DE102008033525A1

DE102008033525A1 - Berieselungsvorrichtung für eine Bodenverdichtungsmaschine und Bodenverdichtungsmaschine mit einer derartigen Berieselungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008033525A1
Application number: DE102008033525A
Authority: DE
Inventors: Heinz Nick; Kurt Hickmann; Thomas Weiler
Original assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Current assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-01-21
Also published as: EP2146007A1; ATE556176T1; EP2146007B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Berieselungsvorrichtung einer Bodenverdichtungsmaschine zur Bodenverdichtung, wobei die Berieselungsvorrichtung eine Berieselungsmatte umfasst, welche dreischichtig aufweist. Diese sind so bemessen, dass eindringende Flüssigkeit aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit an einem ungebremsten Durchfließen in der Weise gehindert wird, dass sie nur tröpfchenweise austritt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Berieselungsvorrichtung für eine Bodenverdichtungsvorrichtung, wie beispielsweise einer Rüttelplatte, mit einem rahmenseitig angeordneten Flüssigkeitstank und einer als Flüssigkeitsverteiler ausgebildeten Matte, die sich über die Arbeitsbreite der Bodenverdichtungsmaschine erstreckt, und die über ein horizontal verlaufendes Verteilerrohr entlang ihrer Oberseite mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank versorgt wird, Die Erfindung betrifft ferner eine Bodenverdichtungsmaschine mit einer derartigen Berieselungsvorrichtung.
Berieselungsvorrichtungen und Bodenverdichtungsmaschinen dieser Art sind aus US 4,421,435 und DE 29823203 U1 bekannt. Eine Berieselung während des Verdichtungsvorgangs ist bei diesen Maschinen notwendig, um das Anhaften von zu verdichtendem Material, wie z. B. Asphalt, an der Bodenplatte bzw. der Bandage zu verhindern. Als Berieselungsflüssigkeit wird meist Wasser eingesetzt, es ist jedoch auch die Verwendung anderer Flüssigkeiten und diverser Additive zu wässerigen Lösungen bekannt.
Bei der Rüttelplatte nach US 4,421,435 ist auf die Vorderkante der Bodenplatte eine Kombination einer Gummimatte mit Schaummatten großflächig aufgeschraubt. Die Gummimatte ist mit Einschnitten versehen, welche Flüssigkeit direkt auf die Bodenplatte leiten sollen. Über die Schaummatten wird die Flüssigkeit von einem horizontalen gelochten Verteilerrohr auf die gelochte Oberfläche der Gummimatte verteilt. Vom Flüssigkeitstank zum Verteilerrohr ist eine Zuleitung erforderlich.
Gemäß DE 29823203 U1 ist unmittelbar auf dem Scheitel der Bandage einer Vibrationswalze ein Schaumstoffstreifen als Flüssigkeitsverteiler aufgelegt. Am Flüssigkeitstank is ein gelochtes horizontales Verteilerrohr vorgesehen, aus welchem Flüssigkeit auf den Schaumstoffstreifen tropft.
Als nachteilig kann bei diesen Berieselungsvorrichtungen angesehen werden, dass sich die Schaummatten im Baustellenbetrieb zusetzen und der Wasserdurchlauf unterbrochen wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine konstruktiv einfache Berieselungsvorrichtung anzugeben, welche robust und zuverlässig im täglichen Einsatz ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Matte als Hohlkammermatte ausgebildet und am Flüssigkeitstank freihängend angeordnet ist, dass sie dreischichtig aufgebaut ist und eine innere Struktur von im wesentlichen vertikal verlaufenden Flüssigkeitskanälen aufweist, dass die Flüssigkeitskanäle in der mittleren Schicht zwischen zwei Deckschichten der Hohlkammermatte ausgebildet sind, dass die Flüssigkeitskanäle am oberen Rand der Hohlkammermatte Eintrittsöffnungen und am unteren Rand Austrittsöffnungen aufweisen, wobei die lichte Höhe der Flüssigkeitskanäle, welche durch den Abstand der Deckschichten festgelegt ist, so bemessen ist, dass eindringende Flüssigkeit aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit an einem ungebremsten Durchfließen in der Weise gehindert wird, dass sie nur tröpfchenweise austritt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Flüssigkeit in gleichmäßiger Verteilung und Dosis sowohl auf den Bodenbereich unmittelbar vor der Verdichtungsmaschine als auch auf die mit dem Boden in Verbindung stehenden Teile der Maschine aufgebracht wird. Da sie den an sich offenen Bereich zwischen dem Maschinenrahmen und dem in Vibration versetzen Teil der Verdichtungsmaschine, wie der Bodenplatte oder der Bandage, in Fahrtrichtung nach vorne überbrückt und abdeckt, wird das Eindringen von Schmutz und Staub verhindert, was die Maschinenpflege erleichtert.
Die Tröpfchenbildung wird noch weiter durch den Umstand begünstigt, dass die Berieselungsmatte im Betrieb der Verdichtungsmaschine in Vibration versetzt wird, da Vibrationen vom Erreger unvermeidbar auch über den Maschinenrahmen auf den Tank und die Hohlkammermatte übertragen werden. Insbesondere, wenn das freie Ende der Hohlkammermatte schwingt, wird der Austritt von Tropfen erhöht und in unterschiedliche Richtungen beschleunigt, so dass eine gleichmäßige Verteilung erreicht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Berieselungsmatte bei den Eintrittsöffnungen für die Flüssigkeit Querschnitte auf, die schmäler sind, als die der Austrittsöffnungen. Diese Aufweitung in der Breite hat den Vorteil, dass ein Selbstreinigungseffekt entsteht, wenn Verunreinigungen, wie kleine Bodenteile, durch von unten in den Flüssigkeitskanal eindringen. Da sich die Austrittsöffnungen in Bodennähe befinden, liegen sie im Bereich von aufgewirbelten, losen Teilchen, die sich aber in den aufgeweiteten Bereichen nicht festsetzen können, sondern ausgespült werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die Flüssigkeitskanäle im Wesentlichen parallel zueinander. Vorzugsweise weisen die Flüssigkeitskanäle eine zumindest dreimal größere Breite als Höhe auf, wobei die Höhe senkrecht zu der Berieselungsmatte definiert ist. Durch die so relativ breiten Kanäle kann ein relativ großer Fließquerschnitt bei gleichzeitig relativ geringer Dicke der Berieselungsmatte realisiert werden.
Vorzugsweise ist die Berieselungsmatte aus einem hochabriebfesten Kunststoff gefertigt, wie insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff wie TPU, POM oder PUR. Beim Einsatz ist es möglich, dass die Berieselungsmatte ständig mit einem Frontbereich der Bodenplatte in vibrierenden Kontakt steht. Um hier dem übermäßigen Verschleiß vorzubeugen ist eine ausreichende Festigkeit notwendig. Ferner weisen diese Kunststoffe eine gute dynamische Belastbarkeit mit hohem Weiterreißwiderstand, so dass sie durch die Vibrationen der Vorrichtung selbst nicht geschädigt werden. Alternativ sind auch Hartgummiwerkstoffe einsetzbar. Die Herstellung der Hohlkammermatte erfolgt auf einfache Weise mittels Guss. Da die Gussform im Bereich der aufgeweiteten Flüssigkeitskanäle konisch zuläuft, kann das fertige Produkt leicht aus der Gussform entnommen werden.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Bodenverdichtungsmaschine zur Bodenverdichtung bereitgestellt, welche einen Erreger zum Erzeugen von Vibrationen, eine Bodenplatte, die durch den Erreger in Vibrationen versetzbar ist und die Berieselungsvorrichtung aufweist. in einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Berieselungsmatte der Berieselungsvorrichtung so an der Bodenverdichtungsmaschine angeordnet, dass sie im Ruhezustand, also bei nicht eingeschaltetem Rüttelmotor an der Vorderseite Bodenplatte und überlappend mit dieser anliegt. Auf diese Weise werden im Betreib die Schwingungen unmittelbar auf die Berieselungsmatte übertragen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine Seitenansicht einer Bodenverdichtungsmaschine
2 eine Vorderansicht eines Flüssigkeitstankes mit einer Berieselungsmatte
3 einen Horizontalschnitt A-A durch die Berieselungsmatte gemäß 2, und
4 einen Vertikalschnitt durch die Verbindungsstelle von Flüssigkeitstank und Berieselungsmatte.
1 zeigt eine als Rüttelplatte ausgebildete Bodenverdichtungsmaschine 1, wobei nicht alle Teile wiedergegeben sind, um die Darstellung übersichtlich zu halten. Auf einer Bodenplatte 2 ist ein Erregeraggregat 3 angeordnet. Im Betrieb wird die Bodenverdichtungsmaschine 1 über einen zu verdichtenden Boden 4 bewegt wird und dabei wird die Bodeplatte 2 über das Erregeraggregat 3 in Schwingungen versetzt, so dass die Bodenschicht 11 verdichtet wird. Die Bodenplatte ist über Dämpfungsmittel mit einem Rahmen verbunden, auf dem sich Bedienelemente u. ä. (nicht dargestellt) sowie eine Berieselungsvorrichtung 7 befinden.
Berieselungsvorrichtung 2 umfasst einen Flüssigkeitstank 8 zum Berieseln des vor der Berieselungsvorrichtung liegenden Bodens und einer bugartig aufgebogenen Vorderseite 9 der Bodenplatte 2. Üblicherweise wird Wasser eingesetzt, welches mit speziellen Additiven versetzt sein kann. Zur Berieselungsvorrichtung 2 gehören ferner eine Hohlkammermatte 10, welche hängend an der Unterseite des Flüssigkeitstanks befestigt ist. Die Hohlkammermatte 10 überbrückt den Bereich der Bodenverdichtungsmaschine zwischen Flüssigkeitstank 8 und der Vorderseite 9 der Bodenplatte 2, wobei das freie Ende der Hohlkammermatte mit dem Vorderseite 9 vertikal überlappt. Der Flüssigkeitstank 8 und die Hohlkammermatte 10 sind in einem Vertikalschnitt dargestellt.
Die Berieselungsvorrichtung 2 hat die Aufgabe, die Flüssigkeit in einstellbaren Mengen möglichst gleichmäßig über die Hohlkammermatte 10 auf den zu verdichtenden Boden 4 und die Bodenblatte 12 aufzubringen. Durch die Flüssigkeit wird verhindert, dass an der Bodenblatte 2 ein Bodenbelag anhaftet, beispielsweise Asphalt. Bei staubhaltigen Böden wirkt die Flüssigkeit einer Staubentwicklung entgegen.
Die Hohlkammermatte ist dreilagig aufgebaut mit zwei Deckschichten und einer dazwischen liegenden Mittelschicht 12 (3, 4), die aus vertikalen, parallel verlaufenden, geradlinigen Stegen 13 und dazwischen verlaufenden entsprechend ebenfalls parallel und vertikal verlaufenden Flüssigkeitskanälen 14 besteht. Die Flüssigkeitskanäle 14 sind an der oberen Stirnseite der Hohlkammermatte 10 mit Eintrittsöffnungen 15 und an der unteren Stirnseite mit Austrittsöffnungen 16 versehen.
Am Tankboden ist außen ein horizontal verlaufendes Verteilerrohr 17 angeordnet, in welches über ein Auslassventil 18 Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank 8 Flüssigkeit eingeleitet wird. Über Lochungen 19 (2) wird die Flüssigkeit entlang der gesamten Breite der Hohlkammermatte den Eintrittsöffnungen 15 zugeführt. Die Breite der Hohlkammermatte 10 entspricht an ihrem freien Ende der Arbeitsbreite der Bodenverdichtungsmaschine.
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, verteilt sich die Flüssigkeit über das Verteilerrohr 17 gleichmäßig über die gesamte Breite der Hohlkammermatte 10 und gelangt über Bohrungen 21 in einen Trichterkanal 19, der sich ebenfalls über die gesamte Breite der Hohlkammermatte 10 entlang ihres oberen Randes als weiterer horizontaler Verteiler erstreckt. Entlang des Trichterkanals 19 liegen die Eintrittsöffnungen 15 der Flüssigkeitskanäle.
Die Flüssigkeitskanäle sind bezüglich ihrer Breite von oben nach unten aufgeweitet, so dass eventuell eingedrungene Teilchen leicht ausgespült werden können. Dazwischen liegen die Trennstege 13, welche auch die Höhe der Trichterkanäle bestimmt. Im Bereich des Trichterkanals 19 befinden sich keine Stege. Der Trichterkanal 19 wird gemäß 4 dadurch gebildet, dass die beiden Deckschichten entlang des oberen Randes der Hohlkammermatte aufgeweitet sind. Die aufgeweiteten Ränder 20a und 20b liegen dicht am Boden des Flüssigkeitstanks 8 an, so dass der Trichterkanal 19 und damit die Eintrittsöffnungen 15 gegen Verschmutzung geschützt sind. Am unten zulaufenden Ende des Trichterkanals befinden sich, wie in 2 und 4 dargestellt, die Eintrittsöffnungen 15, durch welche die Flüssigkeit in die Flüssigkeitskanäle 14 der Berieselungsmatte 10 gelangt. Die Flüssigkeit fließt durch die Flüssigkeitskanäle 14 zu den Austrittsöffnungen 16, wo sie auf den Boden 4 tröpfeln oder rieselt.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, ist die Hohlkammermatte 10 eine ebene Matte, welche sandwichartig aufgebaut ist. Zwischen den durchgehend ununterbrochenen Deckschichten 11, welche an den eingangsöffnungsseitigen Enden der Hohlkammermatte 10 in die aufgeweiteten Ränder 20a und 20b übergehen, ist der mittlere Bereich mit den Flüssigkeitskanälen 14 und den Stegen 13 angeordnet. Ihre Dicke ist so angepasst, dass sie sowohl ausreichende Festigkeit aufweist als auch die Flüssigkeitskanäle 14 aufnehmen kann, und liegt zwischen 8 mm und 30 mm.
Gemäß 3 weisen sämtliche Flüssigkeitskanäle 14 durchgehend die gleiche Höhe auf. Die Der kleinste Querschnitt der Kanäle, also im Bereich der Eintrittsöffnungen 24 beträgt 30 bis 50 mm², wobei ein Querschnitt von 36 bis 46 mm² besonders vorteilhaft ist.
Die Hohlkammermatte 10 ist gemäß 4 an Befestigungsbereichen des einen Mattenrandes 20a mit dem Flüssigkeitstank 8 befestigt, beispielsweise durch Verschraubung 22. Die Hohlkammermatte 10 ist aus einem hochabriebfesten Kunststoff wie TPU, PUR oder POM gefertigt, wobei die Steifigkeit bei 90 Shore A +/– 10 Shore A liegt. Auch Steifigkeiten von 40 Shore A bis 200 Shore A sind besonders geeignet. Beim Arbeiten der Bodenverdichtungsmaschine 1 werden die Schwingungen auf die Berieselungsvorrichtung 2 übertragen. Aufgrund der Elastizität der Hohlkammermatte 10 und Ihrer Aufhängung am Rand 20a gerät die gesamte Hohlkammermatte 10 in horizontale Vibrationen, wobei insbesondere ihr unteres Ende horizontal ausschlägt. Sofern zeitgleich durch die Austrittsöffnungen 16 Flüssigkeit austritt, wird diese durch diese Vibrationen gleichmäßig versprenkelt. Hierdurch wird zum einen die zu verdichtende Bodenschicht 11, als auch eine bugförmig hochstehende vordere Fläche der Bodenblatte 12 gleichmäßig befeuchtet. Von dort kann die Feuchtigkeit zur Kontaktfläche der Bodenplatte 12 zum Boden 11 fließen.
Es hat sich gezeigt, dass ein Abstand von 20 bis 50 mm vom unteren Ende der Berieselungsmatte 20, also der Lage der Austrittsöffnungen 26 zu der zu verdichtenden Fläche (lotrecht gemessen) vorteilhaft ist, um eine optimale Flüssigkeitsverteilung zu erhalten. Insbesondere kann dieser Abstand ca. 30 mm betragen.
Der Effekt der Vibration der Hohlkammermatte 10 kann dadurch erhöht werden, dass die Hohlkammermatte 10 konstruktiv direkt an der Bodenblatte 12 anliegt (nicht dargestellt), so dass die Vibrationen direkt auf die Hohlkammermatte 10 übertragen werden und entsprechend stärker sind.
Der Flüssigkeitstank 8 und die Hohlkammermatte 10 bilden als Berieselungsvorrichtung eine Montageeinheit, d. h. sie werden als eine Einheit an der Bodenverdichtungsmaschine 1 montiert oder demontiert, beispielsweise beim Befüllen des Flüssigkeitstanks. Zur einfachen Entfernbarkeit der Berieselungsvorrichtung 2 von der Bodenverdichtungsmaschine 1 wird auf jeder Seite des Rahmens 10 der Bodenverdichtungsmaschine 1 Zapfen 40, 42 vorgesehen, die mit gabelförmigen Aufnahmen am Flüssigkeitstank 38 zusammenwirken. Die Berieselungsvorrichtung 2 kann damit auf einfache Weise ausgehängt und vom Rahmen 10 entfernt und wieder eingehängt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 4421435 [0002, 0003]
- DE 29823203 U1 [0002, 0004]

Claims

Berieselungsvorrichtung für eine Bodenverdichtungsmaschine, beispielsweise einer Rüttelplatte, mit einem rahmenseitig angeordneten Flüssigkeitstank und einer als Flüssigkeitsverteiler ausgebildeten Matte, die sich über die Arbeitsbreite der Bodenverdichtungsmaschine erstreckt, und die über ein horizontal verlaufendes Verteilerrohr entlang ihrer Oberseite mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte als Hohlkammermatte (10) ausgebildet und am Flüssigkeitstank (8) freihängend angeordnet ist, dass die Hohlkammermatte (10) dreischichtig aufgebaut ist und eine innere Struktur von im wesentlichen vertikal verlaufenden Flüssigkeitskanälen (14) aufweist, dass die Flüssigkeitskanäle (14) in der mittleren Schicht zwischen zwei Deckschichten (11) der Hohlkammermatte (10) ausgebildet sind, dass die Flüssigkeitskanäle (14) am oberen Rand der Hohlkammermatte (10) Eintrittsöffnungen (15) und am unteren Rand Austrittsöffnungen (16) aufweisen, wobei die lichte Höhe der Flüssigkeitskanäle (14), welche durch den Abstand der Deckschichten (11) festgelegt ist, so bemessen ist, dass eindringende Flüssigkeit aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit an einem ungebremsten Durchfließen in der Weise gehindert wird, dass sie nur tröpfchenweise austritt.
Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Schicht (12) der Hohlkammermatte (10) aus Trennstegen (13) zwischen den Flüssigkeitskanälen (14) besteht.
Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskanäle (14) im Wesentlichen geradlinig und parallel zueinander verlaufen
Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskanäle (14) zumindest im Bereich der Seitenränder strahlenförmig ausgerichtet sind.
Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskanäle (14) eine zumindest dreimal größere Breite als Höhe aufweisen, wobei die Höhe senkrecht zu der Hohlkammermatte (10) definiert ist.
Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammermatte (10) aus einem hochabriebfesten Kunststoff, wie insbesondere TPU, PUR oder POM, geformt ist.
Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitstank (8) und die Hohlkammermatte (10) als eine Montageeinheit miteinander verbunden sind.
Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der Hohlkammermatte (10) etwa 90 Shore A beträgt.
Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Kanalquerschnitt eine Fläche von ca. 30 bis 50 mm², bevorzugt 36 bis 46 mm², aufweist.
Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kanalquerschnitte bezüglich ihrer Breite zu den Austrittsöffnungen hin erweitern.
Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Deckschichten (11) an dem Verteilerrohr (17) unter einem vorgegebenen Winkel aufgespreizt sind, und dass die freien Enden der beiden Deckschichten (11) den Raum entlang der Austrittsöffnungen (36) des Verteilerrohrs (17) seitlich abdecken.
Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerrohr (17) unmittelbar am Boden des Flüssigkeitstanks (8) angeordnet ist, und dass zumindest eines der freien Enden (20a) dichtend am Flüssigkeitstank (8) anliegt.
Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Deckschichten (11) unterschiedlich lang sind.
Bodenverdichtungsmaschine zur Bodenverdichtung umfassend einen Erreger (3) zum Erzeugen von Vibrationen, eine Bodenplatte (2), die durch den Erreger (3) in Vibrationen versetzbar ist, und eine Berieselungsvorrichtung (7) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
Bodenverdichtungsmaschine gemäß Anspruch 14, wobei das freie Ende der Hohlkörpermatte (10) in Fahrtrichtung vor der Vorderseite der Bodenblatte (2) sich befindet und die Vorderseite (9) der Bodenplatte (2) in vertikaler Richtung teilweise überlappt.