DE3114049A1 - Schwarzdeckenfertiger - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen fahrbaren Fertiger der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art.

Aus einem am 22., 23. November 1971 in Biel, Schweiz, von M. Blumer, anläßlich einer Tagung über moderne Boden- und Schwarzdeckenverdichtung gehaltenen Vortraf¹; geht hervor, daß für die Lebensdauer einer aus bitumen«»etn Mischgut bestehenden Straßen-Deckenschicht (Schwär·/.-. Decke) vor allem ein möglichst geringer HohlrauiiiKeh* H. notwendig ist.Das Maß für den Hohlraumgehalt ist der r.ogenannte Verdichtungsgrad, der r ich an Bohrkern en mit oinon; sogenannten Marshall-Prüfkörper nennen läßt. Der Verdichtungsgrad ist danach das Raumgewicht am Bohrkern im Verhältnis zum Kaumgewicht des Marshall-Prüfkü r-per:-. Modernen Anforderungen können nach den in d.ier.cm liefe: rut; dargelegten Erkenntnissen nur mehr Schwarzdecken mit einem Verdichtungsgrad von annähernd 90% genügen. Ein derartiger Verdichtungsgrad wird in der Praxis bialrmg dadurch erreicht, daß der fahrbare Fertiger, der die Deckenschicht legt, mit einer hydraulisch angetriebenen Stampferleiste an der Vorderkante der Glättbohle versehen ist, die gemeinsam die Straßendeckenschicht bis zu einem Verdichtungsgrad von maximal 93,5% vorverdichten. Die Stampferleiste streift das Mischgut auf die richtige Höhe ab und verdichtet durch Stampfen sowie mittels seiner schrägen Vorderfläche, die das Mischgut auf einen kleinen Querschnitt zusammenpreßt. Die anschließend zur Wirkung kommende Glättbohle schließt und glättet die Oberfläche. Die danach erforderliche Endverdichtung auf einen Verdichtungsgrad von mindestens 98% muß bisher durch fahrbare Walzen erzeugt werden, die unmittelbar hinter dem

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Fertiger nachfahren. Pur diesen Zweck werden statische GlattraariL-elundoder Vibrationswalzen eingesetzt, die oft zehnmal und mehl* über jede Flächeneinheit der Straßendecke fahren müssen. Da das Walzen immer synchron mit der Arbeitsbewegung des Fertigers erfolgen muß, werden beim Hochleistungs-Straßenbau mit breiten Fahrbahnen gleichzeitig mehrere Walzen eingesetzt, um die notwendigen Walzvorgänge bei noch plastischer Straßendecke synchron zur Fertigerbewegung durchführen zu können. Die Endverdichtung erfolgt dabei mit statischen Drücken zwischen 3 bis 12 kp/cm .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fahrbaren Fertiger der eingangs genannten Art zu schaffen, der die verlegte Straßendeckenschicht gleich bis auf den erforderlichen Verdichtungsgrad endverdichtet, so daß kein nachträgliches Verdichtungswalzen mehr erforderlich ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst..

Mit dem Preßelement läßt sich überraschend ein Endverdichtungsgrad von mindestens 98% erreichen, ohne daß dazu eine Walznachbehandlung erforderlich wäre. Dadurch, daß das Preßelement seinen Kontakt zur Oberfläche der vorverdichteten Straßendeckenschicht beibehält und nur schwellende Druckimpulse in die Schicht einleitet, \ö.rd eine sehr schädliche Zertrümmerung des Korngutes der Schicht oder das Lösen des Verbindungsbereiches zur darunterliegenden, schon fertigen Schicht, vermieden. Teure Walzen und entsprechend geschulte Walzenführer könaen eingespart werden. Bei der Wahl der Arbeitsgeschwindigkeit des Fertigers brauchen keine Walzen berücksichtigt zu werden. Der Flächendruck, den das Preßelement mit den

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schwellenden Druckimpulse ausübt, läßt sich ohne weiteres

zwischen 3 und 12 kp/cm , oder mehr variieren.

Damit die gelegte Fahrbahndeckenschicht gleich in einem Arbeitsgang endverdichtet wird, ist eine Ausführungsform zweckmäßig, wie sie Anspruch 2 angibt.Die Vertikalführungen nehmen die Reaktionskräfte zuverlässig auf, die au Γ nur, Preßelement beim J'ahren und Arbeiten einwirken.

Die Endverdichtung der Straßendeckenschicht läßt sich dann besonders wirksam und störungsfrei bewerkstelligen, wenn eine Ausführungsform vorliegt, wie sie Anspruch 3 erläutert. Da die Oberfläche der endverdichteten Straßendeckenschicht natürlich tiefer liegt, als die der nur vorverdichteten Straßendeckenschicht, ist es zweckmäßig, daß die Druckfläche einen allmählichen Ausgleich zwischen diesen beiden Höhenlagen schafft.

!Für den praktischen Gebrauch haben sich Ausführungsfonnen der Erfindung als geeignet erwiesen, wie sie Anspruch ¹V erläutert.

Zweckmäßigerweise sind bei einer weiteren Ausführungnform die Merkmale von Anspruch 5 realisiert. Der Exzenterdrehantrieb führt zu oszillierenden Bewegungen des Druckbalkens, die jedoch über das federnde Element in keine Abhebebewegung des Preßelementes umgewandelt werden, sondern in schwellende Druckimpulse, die von oben nach unten in die zu verdichtende Schicht einwirken.

Damit die Schwellkräfte über die gesamte Fahrbahnbreite möglichst gleichmäßig zur Wirkung kommen, ist es zweckmäßig, gemäß Anspruch 6 vorzugehen.

Das gesteckte Ziel wird baulich mit geringem Aufwand dann erreicht, wenn die Merkmale von Anspruch 7 berücksichtigt werden.

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Zum Anpassen des erfindungs geinäßen Pertigers an unterschiedliche Mischgutparameter dient das in Anspruch 8 hervorgehobene Merkmal.

Bei einem weiteren, vorteilhaft·» Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes sind die in Anspruch 9 hervorgehobenen Merkmale wichtig. Der hydraulisch betätigte Schwellkraftantrieb unterliegt geringem mechanischem Verschleiß, ist besonders wirkungsvoll und laßt sich feinfühlig regulieren. Der Arbeitskolben wird ausschließlich in der Richtung nach unten beaufschlagt, so daß wiederum ein Abheben des PreBelemontoß von der verdichtenden Deckenüclii chtoberfläche unterbunden wird.

Unabhängig davon, ob eine mechanische oder eine hydraulische Antriebsvorrichtung für uas !'reißelement gewählt wird, ist dar, in Anspruch 10 an^o-fjobeiie aerkmal wichtig. Die das !'reißelement entgegen der Behwcalkraft anhebende Zugfeder bewirkt einen Vorspru">neffeku, so daß die S.chwellkraft nicht ,jev/eilf! von 0 aufgebaut -werderj auii. Zudem sichert diese Zugfeder das Preßelement gegen ein Herunterfallen, wenn der Fertiger verfahren wird, ohne eine Mischgutvorlage zu verlegen.

Eici woitereii^ wichtigen Mot'kmal gibt Anspruch 11 an. Diese pulsierende uruckbeaufrchlagung wird unmittelbar in eine pulsierende Scmvel.3 Kraftbeauf schlagung für die zu verdichtende Straßendeckenschicht umgewandelt.

In der Praxis hat sich dabei eine Ausführungsform bewährt, wie sie Anspruch 12 angibt. Mit der Drehzahl des Drehschiebers läßt sich die Frequenz der Schwellkraftimpulse regulieren, während mit dem Eingangsdruck für den Drehschieber der Wert der Schwellkraftimpulse veränderbar ist.

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Da insbesondere an die oberste Schicht einer Hochleistungsstraße besondere Anforderungen hinsichtlich der Glätte und der Oberflächenqualität gestellt werden, ist dar. in Anspruch 13 angegebene Merkmal wichtig..Die nachgenchaltete Glättbohle egalisiert eventuell von dem Preßelement hervorgerufene Unebenheiten oder Rauhigkeiten.

Damit eine gleichmäßige Endverdichtung erreicht werden kann, ist eine besonders saubere Führung des Preßelementer. zweckmäßig- Dies kann besonders einfach in der in Anspruch 14- angegebenen Weise erzielt werden.

Schließlich ist noch das in Anspruch 15 hervorgehobene Merkmal wichtig, gemäß dem beispielsweise auch bereitr im Betrieb gewesene !Fertiger entsprechend um^oruntet vn-rcion können, indem ihnen die Baueinheit mit; der Preßloi t-;U·, deren Antrieb und der zusät»liehen Glättbohle angeh?^Pmp;L wird

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1- eine schematische Seitenansicht eines

fahrbaren Fertigers beim Legen einer Schwarzdeckenschicht,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fi^. 1, im Schnitt,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer schwellkrafterzeugenden Antriebsvorrichtung für ein Preßelement, das in dem Fertiger gemäß Fig. 1 vorgesehen ist,

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Fig. 4 eine vergrößerte Schnitt ansicht der Antriebsvorrichtung von Fig. 3»

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für das Preßelement im Schnitt, und

Fig. 6 eine Vorderansicht der in Fig. 5 gezeigten

Antriebsvorrichtung mit einem zugehörigen hydraulischen Steuerkreis.

Ein fahrbarer Fertiger 1 zum Herstellen einer Straßendeckenschicht aus bitumenösem Mischgut, einer sogenannten Schwarzdecke, besteht aus einem Fahrgestell 2 mit daran befestigten Hadern und einem aufgesetzten Führerstand 3 und ist in Richtung eines Heiles F verfahrbar. Am hinteren Ende des Fertigers 1 ist ein Vorrichtungsteil 5 zum Vor- und Endverdichten der Schwarzdeckenschicht über Schwenkausleger 6 und eine An- und Abhebevorrichtung 7 angebracht.Im Fertiger sind nicht dargestellte Aufnahmebehälter für das Mischgut enthalten, aus denen dieses zu einer Verteilereinrichtung 8, z.B. einer Querschnecke, gelangt, die es auf die darunter liegende Bodenfläche verteilt aufgibt. Es entsteht auf diese Weise eine Mischgutvorlage 9» die von einem Abstreifblech 10 geschoben wird. Hinter dem Abstreifblech 10 befindet sich eine vertikal bewegliche Stampferleiste 15> ein sogenannter Tamper, an den sich eine erste Glättbohle 12 anschließt. Im Bereich der Stampferleiste 15 und der Glättbohle 12 wird das Mischgut (9a) auf einen Verdichtungsgrad von annähernd 92 bis 94% vorverdichtet. In Fahrtrichtung F hinter der Glättbohle 12 ist ein Preßelement 13 angeordnet, daß das vorverdichtete Mischgut auf einen Endverdichtungsgrad von annähernd 98% verdichtet (9b). Dahinter befindet sich eine weitere Glättbohle 14, die gegebenenfalls von dem Preß-

element 13 hervorgerufene Unebenheiten ausgleicht.

In Fig. 2 ist der Aufbau der Vorrichtung 5 deutlicher erkennbar. Die Stampferleiste 15 besitzt eine vordere schräge Druckfläche 16 und steht über pleuelartige Antriebsglieder 17 mit einem Exzenterantrieb 18 in Arbeit sverbindung, der in stationären Lagern 19 gelagert und durch einen nicht dargestellten Antrieb in Bewegung setzbar ist. Die Stampferleiste 15 wird zweckmäßigerweise an der Vorderseite der ersten Glättbohle 12 vertikal geführt. Die Glättbohle 12 trägt unterseitig ein Glättblech 21, das auf der Oberfläche des vorverdichteten Mischguts 9a aufliegt und die von der Stanpferleiste 15 herrührenden Unebenheiten egalisiert. Die Glättbohle 12 kann ebenfalls mit einer nicht dargestellten Vibrationceinrichtung ausgestattet sein.

Zwischen der Glättbohle 12 und der zweiten Glättbohle befindet sich das Preßelement 13, das als quer über die Fertigerbreite verlaufende Preßleiste ausgebildet und in Vertikalführungen 24 der beiden Glättbohlen verschieblich geführt ist. Die Preßleiste 13 besitzt eine glatte Unterseite 23 sowie eine vordere, schräg ansteigende Druckfläche 22, die den Höhenunterschied zwischen der Unterseite des Glättblechs 21 und eines an der Unterseite der zweiten Glättbohle 14 angebrachten Glättblechs 29 ausgleicht. Die Preßleiste 13 steht über Verbindungsstangen 26 mit einer nicht näher erläuterten Schwellkraft-Antriebsvorrichtung 25 in Verbindung.

Die zweite Glättbohle besitzt beispielsweise ebenfalls einen Vibrationsantrieb 27, der über eine Hydraulikleitung 28 versorgt wird.

Aus den Figuren 3 und 4 ist eine Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 25 für die Preßleiste 13 erkennbar.

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Eine Exzenterantriebswelle 30 ist über exzentrische Antrieb sglieder 31 in einer festen Abstützung drehbar gelagert. Exzenterfolgekörper 32 sitzen auf der Welle 30 und stehen über Druckstangen 33 mit einem darunter liegen-· den Druckbalken 34 in Verbindung, der von den Führungsstangen 26 durchsetzt wird, an denen die Preßleiste 13 hängt. Die in den Vertikalführungen 24 geführte Preßleiste ist auch über die Führungstangen 26 in Vertikalführungen 35 geführt, die über Konsolen 38 beispielsweise am Vorrichtungsrahmen oder auch in der vorderen Glättbohle festgelegt sind. Zwischen dem Druckbalken 34 und der Oberseite der Preßleiste 13 sind mehrere Schraubendruckfedern 37 eingefügt, die von dem Exzenterantrieb abgeleitete Hubbewegungen des Druckbalkens in vertikale Schwellkräfte umwandeln, ohne daß sich dabei die Preßleiste 13 auf-und abzubewegen braucht. Die Führungstangm26 gleiten dabei im Druckbalken 3^ in nicht näher dargestellten Lagerungen.

Die Preßleiste 13 ist an einem festen Widerlager, beispielsweise der an der vorderen Glättbohle 12 vorgesehenen Vertikalführung 24, über eine oder mehrere Zugfedern 39 so aufgehängt, daß die Druckfedern 37 geringfügig vorgespannt werden und die Preßleiste 13 nicht durchsacV damit sie z.B. bei der Transportfahrt nicht hindert.

Die Figuren 5 und 6 zeigen schließlich eine zweite Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung 25' für die Preßleiste 13. Die Preßleiste 13 ist zunächst wiederum über Zugfedern 39 hängend abgestützt. Die Führungsstangen 26' sind am oberen Ende jeweils zu einem Hydraulikkolben 40 geformt oder mit einem solchen verbunden, der in einer Arbeitskammer 41 eines Hydraulikzylinders 43 verschiebbar und abgedichtet geführt ist, wobei der Arbeitszylinder 42 in einem stationären Auflager 35' oder im Rahmen der Vorrichtung festgelegt ist. Über hydraulische Versorgungs-

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leitungen 43 sind alle Arbeitskammern 41 an ein Steuerelement 45 angeschlossen, das einen Drehschieber 46 enthält. Der Drehschieber 46 ist über einen Ölmotor 47 mit einer jeweils einstellbaren Drehzahl zur Drehung antreibbar, wobei er die Druckbeaufschlagung der Arbeitskammern 41 entsprechend reguliert. Hydraulikflüssigkeit wird dem Steuerelement45durch eine Leitung 50 zugeführt, die am Ausgang eines Abzweigventils 48 angeschlossen ist und zu einem Druckspeicher 49 führt. Das Abzweigventil 48 wird über einen Anschluß 47 mit einer nicht dargestellten Druckquelle verbunden. Der andere Ausgang des Abzweigventils 48 steht über eine Leitung 53 mit dem Eingang des Ölmotors 47 in Verbindung, wobei sich über eine .regelbare Drossel die Drehzahl des Ölmotors 47 regulieren läßt. Vom Steuerorgan 45 führt eine Rücklaufleitung 51 zu einem Tankanschluß 52, an den auch der Ölmotor 47 ausgangsseitig angeschlossen ist. Eine Leckölleitung ist mit 60 bezeichnet und ebenfalls an das Steuerorgan 45 angeschlossen.

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Claims (15)

1. Fahrbarer Fertiger zur Herstellung einor i»l,raiiiMideckenschicht aus bitumenösem Mischgut, mib einem ilir.cligut-Verteilersystem, mit einer Vorverdichtungs- und Glättbohle und einer dieser vorgesetzten, angetriebenen Stampferleiste, dadurch gekennzeichnet , daß in Fahrtrichtung (F) des Fertigers (1) hinter der Vorverdichtungs- und Glättbohle (12) wenigstens ein Preßelement (13) angeordnet ist, das an der Oberfläche der vorverdichteten Deckenschicht (9a) ständig anliegt, und mit einer Antriebsvorrichtung (25) gekoppelt ist, mit der vom Preßelement (13) unter Aufrechterhaltung des Berührungskontaktes mit der Deckenschichtoberfläche schwellende und nach unten gerichtete Druckimpulse in die Strnßendeckenschicht (9a) einleitbar sind.

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2. Fertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Preßelement (13) eine quer zur Fahrtrichtung liegende Preßleiste ist, die in Vertikalführungen (24) und an der Glättbohle. (12) verschiebbar abgestützt ist.

3. Fertiger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Preßleiste in Fahrtrichtung vorne mit einer schräg nach oben verlaufenden Druckfläche (22) versehen ist, die sich von der in einem Abstand unterhalb der Unterseite der Glättbohle (12, 21) liegenden Unterseite (23) der Preßleiste bis zumindest auf die Höhe der Unterseite der Glättbohle (29» 14) erstreckt.

4. Fertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mechanische oder eine hydraulische Schwellkraft-Antriebsvorrichtung (25) für die Preßleiste.

5. Fertiger nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen relativ zur Preßleiste fest abgestützten Exzenterdrehantrieb (30, 31 )₅ mit dem ein auf- und abbewegbarer Druckbalken (34) starr gekoppelt ist, der mit der Preßleiste (13) über wenigstens ein federndes Element (37) ausschließlich kraftübertragend verbunden ist.

6. Fertiger nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Druckbalken (34) und der Preßleiste 13 mehrere, vorzugsweise vorgespannte, Druckfedern (37) eingeordnet sind.

7- Fertiger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckfedern (37) Schraubendruckfedern sind, die auf Führungszapfen (26) der Preß-

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leiste (13) geführt werden, und daß die Führungszapfen (26) den Druckbalken (34·) durchnetzen und in Vertikalrührungen (35) eingreifen.

8. Fertiger nach einem der Anspiäiche 1 bin 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Arbeitshub und die Drehzahl des Exzenterantriebs (30, 31) verstellbar sind.

9. Fertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die hydraulische Schwellkraft-Antriebsvorrichturig (25) aus mindestens einem, relativ zur Preßleiste (13) starr abgestützten Hydraulik zy Ii ruler (42) besteht, der in einer Arbeitskammer (^y4i) einen mit der Preßleiste (13) starr gekoppelten Arbeitskolben (''O) enthält.

10. Fertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 9,-dadurch gekennzeichnet , daß die Preßleiste (15) . mit wenigstens einer der 8chwellkraftrichtung entgegengesetzt wirkenden Zugfeder (39) an einem Widerlager aufgehängt ist.

11. Fertiger nach Anspruch 9, dadurch g e k e τι η zeichnet, daß die Arbeitskammer .(41) über ei no hydraulische Steuereinrichtung (45) pulsierend mit Druck beaufschlagbar ist.

12. Fertiger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Steuereinrichtung

(45) einen in seiner Drehzahl einstellbaren Drehschieber

(46) aufweist, dessen Eingangsdruck (P) einstellbar ist.

13· Fertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß unmittelbar hinter der

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Preßleiste (13) eine weitere Glättbohle (14, 29) angeordnet ist, deren Unterseite tiefer liegt, als die Unterseite der ersten Glättbohle (12).

14. Fertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß an einer oder an beiden Glättbohlen (12,14) Vertikalführungen (24) für die Preßleiste (13) angeordnet sind.

15. Fertiger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Stampferleiste (15), die beiden Glättbchlen (12, 14), die Preßleiste (13) und die Antriebsvorrichtung (25) zu einer Baueinheit (5) zusammengefaßt sind, die über schwenkbare Ausleger (6) und zum Transport oder zur Rückwärtsfahrt des Fertigers 'betätigbaren Vertikal-Abstützungen (7) am Fertiger (1) befestigt ist.