DE3116874A1 - Selbstfahrende maschine zur ausbesserung von aus einer bituminoesen masse besteh - Google Patents
Selbstfahrende maschine zur ausbesserung von aus einer bituminoesen masse bestehInfo
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Description
Patentanwälte
Dipl.-Ing. E. Eder
Dipl.-lng. K. Schieschke
8000 München 40, Elisabeftslr. 34
AUTOSTRADE
Concessioni e Costruzioni Autostrade S.p.A.
Rom/Italien
Selbstfahrende Maschine zur Ausbesserung von aus einer bituminösen Masse bestehenden Straßendecken
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstfahrende Maschine zur Ausbesserung von aus einer bituminösen Masse bestehenden
Straßendecken, welche zur Erwärmung der Decke die durch einen Mikrowellenhochfrequenzgenerator erzeugte Wärme benutzt,
welcher mindestens mit einer Antenne in Form eines geschlitzten Hohlleiters gekoppelt ist.
Bleibt Bitumen ohne Kontakt mit der Luft und wird außerdem vor Licht geschützt, so behält dieses Bitumen unverändert
seine natürlichen Eigenschaften bei. Auch ein bituminöses Gemenge beim Straßenbau, welches aus einem Gemisch von verschiedenen
Zusätzen und Bitumen besteht, bleibt im wesentlichen in seiner Beschaffenheit unverändert. Eine Beschädigung
erfolgt lediglich beispielsweise durch Bruch der Straßendecken, welche mit Bitumen präpariert wurden. Hierbei können
Risse und Spalten auftreten und die Belagschichten durchqueren. In derartige Risse können Wasser und Staub eindringen.
Diese Risse verursachen in nachteiliger Weise Schaden. Durch weitere Ausdehnung und Ausbreitung der Risse infolge von Witterungseinflüssen
ist die Erneuerung des Straßenbelages dann zu einem gewissen Zeitpunkt unbedingt erforderlich.
Zur Ausbesserung benutzt man hierbei wiederum ein bituminöses Gemenge, welches die ähnlichen Eigenschaften besitzt
wie die bereits vorhandene Straßendecke sowie die gleiche Widerstandsfähigkeit. Bis zum heutigen Zeitpunkt war es jedoch
nicht möglich, an Ort und Stelle die Straßendecke in kostensparender Weise zu erneuern. Ein Teil dieser Schwierigkeit
begründete sich auch darin, daß kein technisch wirksames Erwärmungsmittel vorlag, welches in der Lage ist, ohne
Änderung der Eigenschaften des bituminösen Binders zu wirken.
Der bisher durchgeführte Erwärmungsvorgang führte zu unerwünschter
Oxydation, wodurch sich eine Veränderung der Eigenschaften des Bitumens ergab. Da außerdem Bitumen selbst ein
schlechter Leiter ist, ist es erforderlich, über einen längeren Zeitraum Wärmeeinwirkungen zur Verfügung zu haben.
Aufgrund der vorgenannten Nachteile war es daher erforderlich, die beschädigte, bituminöse Decke aufzubrechen und einzeln
abzutransportieren und erst zu einem späteren Zeitpunkt die Straßendecke durch Auflage von neuem Bitumen auszubessern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche auf einfache
und kostensparende Weise an Ort und Stelle eine Regenerierung des beschädigten Bitumens der Straßendecke ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Maschine ein fahrbares Gestell aufweist und mit Motor und Führungsmitteln ausgestattet ist, daß auf dem Gestell ein
Elektroaggregat angeordnet ist zur Speisung des Hochfrequenzgenerators,
daß Einrichtungen zum Abbau des vorher erwärmten Teils der auszubessernden Straßendecke und Einrichtungen zu
deren Abfuhr und Abhebung vorgesehen sind, daß die Maschine mindestens eine homogenisierende und mischende Einrichtung
mit gegendrehenden Schaufeln aufweist mit einem Behälter mit bituminösem Binder, der durch ein Rohr mit Düsen zur Speisung
von Zusätzen in die Einrichtung verbunden ist, daß ein Behäl-
ter mit Dosierungsapparat zur Speisung von Zusätzen in die
Einrichtung vorgesehen ist und daß eine Einrichtung zur Verteilung des behandelten und aus der homogenisierenden und
mischenden Einrichtung ausgehenden Materials dient mit einer Platte zum Ausbreiten und ersten Andrücken des regenerierten,
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bituminösen Gemenges.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß eine gleichzeitige, einförmige und leicht regulierbare Erwärmung auf elektrischem
Wege erzielt wird, wobei ein Mikrowellenhochfrequenzgenerator eingesetzt wird. Man kann weiterhin vorteilhafterweise die
Dicke der zu regenerierenden Schicht regulieren. Die gesamte Maschine ist dimensionsmäßig gedrängt aufgebaut, wobei die
Regenerierung an Ort und Stelle der Straßendecke erfolgen kann. Damit können Aufbruch-und Abtransportkosten vermieden werden.
Weiterhin muß die Straßenbaustelle nicht über einen längeren Zeitraum gesperrt werden, sondern die gesamte Maschine arbeitet
kontinuierlich, so daß der Verkehr daneben weiterfließen kann.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der fahrbaren
Maschine;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig. i; Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A nach Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 1;
Fig. 5 einen Schnitt durch die Maschine nach Fig.1 in Seitenansicht;
Fig. 6 die schematische Darstellung eines Hochfrequenzgenerators, welcher mit einem Erwärmungselement mit einer gespaltenen Wellenleitbahn
gekoppelt ist.
Nach Fig. 1 besteht die selbstfahrende Maschine aus einem fahrbaren Gestell 1, welches auf Raupenketten 2 montiert ist.
Weiterhin ist ein Motor 3 und eine Kabine 4 mit Führungs- und Lenkmitteln vorgesehen. Auf dem Gestell befindet sich weiterhin
ein Generator 6 zur Erzeugung von Elektroenergie, ein Kraftstoffbehälter sowie ein Behälter 8 für Kühlwasser. Weiterhin
ist ein Behälter 9 als Quelle für den hydraulischen Antrieb sowie ein Behälter 10 zur Lagerung des bituminösen
Binders und ein Behälter 11 für Zusatzstoffe vorgesehen.
Auf dem Gestell 1 ist weiterhin eine homogenisierende, mischende Einrichtung 12 nach Fig. 3 und 4 angeordnet. Diese Einrichtung
12 weist gegenläufig drehende Schrauben 13 auf, welche
schräg angeordnet sind, damit das aus der vorderen Öffnung der Einrichtung 12 ankommende Material in das Innere geführt
und zur Ausgangsöffnung transportiert wird. Vorher wird jedoch das Material erwärmt und durch Elemente 15 und 17 von der
Straßendecke gelöst.
Während seines Laufs durch die Einrichtung 12 wird das bituminöse Gemenge homogenisiert und gemischt und eventuell mit Zusätzen
von Bitumen und Füllmaterial ausgestattet. Der Zusatz von Bitumen kann über Düsen 18 erfolgen, welche durch ein
Rohr 19 aus einem Behälter 10 zugeführt werden. Durch die Düsen 18 kann gemäß Fig. 5 das Bitumen eingespritzt werden.
Die Zufuhr von Zusatzstoffen erfolgt über eine Dosierungsschnecke 20, welche nach Fig. 5 im Behälter 11 angeordnet ist.
Dieser Behälter 11 weist unterhalb der Dosierungsschnecke eine Anzahl von Löchern auf, durch welche die Zusatzstoffe
in die Einrichtung 12 gelangen können.
Das unter dem Druck der gegenläufig drehenden Schaufeln 13
behandelte Material wird ohne Unterbrechung durch die Einrichtung 12 gefördert und über eineVerteilungsschnecke 21,
welche ebenfalls im Gestell 1 gelagert ist, über die gesamte Breite der Straßendecke verteilt. Dieses Material wird damit
aufgelegt und über die in Fig. 5 dargestellte Platte einer Druckbelastung unterzogen, so daß damit die fertige, regenerierte
Straßendecke vorliegt.
Das Gestell 1 weist im vorderen Bereich eine Winkelkonsole 23 gemäß Fig. 1 und 5 auf zur Unterstützung einer oder mehrerer
Gruppen 24, welche zur Erwärmung einer Schicht der Straßendecke bestimmt sind.
Diese Schicht besteht aus einem bituminösen Gemenge, wobei die Breite einer Gruppe 24 auf diese Schichtbreite abgestellt
ist. Die Wirkung der Erwärmungsgruppe 24 ist je nach Tiefe und Temperatur regulierbar.
In Fig. 6 ist eine derartige Gruppe 24 dargestellt. Je<Je Gruppe
besteht aus einem Mikrowellenhochfrequenzoszillator 25. Dieser Oszillator 25 ist an einen Leistungszirkulator 26 angeschlossen,
der drei Eingänge und einen koaxialen Ausgang aufweist. Der Zirkulator 26 ist mitseinem Eingang an eine Antenne,
z.B. einen geschlitzten Hohlleiter 27, angeschlossen, der am anderen Ende durch einen Kurzschlußabschluß 28 abgeschlossen
ist. Außerdem ist eine ohm'sche Last angeschlossen. Der Generator 25 wird mit entsprechender Spannung von der Stromversorgung
6 gespeist und er kann beispielsweise ein Dauerstrich-Magnetron sein, dessen Leistung im Millimeterwellenbereich
liegt. Zur Abkühlung des Generators 25 ist ein Wasserkreislauf 30 vorgesehen, welcher mit dem Behälter 8 in Fig. 2 in Verbindung
steht.
Der Leistungszirkulator 26 hat die Funktion, zu vermeiden, daß
die Rückstrahlleistung zum Generator 25 wiederkehrt und damit einen negativen Betriebsablauf verursacht. Diese Rückstrahlleistung
ist beispielsweise auf die unterschiedlichen Konstanten der Luftmittelverbreitung des Straßendeckenmaterials
sowie auf die Rückstrahlung in der Antenne 27 zurückzuführen. Die Antenne 27 ist in Form eines geschlitzten Hohlleiters aus-
gebildet, wobei jeder Spalt einen elementaren Dipol besitzt. Diese Dipole werden so angeordnet, daß die Strahlung einförmig
über die gesamte Länge der Wellenleitbahn verbreitet wird.
Nach einer alternativen, nicht näher dargestellten Ausführungsform kann auch eine Endanordnung vorgesehen sein. Diese Anordnung
ist dann von Interesse, wenn die Leistung wiederverwendet werden soll, welche nicht von der Antenne ausgestrahlt werden
kann.
Die Antenne 27 ist mit zwei Ausweitungen versehen, welche über Flansche miteinander verbunden sind, wodurch sich eine raumsparende
Anordnung ergibt. Alternativ kann jede Gruppe 24 durch zwei Erwärmungselemente gebildet werden, welche symmetrisch auf
der gleichen Linie angeordnet sind.
Aus Sicherheitsgründen und zum Schutz der Bedienpersonen werden die Gruppen 24 durch eine Abschirmung nach außen geschützt.
Diese Abschirmung besteht aus einer Modularkupferkappe 32, durch welche unerwünschte Strahlungsverluste vermiden werden. Diese
Kappe 32 kann mit biegsamen Elementen integriert sein, welche beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen und gegen die Oberfläche
der Straßendecke gerichtet sind.
Will man die richtige Erwärmung des bituminösen Gemenges ohne erhöhte Temperatur erzielen, so lassen sich mehrere Gruppen
verwenden. Diese sind hintereinander angeordnet nach Fig. 2, damit eine Vergrößerung der strahlenden Oberfläche erzielt
wird. Jede Gruppe kann etwa 4,00 bis 4,50 m lang sein. Durch diese Länge ergibt sich eine Einwirkung auf die gesamte, zu
regenerierende Straßendecke. Jede Gruppe ist hierbei etwa 50 cm breit.
Die gesamte fahrbare Maschine ist sehr kompakt aufgebaut, gut zu manövrieren und besitzt eine hohe Effektivität. Dank des
Generators 6 ist die Maschine in der Lage, kontinuierlich zu arbeiten.
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Zur Bewegung der Gruppen 24 sind hydraulische Elemente 34 vorgesehen,
welche mit einer Konsole 23 nach Fig. 1 verbunden sind, wobei die ölhydraulik mit einer Quelle 9 in Verbindung
steht. Die Fahrgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Maschine liegt bei etwa 4 m/min. Die Maschine arbeitet, wie ausgeführt,
kontinuierlich. Das erwärmte, herausgebrochene, gesammelte und regenerierte bituminöse Gemenge wird durch die Einrichtung 12
in den hinteren Teil der Maschine bewegt und dort über die Einrichtung 21 und die Platte als regenerierter Straßenbelag wieder
aufgetragen. Infolge der Anwendung des Mikrohochfrequenzgenerators, welcher mit einer gespaltenen Wellenleitbahn gekoppelt
ist, ergibt sich eine Regulierung der Temperatur sowie der Dicke der zu erfassenden Straßendecke. Die Erwärmung der
Schicht, welche unter der zu behandelnden Schicht liegt, ist vorteilhaft, weil eine totale oder partielle Erwärmung der
Materialien, die die untere Schicht bilden, zu besseren Ergebnissen führt. Bei dem bekannten Stand der Technik ist diese
Möglichkeit nicht gegeben, da hier die Wirkung sich nur auf eine Auflagedicke von etwa 3 bis 5 cm beschränkt. Demgegenüber
wird durch die vorliegende Erfindung eine bessere Erwärmung und Bearbeitung der zu regenerierenden Straßendecke
ermöglicht. Durch den Hobel 15 sowie durch den Schaber 17. und die Gleitbahn 14 wird das Material abgetragen und zu der
Vorrichtung 12 bewegt. Da die Einrichtung 12 höhenverstellbar ausgebildet ist, wird in optimaler Weise das durch die beiden
Elemente 15 und 17 herausgearbeitete Material abtransportiertund
erneuert.
8000 München 40, Elisabethstr*34
Claims (10)
1. Selbstfahrende Maschine zur Ausbesserung von aus einer
bituminösen Masse bestehenden Straßendecken, welche zur Erwärmung der Decke die durch einen Mikrowellenhochfrequenzgenerator
erzeugte Wärme benutzt, welcher mindestens mit einer Antenne in Form eines geschlitzten Hohlleiters
gekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine ein fahrbares Gestell (1) aufweist und mit Motor und Führungsmitteln
ausgestattet ist, daß auf dem Gestell ein Elektroaggregat (6) angeordnet ist zur Speisung des Hochfrequenzgenerators,
daß Einrichtungen (15) zum Abbau des vorher erwärmten Teils der auszubessernden Straßendecke
und Einrichtungen (14, 16, 17) zu deren Abfuhr und zur
Abhebung vorgesehen sind, daß die Maschine mindestens eine homogenisierende und mischende Einrichtung (12) mit
gegendrehenden Schaufeln aufweist mit einem Behälter (10) mit bituminösem Binder, der durch ein Rohr mit Düsen (18)
zur Speisung von Zusätzen in die Einrichtung verbunden ist, daß ein Behälter (11) mit Dosierungsapparat (20) zur
Speisung von Zusätzen in die Einrichtung (12) vorgesehen ist und daß eine Einrichtung (21) zur Verteilung des behandelten
und aus der homogenisierenden und mischenden Einrichtung (12) austretenden Materials dient mit einer
Platte (22) zum Ausbreiten und zum ersten Andrücken des regenerierten, bituminösen Gemenges.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erwärmung eines Teils der Straßendekke
hauptsächlich aus einem Mikrowellenhochfrequenzoszillator (25) besteht, der über einen mit drei Ausgängen versehenen
Leistungszirkulator (26) mit der Antenne verbunden ist, die am entgegengesetzten Ende durch ein Kurzschlußelement
(28) gesperrt ist, wobei jeder Spalt einen elementaren Dipol aufweist und so angeordnet ist, daß die Ausstiahlung
einförmig über die ganze Länge erfolgt und daß ein Widerstandselement (29) mit dem Leistungszirkulator
(26) und einem Kreislauf eines durch einen Behälter (8) gespeisten Wasserkreislaufelements (30) verbunden ist zur
Kühlung des Oszillators (25).
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (25) durch ein Konstantwellennagnetron gebildet
ist, welches Leistung in Millimeterwellenlängenbereich erzeugt.
4. Maschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleitbahn (27) aus zwei durch Flansche verbundenen
Elementen besteht.
5. Maschine nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Illuminatorelemente (25 bis 31) vorgesehen sind,
welche symmetrisch entlang der gleichen Ausrichtung angeordnet sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Modularkupferelementen bestehende Kappe (32)
vorgesehen ist, welche die gesamte Anordnung bedeckt und unten geöffnet ist, um unerwünschte Ausstrahlungsverluste
zu vermeiden, daß die Kappe (32) nach unten durch biegsame Elemente (33) verstärkt und verlängerbar ist.
7. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der homogenisierenden und mischenden Einrichtung
(12) in Bodennähe liegt, so daß das durch Hobel (15) abgebaute, durch die Sammelschnecke (16) abgeführte
und durch den Schaber (17) gesammelte Material direkt über
die Leitbahn (14) in die homogenisierende und mischende Einrichtung (12) gelangt.
8. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaber (17) und die Gleitbahn (14) anhebbar sind.
9. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24) zur Erwärmung durch ein mit einer Konsole
(23) verbundenes, hydraulisch gesteuertes Hubelement in horizontaler und vertikaler Ebene bewegbar ist.
10. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einrichtungen (24) zur Erwärmung in parallelen Reihen
angeordnet sind.
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