering ring 22, which has already been introduced into the first core 10.1, simultaneously engages in the centering grooves 18a of the second core 10.2 and thereby also the two half-shells 18 of the second core 10.2 are held together. This is continued until all of the cores 10.i of the tool 1 rest on the shaft 20 and are held together by the associated centering rings 22 after the cores 10.i have been brought together in the axial direction Y.
  • flanges 23 are brought on both sides against the respective outer cores 10.1, 10.4 or half-shells 18.
  • the flanges 23 point according to Fig. 3 also has a centering groove 23a so that centering rings 22 protruding outward (in the axial direction Y) can engage in the centering groove 23a of the flanges 23 on the respective outer cores 10.1, 10.4 or half-shells 18.
  • the flanges 23 can also be formed by half-shells or by rings which are placed on the shaft 20 in advance.
  • the flanges 23 are pressed against the respective outer cores 10.1, 10.4 or half-shells 18 and thus hold the entire shell structure together in the axial direction Y. As a result, all centering rings 22 are also securely enclosed in the centering grooves 18a, 23a, so that the half-shells 18 are securely held together when the tool 1 is in operation.
  • the flanges 23 can be pressed against the respective outer cores 10.1, 10.4, for example, by end pieces 24a, 24b (see Sect. Figure 2b ), which are arranged on the shaft 20.
  • a first end piece 24a is fixed on the shaft 20, for example by a welded connection, and a second end piece 24b is movable in the axial direction Y on the shaft 20 arranged.
  • the second end piece 24b is pressed in the axial direction Y against the respective flange 23 on this side of the tool 1. This can be done, for example, by tightening pressure screws 24c, which then come against the outside of the second end piece 24b and push it away in the axial direction Y. Since the first end piece 24a is fixed on the shaft 20, the cores 10.i or half-shells 18 are thereby clamped between the two end pieces 24a, 24b via the flanges 23 arranged on both sides and thus held on the shaft 20.
  • a used tool 1 can be dismantled in a simple manner after its operation. This can be necessary, for example, when individual elements of the tool 1 are worn or defective, for example individual cores 10.i, individual half-shells 18 or individual segment blocks 6. These can then be easily removed and replaced as follows:
  • the clamping via the end pieces 24a, 24b is released again in a first step StD1 by loosening the pressure screws 24c.
  • the flanges 23 and in a third step StD3 also the individual cores 10.i or half-shells 18 can again be axially displaced on the shaft 22 in order to cancel the securing via the centering rings 22.
  • the individual half-shells 18 can be removed in a fourth step StD4 and then exchanged, or individual segment blocks 6 can be removed and exchanged by loosening the screws 13.
  • the tool 1 with the replaced components can then be used according to the assembly method according to FIG Figure 5a be reassembled.

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Abstract

Werkzeug (1) zum Behandeln einer Fahrbahnoberfläche, mindestens aufweisend:- mehrere ringförmige Kerne (10.i) mit jeweils einer Öffnung (16) zum Aufsetzen auf eine drehbare Welle, wobei die mehreren Kerne (10.i) in axialer Richtung (Y) benachbart zueinander auf einer gemeinsamen Drehachse (D) angeordnet sind,- mehrere Segmentblöcke (6), die auf einer Außenseite der Kerne (10.i) angeordnet sind,wobei jeder Segmentblock (6) mehrere Schichten aufweist, wobei die Schichten in axialer Richtung (Y) des Werkzeuges (1) aneinandergrenzen und entlang einer Umfangsrichtung (U) des Werkzeuges (1) verlaufen, wobei die Schichten innerhalb eines Segmentblockes (6) variierende Schichthöhen aufweisen zum Ausbilden einer gezahnten Segmentoberfläche zum Ausbilden von Rillen und Stegen auf der Fahrbahnoberfläche beim Behandeln der Fahrbahnoberfläche durch das Werkzeug (1). Es ist vorgesehen, dass jeder Segmentblock (6) auf einem Segmentblockträger (11) fixiert ist und jeder Segmentblockträger (11) lösbar an der Außenseite der Kerne (10.i) befestigt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Behandeln einer Fahrbahnoberfläche, eine Maschine mit einem derartigen Werkzeug, sowie ein Verfahren zur Montage und zur Demontage eines derartigen Werkzeuges.
  • Bei der Herstellung einer Fahrbahn für Fahrzeuge wird nach dem Aufbringen beispielsweise von Beton, Asphalte oder anderen Materialien auf einen Untergrund in mehreren Schritten eine planare Fahrbahnoberfläche erzeugt, die jedoch zum sicheren, wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Befahren mit einem Fahrzeug gewissen Eigenschaften, wie einer Griffigkeit, einem Geräuschpegel, Drainage, einem Rollwiderstand, usw., nicht entspricht. Um diese Eigenschaften der Fahrbahnoberfläche zu verbessern, wird ein Werkzeug zum Behandeln der Fahrbahnoberfläche verwendet, das die Fahrbahnoberfläche mit einer Strukturierung bzw. einer Textur, beispielsweise mit in Fahrtrichtung oder unter einem Winkel zur Fahrtrichtung verlaufenden Längsrillen versieht. Die Längsrillen sorgen hauptsächlich dafür, eine Griffigkeit der Fahrbahnoberfläche für ein darauf fahrendes Fahrzeug zu verbessern. Unter Griffigkeit wird hierbei verstanden, wie gut die Antriebskraft des Fahrzeuges über den Fahrzeugreifen auf die Fahrbahnoberfläche übertragen werden kann.
  • Das Verfahren zum Einbringen einer solchen Längsrille zur Verbesserung der genannten Eigenschaften der Fahrbahnoberfläche wird auch als "grinding" bezeichnet. Weiterhin können Längsrillen dazu dienen, Wasser auf der Fahrbahnoberfläche derartig zu verteilen, dass Aquaplaning weitestgehend vermieden werden kann. Derartige Längsrillen ragen tiefer in die Fahrbahnoberfläche und werden in einem "grooving"-Verfahren eingebracht.
  • Durch "grooving" und "grinding" eingebrachte Längsrillen können zu einem erhöhten Lärmpegel führen, der insbesondere abhängig von einer Rillenbreite, einem Rillenabstand zueinander, einer Rillentiefe und einer Form der Längsrillen ist. Somit kann insbesondere in bewohnten Gegenden eine störende Lärmbelästigung auftreten. Die o.g. Faktoren beeinflussen aber auch die Griffigkeit, so dass der Lärm und die Griffigkeit in einer bestimmten Wechselbeziehung zueinanderstehen, die bei der Herstellung der Längsrillen zu beachten ist. Eine besondere Texturierung der Fahrbahnoberfläche kann allerdings zur gleichzeitigen Verbesserung alle Eigenschaften führen.
  • Bisherige Verfahren zum Behandeln bzw. Strukturieren von Fahrbahnoberflächen mit Längsrillen sehen vor, eine Maschine mit einem Werkzeug bereitzustellen, wobei das Werkzeug mehrere voneinander beabstandete Diamantsägeblätter aufweist, die auf einer drehbaren Welle angeordnet sind. Das sich drehende Werkzeug wird an die Fahrbahnoberfläche angenähert bzw. auf diese aufgedrückt, und in Fahrtrichtung oder unter einem Winkel zur Fahrtrichtung über die Fahrbahn geschoben, so dass die Diamantsägeblätter beim Drehen der Welle auf der Fahrbahnoberfläche aufliegen und Längsrillen ausfräsen bzw. ausschleifen.
  • Jedes Diamantsägeblatt weist dazu einen als Scheibe ausgeführten Kern mit einer konzentrischen Öffnung auf, wobei das Diamantsägeblatt mit der Öffnung auf die Welle in axialer Richtung aufgesetzt und daran verdrehfest befestigt wird. Auf einer Außenseite des Kerns sind umlaufend mehrere voneinander in tangentialer bzw. Umfangsrichtung beabstandete Segmente mit jeweils einer Schicht befestigt, z.B. durch Löten, Sintern, Kleben oder Schweißen. Die einzelne Schicht eines Segmentes besteht aus einem z.B. durch Sintern oder Freisintern gehärteten metallischen Material (Bindung), das insbesondere Diamanten und ein gehärtetes, verpresstes Metallpulver aufweist.
  • Beim Herstellen der Längsrillen wird je nach Härte der Fahrbahn und Verschleißfestigkeit der einzelnen Schicht eines Segmentes eine entsprechende Längsrille ausgefräst, wobei die Rillenbreite insbesondere durch die jeweilige Segmentbreite bzw. Schichtbreite der einzelnen Schicht bestimmt ist. Der Abstand zweier benachbarter Längsrillen ist durch einen Abstand benachbarter Sägeblätter bzw. benachbarter Segmente, der durch dazwischen angeordnete Spacer festgelegt wird, definiert. Jedes Sägeblatt fräst dabei lediglich eine Längsrille in die Fahrbahnoberfläche, so dass die Anzahl der pro Sägewerkzeug ausfräsbaren Längsrillen durch die Anzahl der nebeneinanderliegenden Sägeblätter auf der Welle bestimmt ist.
  • Nachteilig dabei ist, dass die Rillenbreite und der Rillenabstand mit einem derartigen Sägewerkzeug nach unten technisch begrenzt ist, da bei sehr dünnen Diamantsägeblättern bzw. sehr dünnen Kernen, z.B. mit einer Kernbreite von weniger als 2 mm, die in einem geringeren Abstand zueinander auf der Welle mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden, eine zuverlässige Funktion nicht gewährleistetet werden kann. Denn wird eine minimale Breite von ca. 2mm unterschritten, kann der in radialer Richtung ausgedehnte Kern nicht mehr ausreichend gespannt werden, wodurch der Kern wellig wird und somit eine in axialer Richtung konstante Rillenbreite nicht gewährleistet werden kann; insbesondere können die Sägeblätter auch anfangen zu schwingen, wodurch eine nachhaltige und homogene Strukturierung der Fahrbahnoberfläche nicht gewährleistet werden kann. Zudem kann bei einem zu dünnen Kern die Antriebsleistung nicht auf die Segmentblöcke übertragen werden; der Kern reißt oder biegt sich; somit ist die minimale Breite des Kerns und somit auch eines Segmentblockes nach unten technisch begrenzt.
  • Eine aufgrund dessen minimal erreichbare Rillenbreite von ca. 3,2 mm und ein minimal erreichbarer Rillenabstand von ca. 2,5 mm hat eine hohe Lärmbelästigung zur Folge. Zudem ist die entstehende Kontur der Längsrillen anfällig gegen Witterung, z.B. kann Eis in den Längsrillen zu einem Auseinanderbrechen der Längsrillen führen. Weiterhin werden die Längsrillen bei einer dauerhaften Nutzung der Fahrbahn abgefahren, d.h. die Rillentiefe wird geringer; die Griffigkeit sinkt dadurch im Laufe der Zeit und die Fahrbahn muss nachbearbeitet werden.
  • Zudem kann es bei der Bearbeitung der Fahrbahnoberfläche mit einem herkömmlichen Sägewerkzeug mit voneinander beabstandeten Diamantsägeblättern in dem Abstand zwischen den Segmentblöcken zu einem unkontrollierten Abplatzen des Fahrbahnbelages kommen. Dies führt zu einer zusätzlichen Geräuschentwicklung, einer ungewollten Unebenheit und mit der Zeit zu einer Variation der Griffigkeit der Fahrbahnoberfläche.
  • Um dem zu begegnen, ist in EP 3 090 825 A1 ein Diamantsägeblatt vorgeschlagen, bei dem die Segmentblöcke auf der Außenseite des Kerns aus mindestens zwei in axialer Richtung aneinandergrenzenden, sich jeweils in radialer und axialer Richtung erstreckenden Schichten ausgebildet ist, wobei die Schichten unterschiedliche Verschleißfestigkeiten aufweisen. Dadurch wird eine gezahnte Segmentoberfläche ausgebildet, so dass durch jedes Diamantsägeblatt auch mehrere Rillen mit reduzierter und beliebiger Rillenbreite ausgebildet werden können.
  • Nachteilig bei einem solchen sägeblattartigen Aufbau ist, dass bei einem bereichsweisen Verschleiß oder einer ungewollten Beschädigung, die nur einen Teilbereich des Sägeblattes betrifft, das vollständige Sägeblatt auszutauschen ist. Weiterhin sind bei dem dann erforderlichen Austausch dieses einzelnen Sägeblattes zumindest einseitig benachbarte, noch intakte Sägeblätter ebenfalls radial von der Welle abzuziehen, um das verschlissene oder beschädigte Sägeblatt auf der Welle ersetzen zu können. Dadurch sind der Montage- und Demontageaufwand sowie die Materialkosten erhöht.
  • Ausgehend davon ist Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug sowie eine Maschine zur Behandlung einer Fahrbahnoberfläche bereitzustellen, die mit geringem Montage- und Demontageaufwand sowie mit geringen Materialkosten baustellengerecht gewartet bzw. instandgehalten werden können und dabei variabel einsetzbar sind. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Montieren und Demontieren des Werkzeuges mit wenig Aufwand baustellengerecht anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug zur Behandlung einer Fahrbahnoberfläche nach Anspruch 1 sowie einer Maschine und einem Verfahren nach den weiteren unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an.
  • Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, ein gattungsgemäßes Werkzeug zum Behandeln einer Fahrbahnoberfläche derartig weiterzuentwickeln, dass jeder Segmentblock, der aus mehreren axial aneinandergrenzenden Schichten mit einer gezahnten Segmentoberfläche besteht, auf einem Segmentblockträger fixiert ist und jeder Segmentblockträger lösbar an der Außenseite der Kerne befestigt ist. Jeder Segmentblockträger hält dabei vorzugsweise einen Segmentblock, beispielsweise über eine flächige Verbindungsschicht, wobei die Verbindungsschicht vorzugsweise in einem Klebprozess oder in einem Lötprozess ausgebildet wird und die Verbindungsschicht vorzugsweise ebenfalls lösbar ausgebildet ist. Alternativ kann auch ein Laserprozess vorgesehen sein, bei dem eine unlösbare Verbindungsschicht ausgebildet wird, so dass der lösbare Segmentblockträger bzw. der unlösbare Segmentblock als Einwegteile dienen.
  • Dadurch wird bereits der Vorteil erreicht, dass die auf einem Kern umlaufend angeordneten Segmentblöcke einzeln entfernt und ersetzt werden können, falls diese beschädigt oder verschlissen sind. Dadurch sind nicht alle Segmentblöcke auf dem Kern auszutauschen, falls einzelne Segmentblöcke beschädigt oder verschlissen sind, wodurch die Materialkosten bei einer Wartung bzw. Instandhaltung gesenkt werden können. Durch die lösbare Verbindung der Segmentblöcke kann bei der Ausführung mit einer lösbaren Verbindungsschicht vorteilhafterweise auch ein Segmentblockträger wiederverwendet werden, nachdem dieser mit einem neuen Segmentblock bestückt wurde.
  • Hierbei wird bei einem gattungsgemäßen Werkzeug davon ausgegangen, dass dieses mehrere ringförmige Kerne mit jeweils einer Öffnung zum Aufsetzen auf eine drehbare Welle aufweist, wobei die mehreren Kerne in axialer Richtung benachbart zueinander auf einer gemeinsamen Drehachse, vorzugsweise der Symmetrieachse der Kerne, angeordnet sind. Die Drehachse entspricht hierbei der Drehachse der Welle, so dass das Werkzeug um diese angetrieben wird. Dazu sind zwischen der Welle und den Kernen drehmomentübertragende Mittel vorgesehen. Diese können beispielsweise in Form von Nocken bzw. Federn an der Welle oder an den Kernen und Nuten an den Kernen bzw. an der Welle vorliegen, die ineinander eingreifen, wodurch ein Drehmoment zwischen beiden Elementen übertragen werden kann.
  • Auf der Außenseite der Kerne sind mehrere Segmentblöcke in identischer Ausrichtung zumindest teilweise umlaufend angeordnet, wobei jeder Segmentblock mehrere Schichten, beispielsweise zwischen 30 und 50 Schichten, aufweist, wobei die Schichten in axialer Richtung des Werkzeuges aneinandergrenzen und entlang einer Umfangsrichtung des Werkzeuges verlaufen. Die Schichten innerhalb eines Segmentblockes weisen variierende Schichthöhen auf zum Ausbilden einer in axialer Richtung gesehen gezahnten Segmentoberfläche, mit der Rillen und Stege oder nur die Rillen auf der Fahrbahnoberfläche ausgebildet werden können, wenn die Fahrbahnoberfläche durch das Werkzeug behandelt bzw. strukturiert bzw. texturiert wird. Die Segmentoberflächen bilden hierbei zusammen eine über die gesamte Breite des Werkzeuges verlaufende gezahnte Kontur aus, die das Einbringen einer gleichmäßigen Rillenkontur in die Fahrbahnoberfläche ermöglicht.
  • Vorzugsweise bildet das Werkzeug dazu mit seiner gesamten Werkzeugoberfläche das Negativ der zu fräsenden gezahnten Fahrbahnoberfläche aus, so dass sowohl die Rillen als auch die Stege in die Fahrbahnoberfläche eingefräst werden. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass durch das Werkzeug lediglich die Rillen in die Fahrbahnoberfläche gefräst werden und die Stege durch die bestehende, unbehandelte Fahrbahnoberfläche ausgebildet werden. Damit kann mit einem erfindungsgemäßen Werkzeug auch die konventionelle Methode der Oberflächenbehandlung nachgebildet werden, bei der jedes Sägeblatt des Werkzeuges eine Rille in die Fahrbahnoberfläche einfräst. Aufgrund eines Abstandes zwischen den Sägeblättern, der durch Spacer dazwischen eingestellt wird, wird eine gezahnte Fahrbahnoberfläche ausgebildet, wobei lediglich die Rillen ausgefräst werden und die Stege aufgrund der Spacer durch die bestehende, unbehandelte Fahrbahnoberfläche ausgebildet werden. Dies kann im erfindungsgemäßen Werkzeug durch einen entsprechend angepassten Schichtaufbau der Segmentblöcke erreicht werden, wobei Schichten mit sehr geringer Schichthöhe, die die Spacer nachbilden, zwischen den die Rillen fräsenden Schichten mit einer hohen Schichthöhe angeordnet sind.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Segmentblöcke derartig auf der Außenseite der Kerne ausgerichtet sind, dass in Umfangsrichtung benachbarte Segmentblöcke, die auf demselben Kern angeordnet sind, in radialer Richtung und axialer Richtung deckungsgleich verlaufende Segmentoberflächen aufweisen. Die Segmentblöcke sind also derartig auf der Außenseite angeordnet, dass Schichten mit derselben Schichthöhe segmentblockübergreifend in axialer Richtung an derselben Position liegen und damit vorteilhaferweise vermieden wird, dass durch einen Segmentblock eingefräste Rillen durch einen anderen Segmentblock desselben Kerns wieder abgetragen werden.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die gezahnte Segmentoberfläche eines Segmentblockes, bzw. die einzelnen Schichten, die diese ausbilden, in Umfangsrichtung des Werkzeuges gekrümmt ist bzw. sind. Dadurch können die Oberflächen der Segmentblöcke vorteilhaferweise an die zylindrische Form des Werkzeuges angepasst werden, so dass bei einer Drehbewegung des Werkzeuges eine gleichmäßige Strukturierung auf der Fahrbahnoberfläche erreicht wird.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Segmentblockträger über Schrauben an der Außenseite des jeweiligen Kerns lösbar befestigt sind. Damit wird eine einfache Möglichkeit für die lösbare Verbindung der Segmentblöcke angegeben, so dass diese auf einfache Weise einzeln ausgetauscht werden können.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, dass die Schrauben von einer Innenseite des Kerns durch Schraubenaufnahmen gesteckt sind und an der Außenseite aus dem Kern ragen und in Gewindegänge im Segmentblockträger eingreifen. Dadurch wird eine Schraubverbindung geschaffen, die während des Betriebes des Werkzeuges vor äußeren Einflüssen geschützt ist, da die Innenseite der Kerne normalerweise von der Welle bedeckt und geschützt ist. Zudem sind die Gewindegänge in den Segmentblockträgern bei einer derartigen Ausbildung an der den Segmentblöcken gegenüberliegenden Seite des Segmentblockträgers angeordnet, so dass durch die Schraubverbindung keine Aussparungen in den Segmentblöcken und damit den Schichten für die Schraubenaufnahmen nötig sind. Dadurch kann die Fläche auf den Segmentblöcken zum Behandeln der Fahrbahnoberfläche optimal ausgenutzt werden.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass jeder Kern aus zwei Halbschalen oder aus mehreren Teilschalen zusammengesetzt ist, wobei durch ein Aneinandersetzen von Stirnseiten der beiden Halbschalen oder der mehreren Teilschalen ein vollständig umlaufender ringförmiger Kern ausgebildet ist. Dadurch können vorteilhafterweise die Montage und die Demontage des Werkzeuges vereinfacht werden. Die Halbschalen oder die Teilschalen können nämlich gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren radial auf die Welle aufgesetzt oder von dieser abgenommen werden, ohne dass benachbarte Kerne ebenfalls von der Welle zu entfernen sind. Dies wird gerade durch die Teilung des ringförmigen Kerns in mehrere Teilschalen, insbesondere Halbschalen erreicht. Abgenommene Halbschalen oder Teilschalen können dann ersetzt und/oder einzelne Segmentblöcke ausgetauscht werden. Anschließend können ersetzte oder mit neuen Segmentblöcken bestückte Halbschalen wieder in einfacher Weise auf der Welle positioniert und befestigt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist außerdem vorgesehen, dass die beiden Halbschalen oder die mehreren Teilschalen eines Kerns von mindestens einem Zentrierring zusammengehalten sind, wobei der mindestens eine Zentrierring dazu in eine Zentriernut an den beiden Halbschalen oder den mehreren Teilschalen eingreift, wobei sich die Zentriernut über die beiden Halbschalen oder die mehreren Teilschalen erstreckt. Dadurch wird in einfacher Weise erreicht, dass die Halbschalen oder Teilschalen in ihrer ringförmigen Form auf der Welle verbleiben. Vorzugsweise sind dazu an beiden axialen Seiten eines Kerns vollständig umlaufende Zentriernuten vorgesehen.
  • Um den Montage- und Demontageaufwand zu vereinfachen, ist weiterhin vorgesehen, dass ein Zentrierring in die Zentriernuten von benachbarten Kernen eingreift zum gleichzeitigen Zusammenhalten der beiden Halbschalen oder der mehreren Teilschalen zweier benachbarter Kerne. Dadurch kann ein aus zwei Halbschalen oder mehreren Teilschalen zusammengesetzter Kern in axialer Richtung gegen einen Kern geschoben werden, in dessen Zentriernut bereits ein Zentrierring eingreift. Aufgrund der identischen Anordnung der Zentriernut greift der Zentrierring dann zusätzlich in die Zentriernut des aufgeschobenen Kerns ein und hält diesen ebenfalls sicher zusammen. In dieser Weise können aneinandergrenzenden Kerne einseitig durch einen gemeinsamen Zentrierring gesichert werden.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass an den äußeren Kernen des Werkzeuges jeweils ein Flansch angeordnet ist zum Zusammenhalten der Kerne in axialer Richtung. Durch endseitige Flansche kann also vorteilhafterweise dafür gesorgt werden, dass die Kerne aneinander liegen und dadurch auch die Zentrierringe in den Zentriernuten verbleiben, so dass die Halbschalen auch im Betrieb unter Spannung und bei einer Beanspruchung gesichert sind. Zudem kann eine gleichmäßig über das gesamte Werkzeug verlaufende gezahnte Oberfläche ausgebildet werden, die aus den einzelnen gezahnten Segmentoberflächen lückenlos zusammengesetzt ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist außerdem vorgesehen, dass in axialer Richtung aneinandergrenzende Schichten innerhalb eines Segmentblockes unterschiedliche Schichthöhen aufweisen, wobei die Schichthöhen über den gesamten Segmentblock in axialer Richtung vorzugsweise alternieren zum Ausbilden der genzahnten Segmentoberfläche. Dazu ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass Verschleißfestigkeiten von aneinandergrenzenden Schichten innerhalb eines Segmentblockes in axialer Richtung variieren, vorzugsweise alternieren, zum Ausbilden der unterschiedlichen Schichthöhen der gezahnten Segmentoberfläche.
  • Dabei kann ein vollständig alternierender Verlauf der Schichthöhen in axialer Richtung über das gesamte Werkzeug vorgesehen sein, so dass jeder Segmentblock in axialer Richtung nahezu identisch ausgeführt ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Segmentblöcke auf einzelnen ausgewählten ringförmigen Kernen des Werkzeuges einen abweichenden Schichtaufbau aufweisen. Beispielsweise können einzelne ausgewählte Schichten, die zum Einfräsen einer Rille in die Fahrbahnoberfläche vorgesehen sind, eine andere Schichthöhe, insbesondere eine größere Schichthöhe, und/oder eine andere Schichtbreite, insbesondere eine größere Schichtbreite, aufweisen als die anderen Schichten des Werkzeuges, die zum Einfräsen einer Rille vorgesehen sind. Dadurch kann an ausgewählten Positionen beispielsweise eine tiefere und/oder eine breitere Rille in die Fahrbahnoberfläche eingefräst werden.
  • Demnach kann vorteilhafterweise gezielt eine bestimmte Texturierung in die Fahrbahnoberfläche eingebracht werden. Beispielsweise können die über das Werkzeug verteilten Schichten, die zu einer geringeren Rillentiefe führen, zum Ausbilden einer "Grinding-Textur" und die über das Werkzeug verteilten Schichten, die zu einer größeren Rillentiefe und/oder breiteren Rillenbreite führen zum Ausbilden einer "Grooving-Textur" verwendet werden. Die der "Grooving-Textur" zugeordneten Schichten mit größerer Schichthöhe und/oder breiterer Schichtbreite können dabei beispielsweise in einem axialen Abstand von 2cm gleichmäßig auf dem Werkzeug verteilt vorgesehen sein. Dadurch kann mit lediglich einem Werkzeug sowohl die "Grinding-Textur" als auch die "Grooving-Textur" eingebracht werden.
  • Unter einer "Grinding-Textur" wird hierbei eine Rillenanordnung in der Fahrbahnoberfläche verstanden, mit der sich Eigenschaften, wie z.B. eine Griffigkeit, ein Rollwiderstand oder ein Lärmpegel einstellen lassen. Unter einer "Grooving-Textur" wird ebenfalls eine Rillenanordnung verstanden, mit der eine Verteilung von Wasser auf der Fahrbahnoberfläche eingestellt werden kann, so dass Aquaplaning weitestgehend vermieden werden kann. Rillen für das "Grooving" ragen normalerweise tiefer in die Fahrbahnoberfläche als Rillen für das "Grinding". Beide Rillenanordnungen können miteinander verknüpft werden, um eine optimale Beschaffenheit und eine optimale Einstellung der genannten Eigenschaften zu erzielen.
  • Unterschiedliche Verschleißfestigkeiten lassen sich hierbei für die jeweilige Schicht dadurch erreichen, dass in den Schichten Diamanten angeordnet sind, deren Konzentration und/oder deren Größe zwischen den unterschiedlichen Schichten variiert. Gleichzeitig kann eine Materialzusammensetzung der Schichten unterschiedlich sein, um unterschiedliche Verschleißfestigkeiten zwischen den Schichten zu erhalten.
  • Damit wird ein Schichtaufbau verwendet, der auch in EP 3 090 825 A1 , deren Inhalt hiermit vollständig in die Anmeldung aufgenommen wird, zum Einsatz kommt. Damit sind vorteilhafterweise sehr geringe Schichtbreiten bis hinunter zu 1 mm möglich, die ein Einbringen bzw. Fräsen von Rillen und/oder Stegen in die Fahrbahnoberfläche mit einer Rillenbreite ab 1mm und einem Rillenabstand ab 1mm ermöglichen.
  • In der angeführten Ausführungsform, bei der lediglich die Rillen ausgefräst werden und die Stege durch die bestehende, unbehandelte Fahrbahnoberfläche ausgebildet werden, kann die Beimischung von Diamanten aus Kostengründen entfallen.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass benachbarte Kerne derartig gegeneinander um die Drehachse verdreht sind, dass in axialer Richtung benachbarte Segmentblöcke unterschiedlicher Kerne in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Dadurch wird eine homogene Verteilung der Schichten bzw. der Segmentblöcke über die gesamte Oberfläche des Werkzeuges erreicht. Auch damit wird gewährleistet, dass durch die gezahnten Segmentoberflächen der einzelnen Segmentblöcke eine gleichmäßig gezahnte Kontur über die gesamte axiale Breite des Werkzeuges ausgebildet wird.
  • Für die erfindungsgemäße Maschine mit einem erfindungsgemäßen Werkzeug ist vorgesehen, dass das Werkzeug auf einer antreibbaren Welle der Maschine derartig angeordnet ist, dass das Werkzeug durch Antreiben der Welle um eine Drehachse in Rotation versetzt werden kann zum Behandeln der Fahrbahnoberfläche. Die Maschine kann beispielsweise ein Fugenschneider sein, der ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Werkzeug mit einer Umfangsgeschwindigkeit von beispielsweise 45 m/s zu drehen. Durch ein Annähern des Werkzeuges an die Fahrbahnoberfläche können die Segmentblöcke in beschriebener Weise mit der Fahrbahnoberfläche wechselwirken, so dass diese abgetragen bzw. abgefräst wird und die Rillen bzw. Stege ausgebildet werden. Je nach Antriebsleistung der Maschine können Rillen bzw. Stege mit einer Geschwindigkeit von ca. 3 m bis 10 m pro Minute in die Fahrbahnoberfläche eingebracht werden.
  • Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zum Montieren eines Werkzeuges zum Behandeln einer Fahrbahnoberfläche auf einer Maschine mit einer antreibbaren Welle vorgesehen, das mindestens die folgenden Schritte aufweist:
    • Bereitstellen von mehreren Halbschalen oder Teilschalen, die mehrere Kerne des Werkzeuges ausbilden und auf deren Außenseite mehrere Segmentblöcke mit einer gezahnten Segmentoberfläche angeordnet sind;
    • radiales Aufsetzen von zwei Halbschalen oder mehreren Teilschalen von unterschiedlichen Seiten auf die Welle und anschließendes Aneinanderlegen von Stirnflächen der zwei aufgesetzten Halbschalen oder der mehreren Teilschalen derartig, dass ein ringförmig umlaufender erster Kern auf der Welle ausgebildet wird;
    • Einsetzen eines Zentrierringes in Zentriernuten der zusammengesetzten Halbschalen oder Teilschalen zum ringförmigen Zusammenhalten der beiden Halbschalen oder der mehreren Teilschalen;
    • radiales Aufsetzen von zwei weiteren Halbschalen oder Teilschalen auf die Welle und anschließendes Aneinanderlegen von Stirnflächen der zwei aufgesetzten Halbschalen oder der mehreren Teilschalen derartig, dass ein ringförmig umlaufender zweiter Kern auf der Welle ausgebildet wird;
    • Aneinanderbringen der beiden auf der Welle angeordneten Kerne in axialer Richtung, wobei der in die Zentriernuten des ersten Kerns eingesetzte Zentrierring auch in die Zentriernuten des zweiten Kerns eingreift oder ein weiterer Zentrierring in die Zentriernuten des zweiten Kerns eingesetzt wird;
    • radiales Aufsetzen weiterer Halbschalen oder Teilschalen auf die Welle und Einsetzen weiterer Zentrierringe in die Zentriernuten der zusammengesetzten Halbschalen oder Teilschalen derartig, dass mehrere in axialer Richtung benachbart zueinander liegende Kerne auf der Welle ausgebildet werden, die von den Zentrierringen zusammengehalten werden. Die auf dem Zentrierring in radialer Richtung vorgesehene Zentriernut dient dabei auch der Erleichterung der Ringdemontage mittels eines spitzen Werkzeuges, beispielsweise eines Schraubendrehers. Dadurch wird eine baustellengerechte Wartung bzw. Instanthaltung ermöglicht.
  • Somit wird bei einer Ausführung der Kerne aus zwei Halbschalen oder aus mehreren Teilschalen eine einfache Montage ermöglicht, da die einzelnen Kerne nicht axial auf die Welle aufzuschieben sind, sondern quasi segmentweise erst auf der Welle zusammengesetzt werden. Dies hat auch Vorteile bei der Demontage des Werkzeuges, wobei diese erfindungsgemäß mindestens die folgenden Schritte aufweist:
    • Separieren von auf der Welle benachbart zueinander angeordneten Kernen, auf deren Außenseite mehrere Segmentblöcke mit einer gezahnten Segmentoberfläche angeordnet sind und die aus zwei Halbschalen oder mehreren Teilschalen zusammengesetzt sind;
    • Entnehmen von Zentrierringen aus Zentriernuten der separierten Kerne und anschließendes radiales Abheben der die Kerne ausbildenden Halbschalen oder Teilschalen.
  • Dadurch kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass benachbarte Kerne ebenfalls von der Welle abzunehmen sind, wenn lediglich ein bestimmter Kern auszutauschen ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer Maschine zur Oberflächenbehandlung einer Fahrbahn;
    Fig. 1a
    eine Detailansicht einer oberflächenbehandelten Fahrbahn;
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht eines Werkzeuges zur Oberflächenbehandlung;
    Fig. 2a
    eine Detailansicht eines Segmentblockträgers in dem Werkzeug gemäß Fig. 2;
    Fig. 2b
    eine Welle zur Aufnahme eines Werkzeuges gemäß Fig. 2;
    Fig. 3
    eine Schnittansicht des Werkzeuges gemäß Fig. 2;
    Fig. 4
    eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Halbschale des Werkzeuges gemäß Fig. 2;
    Fig. 5a
    ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren des Werkzeuges; und
    Fig. 5b
    ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Demontieren des Werkzeuges.
  • In Figur 1 ist beispielhaft eine Maschine 100 mit einem Werkzeug 1 zur Behandlung einer Fahrbahnoberfläche 2 vorgesehen. Das Werkzeug 1 ist über eine Halterung 3 drehbar an der Maschine 100 gelagert und kann derartig kontrolliert um eine Drehachse D in Rotation versetzt werden, dass die Fahrbahnoberfläche 2 teilweise abgetragen und dadurch oberflächlich strukturiert wird. Die Fahrbahnoberfläche 2 wird hierbei derartig strukturiert, dass gemäß Fig. 1a parallel verlaufende Rillen 4 mit dazwischenliegenden Stegen 5 oberflächlich in die Fahrbahn 2 eingebracht werden. Dies dient dazu, ein optimales Verhalten gewisser Eigenschaften, wie Griffigkeit, Lärm und Wasserdrainage auf der Fahrbahnoberfläche 2 einstellen zu können.
  • Das erfindungsgemäße Werkzeug 1 fräst hierbei nicht nur die Rillen 4 selbst in die Fahrbahnoberfläche 2, sondern auch die Stege 5, so dass in kontrollierter Weise eine nahezu gleichbleibende Rillentiefe T, eine nahezu gleichbleibende Rillenbreite B und auch ein nahezu gleichbleibender Rillenabstand A eingestellt werden kann. Damit wird eine Homogenität der gefrästen Fahrbahnoberfläche 2 gewährleistet. Dazu bildet das Werkzeug 1 mit seiner Werkzeugoberfläche das Negativ der zu fräsenden Fahrbahnoberfläche 2 aus, was in Fig. 2a beispielhaft dargestellt ist.
  • Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass durch das Werkzeug 1 lediglich die Rillen 4 in die Fahrbahnoberfläche 2 eingefräst werden und die Stege 5 durch die bestehende, unbehandelte Fahrbahnoberfläche 2 ausgebildet werden. Damit kann mit dem Werkzeug 1 auch die konventionelle Methode der Oberflächenbehandlung nachgebildet werden, bei der jedes Sägeblatt eines konventionellen Werkzeuges eine Rille 4 in die Fahrbahnoberfläche 2 einfräst. Aufgrund eines Abstandes zwischen den Sägeblättern, der durch Spacer dazwischen eingestellt wird, wird eine gezahnte Fahrbahnoberfläche 2 ausgebildet, wobei lediglich die Rillen 4 ausgefräst werden und die Stege 5 aufgrund der Spacer durch die bestehende, unbehandelte Fahrbahnoberfläche 2 ausgebildet werden. Dies kann im hier vorliegenden Werkzeug 1 durch einen entsprechend angepassten Schichtaufbau erreicht werden, was im Folgenden näher erläutert wird.
  • In Fig. 2 ist das Werkzeug 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Demnach sind über den Umfang des Werkzeuges 1 verteilt mehrere Segmentblöcke 6 vorgesehen, die gemäß Fig. 2a jeweils aus mehreren Schichten 7, 8 bestehen, die in axialer Richtung Y aneinandergrenzen. Benachbarte Schichten 7, 8 weisen dabei unterschiedliche Verschleißfestigkeiten VF1, VF2 auf, so dass durch die Segmentblöcke 6 ein Negativ der zu fräsenden Fahrbahnoberfläche ausgebildet werden kann. Unterschiedliche Verschleißfestigkeiten VF1, VF2 können beispielsweise dadurch erreicht werden, dass benachbarte Schichten 7, 8 unterschiedliche Konzentrationen und/oder Größen von Diamanten und/oder auch unterschiedliche Materialzusammensetzungen aufweisen.
  • Bei einer Ausführungsform des Werkzeuges 1, in der nur die Rillen 4 in die Fahrbahnoberfläche 2 eingefräst und die Stege 4 durch die bestehende, unbehandelte Fahrbahnoberfläche 2 ausgebildet werden sollen, weisen die Schichten 8(VF2) in Fig. 2a eine sehr gering Schichthöhe H2 auf, wodurch die Spacer eines konventionellen Werkzeuges nachgebildet werden. Dazwischen liegen die die Rillen 4 fräsenden Schichten 7(VF1), die dann eine vergleichsweise hohe Schichthöhe H2 aufweisen. Die Schichten 8(VF2) mit geringer Schichthöhe H2 sind dabei vorzugsweise nicht mit Diamanten versehen, da diese nicht am Fräsprozess teilnehmen. Dadurch können Materialkosten gespart werden.
  • Vorzugsweise variieren die Verschleißfestigkeiten VF1, VF2 in axialer Richtung Y über ein Segmentblock 6. Dadurch bilden sich für benachbarte Schichten 7, 8 eines Segmentblockes 6 unterschiedliche Ausdehnungen in radialer Richtung X bzw. unterschiedliche Schichthöhen H1, H2 aus, so dass eine in axialer Richtung Y ausgedehnte gleichmäßig gezahnte Segmentoberfläche 6a entsteht, die als Negativ für die Strukturierung der Fahrbahnoberfläche 2 verwendet werden kann. Die Segmentoberfläche 6a weist dabei eine leichte Krümmung in Umfangsrichtung U des Werkzeuges 1 auf, die an die Zylinderoberfläche des Werkzeuges 1 angepasst ist.
  • Die Verschleißfestigkeiten VF1, VF2 der Schichten 7, 8 können dabei über das gesamte Werkzeug 1 in axialer Richtung Y alternieren, wobei dann jeder Segmentblock 6 nahezu identisch ausgeführt ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass einzelne Segmentblöcke 6 des Werkzeuges 1 einen abweichenden Schichtaufbau aufweisen. Dies ist beispielhaft in Fig. 2a dargestellt, wobei eine einzelne ausgewählte Schicht 7a, die zum Einfräsen einer Rille 4 in die Fahrbahnoberfläche 2 vorgesehen ist, eine größere Schichthöhe H1a aufweist als die anderen Schichten 7 des Werkzeuges 1, die zum Einfräsen einer Rille 4 vorgesehen sind. Dadurch kann an ausgewählten Positionen in der Fahrbahnoberfläche 2 eine tiefere Rille 4a in die Fahrbahnoberfläche 2 eingefräst werden. Die ausgewählte Schicht 7a kann auch eine größere Schichtbreite SB1a aufweisen als die anderen Schichten 7, 8, um auch eine ausgewählte breitere Rille 4a in der Fahrbahnoberfläche 2 zu erzeugen.
  • Demnach kann vorteilhafterweise gezielt eine bestimmte Texturierung in die Fahrbahnoberfläche 2 eingebracht werden. Beispielsweise können die über das Werkzeug 1 verteilten Schichten 7, die zu einer geringeren Rillentiefe T führen, zum Ausbilden einer "Grinding-Textur" und die über das Werkzeug 1 verteilten ausgewählten Schichten 7a, die zu einer größeren Rillentiefe Ta und/oder einer größeren Rillenbreite Ba führen zum Ausbilden einer "Grooving-Textur" verwendet werden. Die der "Grooving-Textur" zugeordneten Schichten 7a mit größerer Schichthöhe H1a und/oder breiterer Schichtbreite SB1a können dabei beispielsweise in einem axialen Abstand von 2cm gleichmäßig auf dem Werkzeug 1 verteilt vorgesehen sein. Dadurch kann mit lediglich einem Werkzeug 1 sowohl die "Grinding-Textur" als auch die "Grooving-Textur" eingebracht werden.
  • Die derartig aufgebauten Segmentblöcke 6 sind gemäß der gezeigten Ausführungsform in vier Ringen 9.i auf dem Werkzeug 1 verteilt angeordnet und dabei innerhalb eines Ringes 9.i in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet. Die axialen Positionen (Y) von in Umfangsrichtung U aufeinanderfolgenden Segmentblöcken 6 sind dabei innerhalb eines Ringes 9.i genau aufeinander abgestimmt. Dadurch wird erreicht, dass die jeweiligen Schichten 7, 8 jedes Segmentblockes 6 bei einer Verdrehung des Werkzeuges 1 um die Drehachse D auf den korrekten Positionen, d.h. innerhalb einer Rille 4 bzw. auf einem Steg 5, auf der Fahrbahnoberfläche 2 aufliegen und diese entsprechend weiter abtragen. Dies bedeutet, dass in Umfangsrichtung U aufeinanderfolgende Schichten 7, 8 derselben Verschleißfestigkeit VF1, VF2 über alle Segmentblöcke 6 eines Ringes 9.i hinweg in axialer Richtung Y an derselben Position liegen, so dass sich deckungsgleiche gezahnte Segmentoberflächen 6a ergeben.
  • Weiterhin sind benachbarte Ringe 9.i gegeneinander verdreht, so dass sich die in Fig. 2 dargestellte versetzte Anordnung der Segmentblöcke 6 ergibt. Bei einer derartigen Anordnung der Segmentblöcke 6 in mehreren Ringen 9.i wird gewährleistet, dass aus den gezahnten Segmentoberflächen 6a der einzelnen Ringe 9.i eine gleichmäßig gezahnte Kontur K zusammengesetzt wird, die über die gesamte axiale Breite des Werkzeuges 1 verläuft, wobei ggf. in regelmäßigen Abständen ausgewählte Schichten 7a herausragen, um neben einer "Grinding-Textur" mit demselben Werkzeug gleichzeitig eine "Grooving-Textur" in die Fahrbahnoberfläche 2 einbringen zu können. Wird die Fahrbahnoberfläche 2 mit den gezahnten Segmentoberflächen 6a der einzelnen Ringe 9.i bzw. der zusammengesetzten gezahnten Kontur K behandelt, bilden sich die Rillen 4, 4a bzw. die Stege 5 auf dieser in kontrollierter Weise über die gesamte Breite des Werkzeuges 1 aus. Um die oben genannten Rillenbreiten B, Ba und Rillenabstände A zu erhalten, wird eine Schichtbreite SB1, SB1a, SB2 der Schichten 7, 7a, 8 von beispielsweise jeweils 1mm oder mehr eingestellt.
  • Die Anordnung und die Abmessung der Ringe 9.i selbst ist gemäß Fig. 3 durch ringförmige Kerne 10.i festgelegt, auf deren Außenseite 12.i die Segmentblöcke 6 gehalten werden. Dazu sind Segmentblockträger 11 vorgesehen, auf denen jeweils ein Segmentblock 6 mit radial nach außen weisender gezahnter Segmentoberfläche 6a befestigt ist, vorzugsweise durch eine Verbindungsschicht 19 (s. Fig. 2a), die beispielsweise in einem Löt- oder Klebe- oder Laserprozess ausgebildet wird. In einem Löt- oder Klebeprozess kann dabei eine lösbare Verbindung bereitgestellt werden, während in einem Laserprozess eine unlösbare Verbindung (Einweg) ausgebildet wird. Der Prozess kann je nach Anwendung gezielt ausgewählt werden.
  • Die Segmentblockträger 11 sind an der Außenseite 12.i des jeweiligen Kerns 10.i über zwei Schrauben 13 befestigt. Die Segmentblockträger 11 liegen dabei gemäß Fig. 4 jeweils zwischen zwei Zentrierstegen 25 auf der Außenseite 12.i des jeweiligen Kerns 10.i auf. Die Schrauben 13 werden von einer Innenseite 26.i des Kerns 10.i in Schraubenaufnahmen 14 gesteckt und der an den Außenseiten 12.i aus den Kernen 10.i herausragende Teil der Schrauben 13 in einen Gewindegang 15 (s. Fig. 2a) im Segmentblockträger 11 eingeschraubt. Die Schraubenköpfe 13a liegen dabei an Stufen 14 a der Schraubenaufnahme 14 derartig an, dass die Segmentblockträger 11 bei einem Anziehen der Schrauben 13 im Gewindegang 15 an dem jeweiligen Kern 10.i fixiert werden.
  • Durch die Verwendung der Schrauben 13 zur Befestigung der Segmentblockträger 11 an den Kernen 10.i können die Segmentblockträger 11 für eine Wartung bzw. einen Austausch einzeln entnommen werden, ohne dabei auch weitere Segmentblöcke 6 innerhalb desselben Ringes 9.i entnehmen zu müssen. Die Segmentblöcke 6 können durch ein Lösen der Verbindungsschicht 19 vom Segmentblockträger 11 abgenommen werden. Mit einer neuen Verbindungsschicht 19 kann anschließend ein neuer Segmentblock 6 auf den Segmentblockträger 11 aufgebracht und dieser wieder an der jeweiligen Position an dem Kern 10.i über die Schrauben 13 befestigt werden.
  • Auf diese Weise sind sämtliche Segmentblöcke 6 bzw. Segmentblockträger 11 in Fig. 2 vollständig umlaufend und voneinander beabstandet (innerhalb eines Ringes 9.i) an dem jeweiligen Kern 10.i lösbar befestigt. Die Schraubenaufnahmen 14 von benachbarten Kernen 10.i sind entsprechend gegeneinander versetzt angeordnet, so dass die Segmentblöcke 6 benachbarter Ringe 9.i ebenfalls zueinander versetzt sind, wie in Fig. 2 dargestellt.
  • Die Kerne 10.i des Werkzeuges 1 weisen gemäß Fig. 2 jeweils mittig eine Öffnung 16 auf, um die einzelnen Kerne 10.i bzw. das gesamte Werkzeug 1 auf einer antreibbaren Welle 20 (s. Fig. 2b) der Maschine 100 aufsetzen zu können. Durch entsprechende Nuten 17 kann eine Drehmomentübertragung von der Welle 20 auf das Werkzeug 1 bewirkt werden, so dass das Werkzeug 1 im Betrieb über die Welle 20 in Rotation versetzt werden kann. Dazu greifen entsprechende Nocken 21 auf der das Werkzeug 1 tragenden Welle 20 in die Nuten 17 ein. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind zwei gegenüberliegende Nuten 17, die sich über die gesamte axiale Breite des Werkzeuges 1 erstrecken, vorgesehen. Die Nuten 17 können aber auch in einem anderen Winkel versetzt zueinander verteilt sein. Es sind auch beliebige andere Mittel möglich, die für eine Drehmomentübertragung zwischen der Welle 20 und dem Werkzeug 1 sorgen können.
  • Jeder Kern 10.i eines Ringes 9.i wird vorzugsweise durch zwei Halbschalen 18 (s. Fig. 4) gebildet, deren Stirnflächen 18b aneinandergesetzt sind, so dass durch zwei Halbschalen 18 ein vollständig umlaufender Kern 10.i ausgebildet wird. Ein Kern 10.i kann auch aus mehr als zwei Teilschalen bestehen, die dann in entsprechender Weise mit ihren Stirnflächen zu einem vollständigen ringförmigen Kern 10.i zusammengesetzt werden. Durch die Verwendung von Teilschalen, insbesondere Halbschalen 18, kann die Herstellung und Wartung eines solchen Werkzeuges 1 erheblich vereinfacht werden. Dazu werden die Halbschalen 18 eines Ringes 9.i zunächst in radialer Richtung X von zwei unterschiedlichen Seiten auf die Welle 20 aufgesetzt und durch ein Aneinanderlegen der Stirnflächen 18a erst auf der Welle 20 zu einem geschlossenen Ring 9.i zusammengefügt. Dadurch kann ein seitliches Aufschieben eines Ringes 9.i bzw. eines Kernes 10.i entfallen, was den Montage-Aufwand erheblich verringert. Auch eine Demontage bzw. ein Austausch einzelner Ringe 9.i des Werkzeuges 1 ist vereinfacht, da der jeweilige Ring 9.i zunächst in seine Halbschalen 18 zerlegt und anschließend in radialer Richtung nach außen von der Welle 20 abgenommen werden kann. Benachbarte Ringe 9.i sind bei einem solchen Austausch nicht betroffen und können daher auf der Welle 20 verbleiben.
  • Um die Halbschalen 18 innerhalb eines Ringes 9.i zusammenzuhalten, weist jede Halbschale 18 auf beiden Seiten vollständig umlaufende Zentriernuten 18a auf, in die im zusammengesetzten Zustand der Halbschalen 18 ein Zentrierring 22 eingesetzt werden kann (s. Fig. 2). Ein Zentrierring 22 kann dabei gleichzeitig in Zentriernuten 18a von zwei benachbarten Halbschalen 18 eingesetzt werden, wodurch der Montageaufwand verringert wird.
  • Die Montage des erfindungsgemäßen Werkzeuges 1 erfolgt gemäß Fig. 5a beispielsweise folgendermaßen:
    In einem anfänglichen Schritt StM0 werden zunächst die Welle 20 mit den Nocken 21 sowie eine entsprechende Anzahl an Halbschalen 18 für das Werkzeug 1 bereitgestellt. In einem ersten Schritt StM1 werden zwei Halbschalen 18 für einen ersten Ring 9.1 in radialer Richtung X von zwei unterschiedlichen Seiten auf die Welle 20 aufgesetzt und mit ihren Stirnflächen 18a aneinandergelegt, so dass ein ringförmig umlaufender erster Kern 10.1 ausgebildet wird. Die Nuten 17 sind entsprechend an den Nocken 21 der Welle 20 auszurichten, um eine Drehmomentübertragung zu ermöglichen. Anschließend wird in einem zweiten Schritt StM2 ein Zentrierring 22 in die Zentriernuten 18a der zusammengesetzten Halbschalen 18 eingesetzt. Dazu sind bereits vorab je nach Anzahl an vorgesehenen Ringen 9.i auf dem Werkzeug 1 eine entsprechende Anzahl an Zentrierringen 22 auf die Welle 20 aufzustecken. Gemäß Fig. 2 und Fig. 3 sind beispielsweise fünf Zentrierringe 22 vorgesehen.
  • Anschließend werden in einem dritten Schritt StM3 die Halbschalen 18 eines benachbarten zweiten Ringes 9.2 in radialer Richtung X von zwei unterschiedlichen Seiten in entsprechender Ausrichtung zu den Nocken 21 auf die Welle 20 aufgesetzt und deren Stirnflächen 18b aneinandergelegt, so dass ein weiterer ringförmiger zweiter Kern 10.2 ausgebildet wird. In einem vierten Schritt StM4 werden anschließend die beiden Kerne 10.1, 10.2 in axialer Richtung Y aneinander gebracht, so dass der bereits in den ersten Kern 10.1 eingebrachte Zentrierring 22 gleichzeitig auch in die Zentriernuten 18a des zweiten Kerns 10.2 eingreift und dadurch auch die beiden Halbschalen 18 des zweiten Kerns 10.2 zusammengehalten werden. In dieser Weise wird fortgefahren, bis alle Kerne 10.i des Werkzeuges 1 auf der Welle 20 aufliegen und von den jeweils zugeordneten Zentrierringen 22 zusammengehalten werden, nachdem die Kerne 10.i in axialer Richtung Y aneinander gebracht wurden.
  • Abschließend werden in einem fünften Schritt StM5 beidseitig Flansche 23 gegen die jeweils äußeren Kerne 10.1, 10.4 bzw. Halbschalen 18 gebracht. Die Flansche 23 weisen gemäß Fig. 3 ebenfalls eine Zentriernut 23a auf, so dass an den jeweils äußeren Kernen 10.1, 10.4 bzw. Halbschalen 18 nach außen (in axialer Richtung Y) abstehende Zentrierringe 22 in die Zentriernut 23a der Flansche 23 eingreifen können. Die Flansche 23 können dabei ebenfalls durch Halbschalen gebildet werden oder aber durch Ringe, die vorab auf die Welle 20 aufgesteckt werden.
  • Die Flansche 23 werden gegen die jeweils äußeren Kerne 10.1, 10.4 bzw. Halbschalen 18 gedrückt und halten damit den gesamten Schalenaufbau in axialer Richtung Y zusammen. Dadurch werden auch alle Zentrierringe 22 sicher in den Zentriernuten 18a, 23a eingeschlossen, so dass die Halbschalen 18 im Betrieb des Werkzeuges 1 sicher zusammengehalten werden. Das Andrücken der Flansche 23 an die jeweils äußeren Kerne 10.1, 10.4 kann beispielsweise durch Endstücke 24a, 24b (s. Fig. 2b) gewährleistet werden, die auf der Welle 20 angeordnet sind. Ein erstes Endstück 24a ist auf der Welle 20 fixiert, beispielsweise durch eine Schweißverbindung, und ein zweites Endstück 24b ist in axialer Richtung Y beweglich auf der Welle 20 angeordnet. Nach dem beschriebenen Zusammensetzen der Kerne 10.i bzw. Halbschalen 18 und dem endseitigen Anlegen der Flansche 23 wird das zweite Endstück 24b in axialer Richtung Y gegen den jeweiligen Flansch 23 auf dieser Seite des Werkzeuges 1 gedrückt. Dies kann beispielsweise durch ein Anziehen von Andrückschrauben 24c erfolgen, die daraufhin gegen die Außenseite des zweiten Endstückes 24b gelangen und dieses in axialer Richtung Y wegdrücken. Da das erste Endstück 24a an der Welle 20 fixiert ist, werden die Kerne 10.i bzw. Halbschalen 18 dadurch über die beidseitig angeordneten Flansche 23 zwischen den beiden Endstücken 24a, 24b eingeklemmt und damit auf der Welle 20 gehalten.
  • In vergleichbarer Weise kann gemäß Fig. 5b ein benutztes Werkzeug 1 nach dessen Betrieb in einfacher Weise demontiert werden. Dies kann beispielsweise dann nötig sein, wenn einzelne Elemente des Werkzeuges 1 verschlissen oder defekt sind, beispielsweise einzelne Kerne 10.i, einzelne Halbschalen 18 oder einzelne Segmentblöcke 6. Diese können dann wie folgt in einfacher Weise entfernt und ausgetauscht werden:
  • Nach dem Bereitstellen eines benutzten Werkzeuges 1 in einem anfänglichen Schritt StD0 wird in einem ersten Schritt StD1 die Klemmung über die Endstücke 24a, 24b durch ein Lösen der Andrückschrauben 24c wieder gelöst. Dadurch können in einem zweiten Schritt StD2 die Flansche 23 und in einem dritten Schritt StD3 auch die einzelnen Kerne 10.i bzw. Halbschalen 18 wieder axial auf der Welle 22 verschoben werden, um die Sicherung über die Zentrierringe 22 aufzuheben. Dadurch können die einzelnen Halbschalen 18 in einem vierten Schritt StD4 entfernt und anschließend ausgetauscht oder einzelne Segmentblöcke 6 durch ein Lösen der Schrauben 13 entfernt und ausgetauscht werden. Anschließend kann das Werkzeug 1 mit den ausgetauschten Komponenten gemäß dem Montageverfahren gemäß Fig. 5a wieder zusammengebaut werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkzeug zur Behandlung einer Fahrbahnoberfläche
    2
    Fahrbahnoberfläche
    3
    Halterung
    4
    Rille (grinding)
    4a
    ausgewählte Rille (grooving)
    5
    Steg
    6
    Segmentblock
    6a
    Segmentoberfläche
    7, 8
    Schichten eines Segmentblockes (grinding)
    7a
    ausgewählte Schicht (grooving)
    9.i
    i. Ring des Werkzeuges 1
    10.i
    i. Kern
    11
    Segmentblockträger
    12.i
    Außenseite des i. Kerns 10.i
    13
    Schraube
    13a
    Schraubenkopf
    14
    Schraubenaufnahme
    14a
    Stufen in der Schraubenaufnahme 14
    15
    Gewindegang
    16
    Öffnung
    17
    Nut
    18
    Halbschale
    18a
    Zentriernut der Halbschale 18
    18b
    Stirnflächen der Halbschale 18
    19
    Verbindungsschicht
    20
    Welle
    21
    Nocken
    22
    Zentrierring
    23
    Flansch
    23a
    Zentriernut des Flansches 23
    24a, 24b
    Endstücke
    24c
    Andrückschraube
    25
    Zentriersteg
    26.i
    Innenseite des i. Kerns
    100
    Maschine zur Oberflächenbehandlung
    A
    Rillenabstand
    B
    Rillenbreite (grinding)
    Ba
    ausgewählte Rillenbreite (grooving)
    H1, H2
    Schichthöhen der Schichten 7, 8 (grinding)
    H1a
    Schichthöhe der ausgewählten Schicht 7a (grooving)
    K
    gezahnte Kontur des gesamten Werkzeuges 1
    SB1, SB2
    Schichtbreiten der Schichten 7, 8 (grinding)
    SB1a
    Schichtbreite der ausgewählten Schicht 7a (grooving)
    T
    Rillentiefe (grinding)
    Ta
    ausgewählte Rillentiefe (grooving)
    U
    Umfangsrichtung
    VF1, VF2
    Verschleißfestigkeiten
    X
    radiale Richtung
    Y
    axiale Richtung
    StM0, StM1, StM2, StM3, StM4, StM5
    Schritte des Montageverfahrens
    StD0, StD1, StD3, StD4
    Schritte des Demontageverfahrens

Claims (19)

  1. Werkzeug (1) zum Behandeln einer Fahrbahnoberfläche (2), mindestens aufweisend:
    - mehrere ringförmige Kerne (10.i) mit jeweils einer Öffnung (16) zum Aufsetzen auf eine drehbare Welle (20), wobei die mehreren Kerne (10.i) in axialer Richtung (Y) benachbart zueinander auf einer gemeinsamen Drehachse (D) angeordnet sind,
    - mehrere Segmentblöcke (6), die auf einer Außenseite (12.i) der Kerne (10.i) angeordnet sind,
    wobei jeder Segmentblock (6) mehrere Schichten (7, 7a, 8) aufweist, wobei die Schichten (7, 7a, 8) in axialer Richtung (Y) des Werkzeuges (1) aneinandergrenzen und entlang einer Umfangsrichtung (U) des Werkzeuges (1) verlaufen, wobei die Schichten (7, 7a, 8) innerhalb eines Segmentblockes (6) variierende Schichthöhen (H1, H1a, H2) aufweisen zum Ausbilden einer gezahnten Segmentoberfläche (6a) zum Ausbilden von Rillen (4, 4a) und Stegen (5) auf der Fahrbahnoberfläche (2) beim Behandeln der Fahrbahnoberfläche (2) durch das Werkzeug (1),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jeder Segmentblock (6) auf einem Segmentblockträger (11) fixiert ist und jeder Segmentblockträger (11) lösbar an der Außenseite (12.i) der Kerne (10.i) befestigt ist.
  2. Werkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentblöcke (6) derartig auf der Außenseite (12.i) der Kerne (10.i) ausgerichtet sind, dass in Umfangsrichtung (U) benachbarte Segmentblöcke (6), die auf demselben Kern (10.i) angeordnet sind, in radialer Richtung (Y) und axialer Richtung (X) deckungsgleich verlaufende Segmentoberflächen (6a) aufweisen.
  3. Werkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentoberfläche (6a) eines Segmentblockes (6) in Umfangsrichtung (U) des Werkzeuges (1) gekrümmt ist.
  4. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentblockträger (11) über Schrauben (13) an der Außenseite (12.i) des jeweiligen Kerns (10.i) lösbar befestigt sind.
  5. Werkzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (13) von einer Innenseite (26.i) des Kerns (10.i) durch Schraubenaufnahmen (14) gesteckt sind und an der Außenseite (12.i) aus dem Kern (10.i) ragen und in Gewindegänge (15) im Segmentblockträger (11) eingreifen.
  6. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (10.i) aus zwei Halbschalen (18) oder aus mehreren Teilschalen zusammengesetzt ist, wobei durch ein Aneinandersetzen von Stirnseiten (18a) der beiden Halbschalen (18) oder der mehreren Teilschalen ein vollständig umlaufender ringförmiger Kern (10.i) ausgebildet ist.
  7. Werkzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halbschalen (18) oder die mehreren Teilschalen eines Kerns (10.i) von mindestens einem Zentrierring (22) zusammengehalten sind, wobei der mindestens eine Zentrierring (22) dazu in eine Zentriernut (18a) an den beiden Halbschalen (18) oder den mehreren Teilschalen eingreift, wobei sich die Zentriernut (18a) über die beiden Halbschalen (18) oder die mehreren Teilschalen erstreckt.
  8. Werkzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrierring (22) in die Zentriernuten (18a) von benachbarten Kernen (10.i) eingreift zum gleichzeitigen Zusammenhalten der beiden Halbschalen (18) oder der mehreren Teilschalen zweier benachbarter Kerne (10.i).
  9. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den äußeren Kernen (10.1, 10.4) des Werkzeuges (1) jeweils ein Flansch (23) angeordnet ist zum Zusammenhalten der Kerne (10.i) in axialer Richtung (Y).
  10. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segmentblock (6) über eine flächige Verbindungsschicht (19) auf dem Segmentblockträger (11) befestigt ist, wobei die Verbindungsschicht (19) in einem Klebprozess oder in einem Lötprozess ausgebildet ist und die Verbindungsschicht (19) vorzugsweise lösbar ist oder eine unlösbare Verbindungsschicht (19) in einem Laserprozess ausgebildet ist.
  11. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung (Y) aneinandergrenzende Schichten (7, 7a, 8) innerhalb eines Segmentblockes (6) unterschiedliche Schichthöhen (H1, H1a, H2) aufweisen, wobei die Schichthöhen (H1, H1a, H2) über den gesamten oder zumindest über einen Teil des Segmentblockes (6) in axialer Richtung (Y) alternieren zum Ausbilden der gezahnten Segmentoberfläche (6a).
  12. Werkzeug (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichthöhen (H1, H2) lediglich über einen Teil eines ausgewählten Segmentblockes (6) alternieren zum Ausbilden einer "Grinding-Textur" und einzelne über das Werkzeug (1) in axialer Richtung (Y) gleichmäßig verteilte Schichten (7a), die zum Einfräsen einer Rille (4a) in die Fahrbahnoberfläche (2) vorgesehen sind, eine ausgewählte Schichthöhe (H1a) und/oder eine ausgewählte Schichtbreite (SB1a) aufweisen, wobei die ausgewählte Schichthöhe (H1a) und/oder die ausgewählte Schichtbreite (SB1a) von der Schichthöhe (H1) und/oder der Schichtbreite (SB1) der anderen Schichten (7) des Werkzeuges (1), die zum Einfräsen einer Rille (4) in die Fahrbahnoberfläche (2) vorgesehen sind, abweichen, insbesondere größer sind zum gleichzeitigen Ausbilden einer "Grooving-Textur".
  13. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verschleißfestigkeiten (VF1, VF2) von aneinandergrenzenden Schichten (7, 7a, 8) innerhalb eines Segmentblockes (6) in axialer Richtung (Y) variieren, vorzugsweise alternieren, zum Ausbilden der unterschiedlichen Schichthöhen (H1, H1a, H2) der gezahnten Segmentoberfläche (6a).
  14. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) durch seine gezahnte Segmentoberfläche (6a) das Negativ der auszubildenden Rillen (4, 4a) und Stege (5) auf der Fahrbahnoberfläche (2) darstellt oder das Werkzeug (1) durch seine gezahnte Segmentoberfläche (6a) ausgebildet ist, lediglich die Rillen (4a, 4a) in die Fahrbahnoberfläche (2) zu fräsen, so dass die Stege (5) durch die bestehende, unbehandelte Fahrbahnoberfläche (2) ausgebildet sind.
  15. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (7, 7a, 8) Schichtbreiten (SB1, SB1a, SB2) von mindestens 1mm aufweisen zum Einbringen von Rillen (4, 4a) und/oder Stegen (5) in die Fahrbahnoberfläche (2) mit einer Rillenbreite (B, Ba) von mindestens 1mm und einem Rillenabstand (A) von mindestens 1mm.
  16. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Kerne (10.i) derartig gegeneinander um die Drehachse (D) verdreht sind, dass in axialer Richtung (Y) benachbarte Segmentblöcke (6) unterschiedlicher Kerne (10.i) in Umfangsrichtung (U) zueinander versetzt angeordnet sind.
  17. Maschine (100) mit einem Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug (1) auf einer antreibbaren Welle (20) der Maschine (100) derartig angeordnet ist, dass das Werkzeug (1) durch Antreiben der Welle (20) um eine Drehachse (D) in Rotation versetzt werden kann zum Behandeln der Fahrbahnoberfläche (2).
  18. Verfahren zum Montieren eines Werkzeuges (1) zum Behandeln einer Fahrbahnoberfläche (2) auf einer Maschine (100) mit einer antreibbaren Welle (20), mit mindestens den folgenden Schritten:
    - Bereitstellen von mehreren Halbschalen (18) oder Teilschalen, die mehrere Kerne (10.i) des Werkzeuges (1) ausbilden und auf deren Außenseite (12.i) mehrere Segmentblöcke (6) mit einer gezahnten Segmentoberfläche (6a) angeordnet sind (StM0);
    - radiales Aufsetzen von zwei Halbschalen (18) oder mehreren Teilschalen von unterschiedlichen Seiten auf die Welle (20) und anschließendes Aneinanderlegen von Stirnflächen (18a) der zwei aufgesetzten Halbschalen (18) oder der mehreren Teilschalen derartig, dass ein ringförmig umlaufender erster Kern (10.1) auf der Welle (20) ausgebildet wird (StM1);
    - Einsetzen eines Zentrierringes (22) in Zentriernuten (18a) der zusammengesetzten Halbschalen (18) oder Teilschalen zum ringförmigen Zusammenhalten der beiden Halbschalen (18) oder der mehreren Teilschalen (StM2);
    - radiales Aufsetzen von zwei weiteren Halbschalen (18) oder Teilschalen auf die Welle (20) und anschließendes Aneinanderlegen von Stirnflächen (18a) der zwei aufgesetzten Halbschalen (18) oder der mehreren Teilschalen derartig, dass ein ringförmig umlaufender zweiter Kern (10.2) auf der Welle (20) ausgebildet wird (StM3);
    - Aneinanderbringen der beiden auf der Welle (20) angeordneten Kerne (10.1, 10.2) in axialer Richtung (Y), wobei der in die Zentriernuten (18a) des ersten Kerns (10.1) eingesetzte Zentrierring (22) auch in die Zentriernuten (18a) des zweiten Kerns (10.i) eingreift oder ein weiterer Zentrierring (22) in die Zentriernuten (18a) des zweiten Kerns (10.i) eingesetzt wird (StM4);
    - radiales Aufsetzen weiterer Halbschalen (18) oder Teilschalen auf die Welle (20) und Einsetzen weiterer Zentrierringe (22) in die Zentriernuten (18a) der zusammengesetzten Halbschalen (18) oder Teilschalen derartig, dass mehrere in axialer Richtung (Y) benachbart zueinander liegende Kerne (10.i) auf der Welle (20) ausgebildet werden, die von den Zentrierringen (22) zusammengehalten werden.
  19. Verfahren zum Demontieren eines Werkzeuges (1) zum Behandeln einer Fahrbahnoberfläche (2) auf einer Maschine (100) mit einer antreibbaren Welle (20), mit mindestens den folgenden Schritten:
    - Separieren von auf der Welle (20) benachbart zueinander angeordneten Kernen (10.i), auf deren Außenseite (12.i) mehrere Segmentblöcke (6) mit einer gezahnten Segmentoberfläche (6a) angeordnet sind und die aus zwei Halbschalen (18) oder mehreren Teilschalen zusammengesetzt sind (StD3);
    - Entnehmen von Zentrierringen (22) aus Zentriernuten (18a) der separierten Kerne (10.i) und anschließendes radiales Abheben der die Kerne (10.i) ausbildenden Halbschalen (18) oder Teilschalen (StD4).
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EP3090825A1 (de) 2015-04-17 2016-11-09 CEDIMA DIAMANTWERKZEUG- UND MASCHINENHANDELSGESELLSCHAFT mbH Diamantsägeblatt zum ausbilden einer oberflächenstruktur auf einer fahrbahnoberfläche
CN108994745A (zh) * 2018-08-31 2018-12-14 广东标华科技有限公司 一种组合式滚筒磨边轮及其制造和使用方法

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