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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten und/oder Glätten
von frischem Beton, Estrich od. dgl.
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Bei der Herstellung von Gebäudedecken, Fahrbahndecken od. dgl.
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aus Beton oder beim Auftragen eines Estrichs auf eine Betonfläche
wurde bisher der eingebrachte Beton durch Rütteleinrichtungen, beispielsweise sog.
Rütelbohlen verdichtet, wobei die Rüttelbohlen so geführt werden mußten, daß eine
einigermaßen glatte Fläche entstand. Beim Aufbringen eines Estrichs auf einen Betonfußboden
in einem Gebäude mußte nach dem Auftragen zur Erzielung einer glatten Oberfläche
die aufgebrachte Estrichmasse mit einer Latte abgezogen werden. Diese Arbeiten bereiten
insbesondere bei der Herstellung großer Bodenflächen erhebliche Schwierigkeiten,
da entweder keine ausreichend glatte Oberfläche des aufgebrachten Betons zu erzielen
ist oder aber beim Aufbringen eines Estrichs nur feldweise gearbeitet werden kann,
wobei die jeweils entstehenden Fugen für die Führungsleisten zum Abziehen durch
Nacharbeiten geschlossen werden müssen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu
schaffen, mit der die genannten Arbeiten wesentlich einfacher und vor allem maßgenauer
ausgefUhrt werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, bei der erfindungsgemäß
ein portalartig ausgebildetes Fahrwerk vorgesehen ist, das wenigstens einen quer
zur Fahrtrichtung verlaufenden Führungsträger aufweist, daß auf dem Führungsträger
ein in Trägerlängsrichtung verfahrbarer Wagen geführt ist, daß mit dem Wagen ein
angetriebener Drehteller verbunden ist, dessen freie Fläche (Arbeitsfläche) dem
Boden zugekehrt ist und daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Höhe der Arbeitsfläche
des Drehtellers gegenüber der zu bearbeitenden Bodenfläche einstellbar ist. Mit
Hilfe dieser Vorrichtung ist es möglich, selbst große Flächen maßgenau und in kurzer
Zeit zu verdichten und gleichzeitig auch ohne Ansätze zu glätten, so daß eine hervorragende
Oberflächenbeschaffenheit erzielt werden kann. Dies wird durch die zwangsweise und
gleichmäßige Führung des Drehtellers über die zu bearbeitende Bodenfläche bei gleichmäßiger
Drehung erzielt. Durch das Fahrwerk wird die ganze Einrichtung schrittweise in einer
Richtung vorgeschoben, wobei die Schrittweite vorteilhaft nur etwa dem halben Durchmesser
des Drehtellers entspricht. Das Maß der Verdichtung wird im wesentlichen durch die
Höheneinstellung der Arbeitsfläche in Bezug auf die zu bearbeitende Bodenfläche
und die dadurch bedingte Eindringtiefe der Arbeitsfläche des Drehtellers in die
noch unbearbeitete Fläche bestimmt.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Fahrwerk als
Schienen fahrwerk ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, daß auch für die Längsbewegung
der gesamten Vorrichtung eine genau
definierte Bewegungsbahn für
das Fahrwerk gegeben ist. Im Zusammenhang mit dieser Ausgestaltung ist es besonders
vorteilhaft, wenn die zugehörigen Laufschienen mit Mitteln versehen sind, die sowohl
eine Einstellung der Höhe der Schienenoberkante in Bezug auf die zu bearbeitende
Bodenfläche als auch die Einstellung der Neigung der Laufschienen gestatten. Durch
diese Ausgestaltung ist es möglich, die zu bearbeitende Bodenfläche nicht nur völlig
eben zu glätten, sondern ihr auch ein Gefälle in jeder beliebigen Richtung zu geben.
Der besondere Vorteil liegt insbesondere dabei, daß entgegen den bisher bekannten
Verfahren Maßabweichungen von weniger als 5 mm garantiert werden können.
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Die Höheneinstellbarkeit der Schienen bietet außerdem die Möglichkeit,
die Eindringtiefe der Arbeitsfläche des Drehtellers vorzugeben, so daß sich insgesamt
die Konstrukton erheblich vereinfacht.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Führungsträger höheneinstellbar mit dem Fahrwerk verbunden ist. Diese Konstruktion
erlaubt die Ausbildung des Fahrwerkes als einfaches Rollenfahrwerk oder aber auch
als Schinenfahrwerk, bei dem die Laufschinen durch einfache Abstützungen gehalten
werden, da die Einstellung der Höhe der Arbeitsfläche in Bezug auf de zu bearbeitende
Bodenfläche und auch die Einstellung eines etwa gewünschten Gefälles quer zur Fahrtrichtung
über eine entsprechende Höhenverstellung des Führungsträgers vorgenommen werden
kann. Will man auf die Möglichkeit
der Ausbildung eines Gefälles
für die Bodenfläche verzichten, so genügt es gemäß einer anderen Ausgestaltung der
Erfindung, wenn der Drehteller im Wagen höhenveränderbar gehalten ist.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Führungsträger
und etwaige weitere, beide Fahrwerksseiten verbindende Elemente,wenigstens zwei
lösbar miteinander verbundene Teile aufweist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil,
die Arbeitsbreite der Vorrichtung durch den Einbau von weiteren Teilelementen praktisch
beliebig zu variieren, so daß die Vorrichtung sowohl innerhalb eines Raumes für
eine relativ kleine Fläche als auch nach entsprechender Verlängerung des Führungsträgers
und etwaiger Verbindungselemente der beiden Fahrwerksseiten eine breite Fahrbahn,
ein Abstellplatz oder der Boden einer großen Halle in einem Zug und ohne Trennfuge
verdichtet und geglättet werden kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
daß das Fahrwerk und der Wagen jeweils mit wenigstens einem Antriebsmotor versehen
ist und daß wenigstens der Fahrwerksmotor mit einer automatisch betätigbaren Bremse
zusammenwirkt. Durch diese Anordnung ist die Möglichkeit für eine Automatisierung
gegeben, wobei die automatisch wirkende Bremse das Fahrwerk während der Bewegung
des Wagens entlang dem Führungsträger in seiner Position hält und die auftretende
Reaktionskraft aufnimmt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind Schaltmittel
vorgesehen, durch die der Fahrwerksantrieb für eine vorgebbare Fahrtstrecke eingeschaltet
wird, wenn der Wagen auf dem Führungsträger jeweils eine vorgebbare Endposition
erreicht, und durch die jeweils nach Beendigung der Fahrwerksbewegung die Bewegung
des Wagens unter Fahrtrichtungsumsteuerung ausgelöst wird. Hierdurch ist ein automatischer
und völlig gleichmäßiger Arbeitsablauf gewährleistet. Die Schaltmittel können beispielsweise
durch einstellbare Endschalter auf dem Führungsträger gebildet sein, die jeweils
bei Betätigung durch den Wagen den Fahrantrieb des Wagens ausschalten und den Fahrwerksantrieb
einschalten. Die gewünschte Fahrtstrecke des Fahrwerks kann entweder durch ein einstellbares
Zeitrelais, durch ein mit Schaltnocken besetztes Meßrad, das einen weiteren Schalter
betätigt oder ähnliche Schaltmittel eingestilt werden.
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Durch eine entsprechende elek-trische Verriegelung wird dafür Sorge
getragen, daß die erneute Bewegung des Wagens unter Umsteuerung der Fahrtrichtung
erst dann ausgelöst wird, wenn das Fahrwerk die vorgegebene Fahrtstrecke zurückgelegt
hat. Die vorzugebende Fahrtstrecke richtet sich nach dem Durchmesser des Drehtellers
und entspricht vorzugsweise dem halben Tellerdurchmesser.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Drehteller
lösbar mit seinem Antrieb verbunden ist. Diese Anor<Iriung gestattet es nicht
mir, verschLissene Drehteller
auszuwechseln, sondern auch Drehteller
mit unterschiedlichen Durchmessern einzusetzen,so daß für die jeweilige Konsistenz
der zu glättenden Masse, beispielsweise Beton oder Estrich, der günstigste Tellerdurohmesser
ausgewählt werden kann. SolL beispielsweise im wesentlichen nur geglättet werden
ohne große Verdichtungsarbeit, so können große Drehteller verwendet werden, die
auch eine große Schrittweite für das Fahrwerk zulassen, so daß die zu bearbeitende
Fläche innerhalb kürzester Zeit geglättet werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der
Drehteller einen mit dem Antrieb verbundenen Grundkörper und einem mit diesem verbindbaren,
die Arbeitsfläche bildenden Schleißmantel aufweist. Diese Anordnung hat den Vorteil,
daß der Grundkörper mit seinen bearbeiteten Anlageflächen zum Anschluß an den Antrieb
keinem Verschleiß ausgesetzt ist, wobei insbesondere auch der Grundkörper gewuchtet
werden kann und daß jeweils nur der Schleißmantel ausgewechselt zu werden braucht.
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Der Schleißmantel kann hierbei aus einem Stück oder auch aus mehreren,
segmentartig zusammengefügten Stücken bestehen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Drehteller an seinem im Bereich der Arbeitsfläche liegenden Rand angeschrägt
ist. Hlerdurch wird die Verdichtungswirkung wegen des im Bereich der Schräge erfolgenden
Materialeinzuges noch verbessert.
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Zur Anpassung an die jeweils sich entsprechend der zu verarbeitenden
Masse endenden Betriebsbedingungen ist in Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen,
daß der Antrieb des Drehtellers drehzahländerbar ausgebildet ist. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß bei der Verwendung von Drehtellern unterschiedlicher Größe die
jeweils optimale Umfangsgeschwindigkeit des betreffenden Drehtellers eingestellt
werden kann. Vorteilhaft ist es ferner, wenn von den Fahrantrieben wenigstens der
Antrieb des Wagens drehzahländerbar ausgebildet ist, so daß auch hier eine Anpassung
an die Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials möglich ist.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, daß der
Drehteller mit einem Vibrationsantrieb zur Erzeugung von Schwingungen in Richtung
seiner Drehachse verbunden ist. Diese Anordnung erlaubt es, insbesondere bei Massen
mit thixotropen Eigenschaften,die Verdichtungs- und Glättungswirkung des Drehtellers
noch zu erhöhen.
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Anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles wird
die Erfindung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 eine
Aufsicht auf eine Verdichtungsvgrrichtung, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Drehteller.
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Wie aus der Seitenansicht gemäB Fig. 1 und der in einer Draufsicht
dargestellten einen Hälfte der Vorrichtung gemäß Fig. 2 zu ersehen ist, ist ein
auf zwei parallelen Schienen 1, 2 verfahrbares Fahrwerk 3 vorgesehen, dessen Seitenwangen
4, 5 durch einen FUhrungsträger 6 miteinander verbunden sind. Der Füh-Tungsträger
6 ist bei dem dargestellten Beispiel aus mehreren Teilstücken zusammengesetzt, so
daß durch die Wegnahme des mittleren Teilstückes oder durch die Hinzufügung weiterer
Teilstücke die Arbeitsbreite der Gesamtvorrichtung verändert werden kann.
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Hierzu sind die Teilstücke durch schematisch angedeutete Verbindungselemente
7 fest, aber lösbar miteinander verbunden.
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Verwendet man als Schienen beispielsweise Laufschienen in Form von
Eisenbahnschienen, so werden, wie in Fig. 1 dargestellt, die Räder 8 des Fahrwerkes
als Spurräder ausgebildet. Verwendet man andere Schienenformen, beispielsweise U-Träger
od. dgl., so können die Räder auch als einfache Rollen ausgebildet sein.
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Wenigstens ein Rad 8 des Fahrwerks jeder Seite ist mit einem Antriebsmotor
9 verbunden, der beispielsweise als Elektromotor oder als Hydraulikmotor ausgebildet
sein kann. Bei Verwendung von Elektrotmotoren ist die Verwendung eines Getriebemotors
zweckmäßig, da die Fahrgeschwindigkeit des Fahrwerkes in der Größenordnung von etwa
10 m/min liegt. Die Räder 8 stehen außerdem mit einer automatisch wirkenden Bremse
in Verbindung, die die Räder festbremst, wenn das Fahrwerk nicht bewegt wird.
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Anstelle von Bremsen können auch mit den Schienen zusammenwirkende
Arretierungen od. dgl. verwendet werden.
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Auf dem Fuhrungsträger 6 ist ein Wagen 10 in Längsrichtung des Trägers
verfahrbar gehalten. Bei dem gesagten Ausführungsbeispiel weist der Wagen 10 sowohl
auf der Oberseite des Führungsträgers als auch auf der Unterseite des Führungsträgers
gehaltene Räder oder Rollen 11 auf, so daß der Wagen auf dem Führungsträger 6 zwangsgeführt
ist. Die Bewegung des Wagens 10 wird durch einen Antriebsmotor 12, beispielsweise
einen mit den Rädern 11 verbundenen Elektro- oder Hydraulikmotor bewirkt.
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An der Unterseite des Wagens ist ein weiterer Antriebsmotor 13 befestigt,
an dessen vertikal nach unten ragender Antriebswelle 14 ein Drehteller 15 befestigt
ist. Der Drehteller ist, wie in Fig. 3 angedeutet, lösbar mit der Antriebswelle
14 verbunden, so daß Drehteller mit unterschiedlichen Abmessungen und ggf. unterschiedlichen
Kantenformen eingesetzt werden können.
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So sind beispielsweise je nach Art der zu verarbeitenden Masse Drehteller
mit Durchmessern von 0,4 - 2m einsetzbar.
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Die zu verdichtende und zu glättende Masse 16 wird zwischen zwei Begrenzungsschalungen
17, die unmittelbar mit den Schienen 1, 2 verbunden sein können, eingebracht. Die
der Bodenfläche zugewandte freie Fläche 18 des Drehtellers 15 wird in ihrer Höhe
so*ingestellt, daß sie in gleicher Höhe liegt, wie das vorgegebene Niveau der fertig
verdichteten und geglätteten Fläche, das durch den Niveaupfeil 19 angedeutet ist.
Die Mittel zur Höheneinstellung der Arbeitsfläche des Drehtellers sind
beispielsweise
mit den Schien 1, 2 verbunden. Bei dem dargestellten AusfUhrungsbetpiel sind hierfür
in der Höhe verstellbare Spindelböcke vorgesehen. Je nach der Länge und damit der
Tragkraft der Schienen sind jeweils am Ende jeder Schiene ein Spindelbock 20 angeordnet,
so daß die Schienen sowohl in Längsrichtung mit einem Gefälle als auch zueinander
mit unterschiedlicher Höhe nahezu beliebig einstellbar sind.
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Die Höhenverstellbarkeit kann aber auch dadurch bewirkt werden, daß
ein starres Fahrwerk vorgesehen wie in dem der FUhrungsträger 6 an jeder Seite über
entsprechende Höhenverstellmittel mit dem Fahrwerk verbunden ist, so daß die Höheneinstellung
durch Heben und Senken eines oder beider Enden des Ftihrungsträgers bewirkt werden
kann. Will man auf die Möglichkeit verzichten, der zu verdiditenden Fläche eine
Querneigung zu geben, so genügt es, wenn der Antrieb 13 mit dem Wagen 10 höhenveränderbar
verbunden ist.
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Die Vorrichtung arbeitet nun folgendermaßen: Zunächst werden die Fahrschienen
1, 2 in ihrer Höhe und, sofern ein Gefälle vorgesehen ist, in ihrer Neigung so eingerichtet,
daß die Arbeitsfläche 18 des Drehtellers 15 in der Höhe des gewünschten Niveaus
19 liegt. Nachdem nun beispielsweise der Beton zwischen die beiden Seits:Lschalungen
in entsprechender Länge eingebracht worden ist, wobei das Niveau der rohen Schüttung
(Niveaipfeil2l) über dem Fertigniveau 19 liegt, wird der Drehteller in Rotation
versetzt. Für den praktischen Betrieb hat sich eine Drehzahl als
zweckmäßig
herausgestellt, die einer Umfangsgeschwindigkeit am Rand des Drehtellers von etwa
60 m/min entspricht. Gleichzeitig wird der Wagen 10 mit einer Geschwindigkeit von
beispielsweise 12 m/min am Führungsträger 6 entlanggeführt, während die Räder 8
des Fahrwerks festgebremst sind. Sobald der Wagen 10 seine durch die Breite der
Seitenschalungen 17 und durch enSprechend einstellbare Endschalter 22 am Führungsträger
6 vorgegebene Ehdposition erreicht hat, wird der Fahrantrieb 19 des Wagens 10 ausgeschaltet
und gleichzeitig unter Lösen der Bremse der Fahrantrieb 9 des Fahrwerks eingeschaltet
und das Fahrwerk um eine Strecke verfahren, die in etwa dem halben Tellerdurchmesser
entspricht. Während dieses Fahrvorganges dreht sich der Teller unvermindert weiter,
wobei die Fahrgeschwindigkeit des Fahrwerks ebenfalls nur 10 - 12 m/min beträgt.
Nach Zurücklegung der vorgegebenen Fahrstrecke schaltet der Antriebsmotor des Fahrwerkes
ab und das Fahrwerk wird wieder festgebremst. Gleichzeitig wird unter Drehrichtungsumsteuerung
der Wagenantrieb wieder eingeschaltet und der Wagen verfährt entlang dem Führungsträger
zur anderen Seite, wo sich der beschriebene Vorgang wiederholt. Bei dem beschriebenen
Bewegungsablauf wird durch die langsame Translationsbewegung, der die höhere Rotationsbewegung
des Drehtellers überlagert ist, die zu verarbeitende Masse, beispielsweise Beton
oder Estrichmasse,verdichtet und die Oberfläche gleichzeitig vollständig gattgerieben.
Beim Verdichten und Glätten einer Betonschicht wird aufgrund des vorgeschriebenen
Bewegungsablaufes jedes Entmischen verhindert, so daß die
gleichmäßige
Verteilung der Zuschlagstoffe wie in der ursprUnglichen Schüttung aufrechterhalten
bleibt.
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In Fig. 3 ist in größerem Maßstab ein Ausfühuungsbeispiel für den
Drehteller dargestellt. Dieser besteht aus einem mit der Antriebswelle 14 verbindbaren
Grundkörper 23, der aus Gründen der Gewichtsersparnis schüsselförmig geformt ist.
Der Grundkörper 23 ist über Schrauben 24, Mitnehmerbolzen od. dgl., fest mit der
Antriebswelle 14 verbunden. Auf der Außenseite ist mit dem Grundkörper 23 lösbar
ein Schleißmantel 25 verbunden, der entweder einstückig oder aber aus einem Unterteil
25' und einem ringförmigen Oberteil 25"'bestehen kann. Die Teile des Schleißmantels
25 können hierbei auch segmentförmig uusgebildet sein, um insbesondere bei größeren
Tellerdurchmessern die Herstellung und Lagerhaltung zu vereinfachen.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
So ist es beispielsweise möglich, bei Vorrichtungen, die in Räumen eingesetzt werden
sollen, die Laufschienen mit Abstand vom Boden an den Gebäudewänden unter Zwischenschaltung
entsprechender Höheneinstellmittel zu besfestigen. Bei kleineren Vorrichtungen kann
es ausreichen, wenn die Fahrbewegungen von Fahrwerk und/oder Wagen durch Handantrieb
bewirkt werden.