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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fräsen von kreisförmigen Vertiefungen in Oberflächen, insbesondere in Straßen- oder Betonflächen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere eingesetzt werden, um Betonflächen im Bereich vor Ladetoren von Speditionsunternehmen dadurch zu sanieren, dass in die durch die Vorrichtung geschaffene kreisförmige Vertiefung ein vorgefertigtes Bauelement aus Polyurethan eingesetzt wird, das so ausgeformt ist, dass dessen Oberfläche mit der umgebenden Fläche wieder eine ebene Fläche ausbildet. Ein Verfahren und Bauelement zur Sanierung von Betonflächen sind in der deutschen Patentanmeldung
10 2011 009 264.1 beschrieben.
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Von Nachteil bei diesem Verfahren war es bisher, dass die kreisförmigen Vertiefungen zur Aufnahme der gegenläufig geformten Bauelemente zeitaufwändig und mühselig mit Werkzeugen, wie einem Presslufthammer oder einer Betonfräse, in die zu bearbeitende Oberfläche eingebracht werden mussten.
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Der Einsatz von Presslufthämmern oder den im Stand der Technik bekannten Betonfräsen setzte ein Höchstmaß an handwerklichem Geschick voraus, da zunächst mit einer Schablone die zu bearbeitende Fläche festgelegt und nachfolgend die Tiefe der zu schaffenden Vertiefung entsprechend der Höhe des einzusetzenden Bauelementes zu bestimmen war. Diese Bearbeitungsweise führte in der Regel dazu, dass die Vertiefung mehrfach nachbearbeitet werden musste, bis das vorgefertigte Bauelement positionsgerecht eingesetzt werden konnte. Bei ungenauer Bearbeitung, bei der die Vertiefung größer oder tiefer als das einzusetzende Bauelement war, mussten zudem Nachbesserungs- und Nivellierungsarbeiten mit Schnellbeton durchgeführt werden, die zu einer Verschlechterung der Standfestigkeit der sanierten Betonfläche führten.
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Maschinen zum Abfräsen oder Abschälen von Straßenbelägen sind u. a. aus der deutschen Patentschrift
DE 2851191 A1 bekannt. Bei dieser im Stand der Technik bekannten Vorrichtung erfolgt der Fräsvorgang während einer Vorwärtsbewegung der Maschine, so dass diese ausschließlich zum flächigen Abfräsen von Straßenbelägen einsetzbar ist.
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Aus dem eingetragenen
deutschen Gebrauchsmuster 29813217 ist weiterhin eine Betonfräse zum Fräsen von beschichteten Beton- und Estrichböden bekannt, bei der auf einer rotierbaren, horizontalen Achse mehrere gegen axiale Verschiebung gesicherte Sternfräser zu einem zylindrischen Walzenfräser angeordnet sind.
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Zudem ist aus der deutschen Patentschrift
DE 69826579 T2 eine Fräsvorrichtung mit einer zylindrischen Achse bekannt, die vier elliptische Schneid- oder Frässcheiben aufweist, die zentral und axial auf der Achse montiert sind.
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Bei sämtlichen im vorstehenden Stand der Technik bekannten Fräsen ist von Nachteil, dass der Fräsvorgang während einer Vorwärtsbewegung der Fräse erfolgt und somit die zu bearbeitende Oberfläche flächig abgefräst wird. Ein positionsgenaues Ausfräsen einer kreisförmigen Vertiefung ist mit diesen Fräsen nicht möglich.
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Die vorliegende Erfindung hat sich ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der kreisförmige Vertiefungen in Oberflächen, insbesondere in Straßen- oder Betonflächen, gefräst werden können. Durch den Einsatz dieser Vorrichtung sollen kreisförmige Vertiefungen geschaffen werden, in die vorgefertigte Bauelemente zur Sanierung der Betonflächen eingesetzt werden können. Dabei soll die Vertiefung nicht nur kreisförmig, sondern auch über die vollständige Fläche der vorgesehenen Vertiefung bis auf die beabsichtigte Bearbeitungstiefe ausgeführt werden, ohne dass vor dem Einsetzen des Bauelementes weitere Fräs- oder Nachbesserungsarbeiten ausgeführt werden müssen.
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Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Vorrichtung zum Fräsen mit einem Motor, einer Antriebswelle und einer Frässcheibe, bei der eine Frässcheibe um eine vertikale Rotationsachse über eine Antriebswelle motorisch angetrieben ist und auf der der zu bearbeitenden Oberfläche zugewandten, weitestgehend horizontal ausgerichteten Fläche der Frässcheibe eine Mehrzahl von Schneidwerkzeugen so radial versetzt und/oder in abweichenden Winkelsegmenten der Frässcheibe angeordnet sind, dass sie in der zu bearbeitenden Oberfläche konzentrische, aneinander angrenzende Fräslinien ausbilden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie für das Ausfräsen von kreisförmigen Vertiefungen nur sehr wenig Zeit benötigt und bei Abstimmung der Größen von Frässcheibe und einzusetzenden Bauelement lediglich ein leicht durchzuführender Arbeitsgang erforderlich ist, um eine genau ausgestaltete Vertiefung in der Straßen- oder Betonfläche zu schaffen, in die ein Bauelement nur noch ohne weitere Vor- bzw. Nachbereitungsarbeiten eingesetzt werden kann. Gerade bei der Sanierung von Betonflächen im Bereich vor Ladetoren von Speditionsunternehmen ist es aus Kostengründen dringend geboten, die Ausfallzeiten für ein Ladetor während der Sanierungsarbeiten so kurz wie möglich zu gestalten. Wird die Fläche vor einem Ladetor saniert, so können während der Sanierungsarbeiten dort keine Wechselbrücken abgestellt und/oder entladen werden. Dies führt nicht nur zu einer merklichen Verlangsamung des Warenumschlages des Speditionsunternehmens, sondern auch zu Ausfallzeiten für das Trägerfahrzeug, dessen Fahrer und die Wechselbrücke.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird zu Beginn des Fräsvorganges zunächst mit der Frässcheibe positionsgenau auf die zu bearbeitende Oberfläche aufgesetzt. Wird die Frässcheibe sodann über die Antriebswelle motorisch um eine vertikale Rotationsachse in Bewegung gesetzt, so fräsen sich die auf der rotierenden Frässcheibe angeordneten Schneidwerkzeugen in die Straßen- oder Betonfläche. Die Schneidwerkzeuge sind dabei derart radial versetzt und/oder in abweichenden Winkelsegmenten auf der Frässcheibenfläche angeordnet, dass sie in der zu bearbeitenden Fläche konzentrische, aneinander angrenzende Fräslinien ausbilden. Dergestalt wird die Oberfläche der zu bearbeitenden Fläche vollständig durch die Schneidwerkzeuge bearbeitet, ohne dass im Bereich der zu bearbeitenden Fläche aufstehende Flächen verbleiben. Durch die Dauer der Bearbeitung kann die Tiefe der Vertiefung festgelegt werden, da sich die Schneidwerkzeuge nach jeder vollständigen Umdrehung der Frässcheibe tiefer in den Untergrund der zu bearbeitenden Fläche eingraben.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Schneidwerkzeuge dabei um mindestens 50° gegenüber der Frässcheibenfläche geneigt angeordnet. Diese Anordnung der Schneidwerkzeuge bietet den Vorteil, dass sich die Schneidwerkzeuge in konzentrischen Kreisen in die zu bearbeitende Oberfläche eingraben und nicht lediglich das Material der Oberfläche mit Wirkrichtung in die Tiefe zerschlagen. Die Vorrichtung ist auf diese Weise wesentlich einfacher und genauer in Hinsicht auf den Tiefenvortrieb der Schneidwerkzeuge zu handhaben. Darüber hinaus wird durch die Neigung der Schneidwerkzeuge sichergestellt, dass die zu bearbeitende Fläche unterhalb der Frässcheibe nicht lediglich zerschlagen, sondern vollständig und rückstandslos abgetragen werden kann.
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Bei einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung hat es sich in praktischen Anwendungsversuchen als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die dem äußeren Rand der Frässcheibe am nächsten angeordneten Schneidwerkzeuge um mindestens 70° gegenüber der Frässcheibenfläche geneigt angeordnet sind, so dass zumindest ein Teil des oder der Schneidwerkzeuge über den Rand der Frässcheibe hervorsteht. Bei dieser Ausführungsform stehen die äußeren Schneidwerkzeuge über den Rand der Frässcheibe ab und ermöglichen es dergestalt, auch einen Bereich der Straßen- oder Betonoberfläche zu bearbeiten, der nicht unmittelbar unterhalb der Frässcheibe liegt bzw. von dieser abgedeckt wird. Der Anwender kann bei dieser Ausführungsform daher die Fräse besonders leicht auf der Oberfläche positionieren und bereits während des Fräsvorgangs erkennen, wie tief sich die Schneidwerkzeuge in den Untergrund der zu bearbeitenden Fläche eingegraben haben.
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Um die Standzeit (Haltbarkeit, Schutz vor Abnutzung) der Schneidwerkzeuge zu verlängern, hat sich der Einsatz von Meißeln mit einer Hartmetallbeschichtung als besonders günstig erwiesen. Es können sowohl Rundschaftmeißel als auch Flachfräsmeißel bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform zum Einsatz kommen.
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Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Schneidwerkzeuge lösbar in auf der Frässcheibe angeordneten Halterungen befestigt, so dass sie entsprechend ihrem Abnutzungsgrad einzeln ausgetauscht werden können. Sind die Schneidwerkzeuge hingegen auf der Frässcheibe fest angeschweißt, so ist regelmäßig die vollständige Frässcheibe zu ersetzen, auch wenn nur einzelne Schneidwerkzeuge abgenutzt oder beschädigt sind. Um die Verbrauchsmaterial- und Ersatzteilkosten zu verringern, sind die Schneidwerkzeuge bei dieser weiterentwickelten Ausführungsform einzeln aus der Halterung der Frässcheibe entfernbar und anschließend gegen neue Schneidwerkzeuge austauschbar.
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Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Weiterentwicklung ist die Frässcheibe einschließlich der äußeren Schneidwerkzeuge von einer Absaughaube abgedeckt. Die Absaughaube weist eine Öffnung auf, die mit einem Schlauch abgedichtet ist. Der Schlauch verbindet die Abdeckhaube mit einer Absaugvorrichtung und einem Abscheider. Mittels der Absaugvorrichtung wird das gelöste Fräsgut (abgefrästes Oberflächenmaterial, Staub etc.) über die Absaughaube und den Schlauch in den Abscheider gesaugt. Durch die erfindungsgemäße Weiterbildung der Erfindung kann verhindert werden, dass während des Fräsvorgangs Staub aufwirbelt, die Handhabung der Vorrichtung während des Fräsvorgangs für den Bearbeiter erschwert und der die zu bearbeitende Fläche umgebende Raum durch Fräsgut, Staub etc. verunreinigt oder beschädigt wird. Darüber hinaus wird durch das Absaugen des Fräsgutes verhindert, dass sich der Fräskopf mit unter Wärmeeinwirkung weich werdenden Stoffen oder mit größeren Materialbrocken zusetzt. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführungsform bei der Ausgestaltung, bei der die dem äußeren Fräsrand der Frässcheibe am nächsten angeordneten Schneidwerkzeuge infolge ihrer Neigung über den Rand der Frässcheibe hinausstehen. Bei dieser Ausführungsform bildet sich zwischen der Frässcheibe und der umlaufenden Absaughaube ein Spalt, durch den der Staub und das Fräsgut besonders gut abgesaugt werden können.
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Um den Verschleiß der Schneidwerkzeuge zu verringern, ist bei einer weiteren, erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen, dass die Antriebswelle der Frässcheibe als Hohlwelle ausgebildet ist, die die Frässcheibe durchdringt, und bei der durch die Hohlwelle eine Flüssigkeit in die dem Fräsraum umgebende Absaughaube eingeleitet werden kann. Mit dieser Flüssigkeit können die Schneidwerkzeuge während des Fräsvorgangs gekühlt und dergestalt vor größerer Abnutzung geschützt werden. Als Flüssigkeiten kommen insbesondere spezielle Kühlmittel und/oder Wasser in Betracht.
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Insbesondere bei größeren und/oder schwereren Ausführungsformen der Fräsvorrichtung hat es sich bewährt, wenn die Fräsvorrichtung von der sie bedienenden Person nicht während des Fräsvorgangs gehalten werden muss. Um die Handhabung der Fräsvorrichtung zu vereinfachen, ist nach einer weiteren, erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen, dass die Einheit, die zumindest den Motor, die Antriebswelle und die Frässcheibe umfasst, in einem Aufnahmerahmen befestigt ist, in dem sie über eine Hubspindel oder einen Hydraulikzylinder der sonstige Mittel in vertikaler Richtung zur Bearbeitungsfläche auf oder ab bewegt werden kann. Bei dieser Aufführungsform steht die Fräsvorrichtung in dem Aufnahmerahmen auf der Straßen- oder Betonfläche auf. Mittels der Hubspindel oder dem Hydraulikzylinder wird die Frässcheibe in die Fräsposition abgesenkt bzw. nach Abschluss des Fräsvorgangs wieder aus der geschaffenen Vertiefung herausgehoben. Um ein Gegengewicht zum Fräsvorgang zu schaffen und ein Wandern des Fräskopfes während des Fräsvorgangs zu verhindern, kann der Aufnahmerahmen zusätzlich mit Gewichten beschwert werden.
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Schließlich kann die vorstehende, bereits weiterentwickelte Ausführungsform dahingehend verbessert werden, dass der Aufnahmerahmen, in dem die Einheit aus Motor, Antriebswelle und Frässcheibe in vertikaler Richtung zur zu bearbeitenden Fläche bewegt werden kann, in einem Grundgestell zusätzlich schwenkbar befestigt ist, Bei dieser Ausführungsform wird das Reinigen und Wechseln der Schneidwerkzeuge deutlich erleichtert, wenn die Fräseinheit um bis zu 90° gegenüber der Fräsposition geschwenkt wird. In dieser Schwenkposition ist die Frässcheibe mit den Schneidwerkzeugen für den Bearbeiter leicht zugänglich. Nach Reinigen und/oder Wechseln der Schneidwerkzeuge kann der Aufnahmerahmen in die Ursprungsposition zurückgeschwenkt werden, so dass zur Aufnahme eines weiteren Fräsvorgangs die Einheit aus Motor, Antriebswelle und Frässcheibe im Aufnahmerahmen über eine Hubspindel oder einen Hydraulikzylinder wieder in die Fräsposition bewegt werden kann. Bei der letztgenannten Ausführungsform kann das Grundgestell mit Gewichten beschwert werden, um das Gegengewicht zum Fräsvorgang zu bilden und das Wandern des Fräskopfes während des Fräsvorgangs zu verhindern.
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Die 1 zeigt eine Vorrichtung zum Fräsen von kreisförmigen Vertiefungen in Oberflächen nach Patentanspruch 8 in einer Seitenansicht. Die Merkmale der Patentansprüche 1–8 sind der 1 zu entnehmen.
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Die 2 und 3 zeigen eine Vorrichtung zum Fräsen von kreisförmigen Vertiefungen in Oberflächen nach Anspruch 9. Die Merkmale der Ansprüche 1–8 sind diesen Figuren zu entnehmen. Die 2 zeigt die Vorrichtung in einer Seitenansicht, in der der Aufnahmerahmen mit der Einheit aus Motor, Antriebswelle und Frässcheibe in dem Grundgestell um 90° gegenüber der Bearbeitungsposition geschwenkt ist. In dieser Position ist die Frässcheibe zum Reinigen und/oder Austauschen von Schneidwerkzeugen zugänglich. Die 3 zeigt die gleiche Vorrichtung in einer Frontalansicht in der gleichen Schwenkposition.
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Die 4 zeigt eine Frässcheibe mit Antriebswelle, bei der die Frässcheibe sich bereits in die zu bearbeitende Oberfläche eingegraben und eine kreisförmige Vertiefung ausgestaltet hat.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsmotor
- 2
- Zahnriemenübersetzung
- 3
- Abtriebswelle/Hohlwelle
- 4
- Halterungen
- 5
- Flüssigkeitszufuhr
- 6
- Frässcheibe
- 7
- Schneidwerkzeug/Meißel
- 8
- Absaughaube
- 9
- Fräskopfführung
- 10
- Hubspindel
- 11
- Aufnahmerahmen
- 12
- Grundgestell
- 13
- Gewichte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011009264 [0001]
- DE 2851191 A1 [0004]
- DE 29813217 U [0005]
- DE 69826579 T2 [0006]
