DE3127377C2

DE3127377C2 - Verdichtungsbohle für Straßenfertiger

Info

Publication number: DE3127377C2
Application number: DE19813127377
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr.-Ing. 4000 Düsseldorf Fortmann; Heinz R. Ing.(grad.) 4006 Erkrath Kölsch; Ernst-August 4450 Lingen Schrader; Kurt Ing.(grad.) 4250 Bottrop Stein; Alexander Dr.-Ing. 4300 Essen Tappert
Original assignee: Liba Lingener Baumaschinen & Co Kg 4450 Lingen De GmbH; TEERBAU GESELLSCHAFT fur STRASSENBAU MBH 4300 ESSEN DE; Liba Lingener Baumaschinen & Co Kg 4450 Lingen GmbH; Teerbau Gesellschaft Fuer Strassenbau Mbh 4300 Essen; Mannesmann Demag AG
Current assignee: Liba Lingener Baumaschinen & Co K GmbH
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1981-07-09
Publication date: 1985-05-02
Also published as: DE3127377A1

Abstract

Bei Verdichtungsbolzen für Straßenfertiger soll das erreichbare Verdichtungsverhältnis des einzubauenden Materials von bisher 90% sehr erheblich erhöht werden, um nachfolgende Walzarbeit zu minimieren oder ganz zu vermeiden. Hierzu sieht die Erfindung die Anordnung einer Vorverdichtungsbohle vor der eigentlichen Abziehbohle vor, wobei die Vorverdichtungsbohle mit einer in Arbeitsrichtung unter einem Anstellwinkel geneigten Gleitplatte versehen und das Verdichtungselement zwischen Vorverdichtungsbohle und Abziehbohle angeordnet ist. Hierdurch wird das vom Verdichtungselement zu verdichtende, einzubringende Material zwischen den Gleitplatten von Vorverdichtungsbohle und Abziehbohle eingespannt, so daß das Material beim Verdichtungshub nicht ausweichen kann. Die Vorverdichtungsbohle und die Abziehbohle sind zweckmäßigerweise mit Vibrationsantrieben versehen, die mit dem Antrieb für das Verdichtungselement derart gekoppelt sind, daß der Arbeitshub des Verdichtungselementes dann und nur dann erfolgt, wenn die Vorverdichtungsbohle und die Abziehbohle gleichzeitig einen maximalen Druck auf das einzubauende Material ausüben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdichtungsbohle für StraÜenfertiger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Mit bekannten Verdichtungsbohlen für Straßenfertiger können Verdichtungswerte des eingebauten Matcriales, insbesondere bituminöses Mischgut, hydraulisch gebundene Tragschichten und Beton vor; etwa 90% der am Marshall-Körper erzielten Dichte erreicht werden. Die restlichen 8 bis 10% müssen durch Walzen, insbesondere durch Vibrationswal/.cn erreicht werden.

Aus der DE-OS 24 53 748 ist eine gatlungsgemäße Verdichtungsbohle für Slraßenfertiger bekannt, bei welcher sich das Vörverdichtungselement in F^;orm einer Sperrplatte in Arbeitsrichtung des Straßenfertigers gesehen noch vor der Verteilerschnecke für das cin/ubringende Mischgut befindet und bei welcher das Vorverdichtungselement einen Verteilcrraum in Bewegungsrichtung des Straßenfertigers gesehen nach vorn hin abgrenzt und wobei der Verteilt-rraum nach hinten hin durch eine Hinterwand begrenzt w>rd, hinter welcher unmittelbar das Verdichiungselcnv.'nt in l"orm eines Stampfers angeordnet ist. Obwohl die mit einem Vibrator versehene, in Bewegungsrichtung vorn liegende Sperrplatte eine Vorverdichlung des im Verteilerraum abgeworfenen Mischgutes erreichen soll, was sich vorteilhaft auf die Qualität der Trag- und Deckschichten auswirken soll, wird hierbei mittels der Sperrplatte und dem dieser zugeordneten Vibrator kaum eine Vorverdichtung des Mischgutes erreicht. Denn der Slraßenfertiger bewegt sich derart, daß die Sperrplatte quasi nach vorn in einen von Mischgui freien Raum bewegt wird, der erst nach und nach von rückwärts mit Mischgut angefüllt wird. Selbst wenn eine Vorvcrdichtung mittels der Sperrplatte erzielt werden sollte, kann durch die vorbekannte Anordnung der Sperrplatte kein bedeutsam erhöhter Verdichtungswert erreicht werden, als dieser mit der herkömmlichen Glättbohle und dem vorgelagerten Stampfer erzielbar ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Verdichtungsbohle für Slraßenfertiger der

bo gattungsgemäßen Art denirl weiler/.uentwickcln, ckiU ein Ausweichen des einzubauenden Materials in Arbeitsrichtung vermieden ist und damit ein höherer Verdichtungsgrad erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus <.\cr\ kenn-

h5 zeichnenden Merkmalen des Patentanspruches I. Durch die ohne Abstand unmittelbar hintcreiiuindcr angeordneten Vorverdichiungs- und Ab/.ichbohlcn mit Gleitplatten wird das einzubauende Material l'csigchal-

icn bzw. derart eingespannt, daß der Arbeitshub des Verdichiungselementes eine ernebliche Verdichtungswirkung bringen kann, ohne daß das einzubauende Mischgut seitlich, d. h. in Richtung nach vorn und nach hinten ausweichen kann. Bereits hierdurch lassen sich erhebliche Verdichlungswerte von weit mehr als 90% Marshall-Dichle erreichen. Dd darüber hinaus die Vibraiionsantricbe "on Abzieh- und Vorverdichtungsboh-Ic /ur Arbeilsfrcquenz und -amplitude des Verdichiungselementes in einem festen Verhältnis zueinander eingestellt sind, kann ein Arbeitshub des Verdichtungselemenies dann und nur dann ausgeführt werden, wenn die Vibrationsantriebe der beiden Bohlen gleichzeitig einen Arbeilsdruck auf das einzubauende Mischgut ausüben, so daß das zwischen den Gleitplatten beider Bohlen befindliche Mischgut festeingespannt ist und der Arbeitshub des Verdichlungseiementes den höchsten Verdichtungsgrad erzielen kann. Hierdurch lassen sich die Verdichlungswenc noch mehr steigern, so daß ein nachfolgendes Walzen des eingebrachten Mischgutes auf ein Minimum reduziert bzw. ganz vermieden werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

l-'ig. I einen prinzipiellen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verdichtungsbohle,

F-' i g. 2 und 3 Querschnitte einer Ausführungsform,

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Ausführungsform,

I· i g. 5 ein vergrößertes Detail im Bereich der am .Schlagbalken zusammenkommenden Gleitplatten von Abziehbohle und Vorverdichtungsbohle,

l·' i g. 6 einen Querschnitt durch einen Exzenterantrieb für den Schlagbalken und

F-" i g. 7 einen prinzipiellen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform.

Eine Verdichtungsbohle wird regelmäßig in Arbeitsrichlung gemäo Pfeil 1 hinler einem Straßenfertiger angehängt, der eine Einrichtung zur Aufnahme des einzubringenden Materials, insbesondere bituminöses Mischgut, hydraulisch gebundene Tragschichten, Beton und dgl. und eine Einrichtung zur Verteilung dieses Materials vor der Verdichlungsbohle aufweist. Die erfindungsjL'cmäBu Verdichlungsbohle umfaßt gemäß F i g. 1 in Arbciisrichiung (Pfeil 1) vorn eine Vorverdichtungsbohle 2 mit einer unten angebrachten Gleitplatte 3 und eine in Arbcilsrichtiing (Pfeil 1) hinten angeordnete Abziehbohle 4 mit einer unteren Gleitplatte 5, sowie ein zwischen beiden Bohlen 2, 4 angeordnetes, auf- und abbewegbarcs Vcrdichlungsclcment 6, das als Schlagbalken 7 mil breiter Arbeitsfläche 8 ausgebildet ist. Die gesamte Verdichlungsbohle ist in bekannter Weise unter einem bestimmten Winkel gegen die Horizontale angestellt. Die Gleitplatte 3 der Vorverdichtungsbohle 2 ist linier einem spitzen Winkel r aus der Horizontalen heraus in Arbeitsrichtung (Pfeil 1) nach vorn, ansteigend ausgebildet. Sowohl die Vorverdichtungsbohle 2 als auch insbesondere die Abziehbohle 4 und der Schlagbalken 7 haben jeweils relativ große Massen.

Erfindungsgcrnäß wird das einzubauende, vom Schlagbalkcn 7 zu verdichtende Material von den diese beidseils umfassenden Bohlen, der Vorverdichtungsbohle 2 und der Ab/.iohbohle 4 eingespannt, wie es durch die Pfeile 9 und IO im Bereich der Vorverdichiiiugsbohle 2 bzw. der Abziehbohle 4 gezeigt ist, so daß bei einem Arbcilshub (Pfeil 11) des Schlagbalkens 7 ein Ausweichen des mit diesen- /u verdichtenden Materials weder nach vorn noch nach hinten möglich ist Hierdurch wird ein geforderter Verdichtungswert von beispielsweise 98% Marshall-Dichte des einzubauenden Materials erzielt, so daß auf ein nachfolgendes Walzen des eingebauten Materials verzichtet werden kann.

Die Vorverdichtungsbohle 2 und die Abziehbohle 4 können — wie es nachfolgend noch näher beschrieben werden wird — mit separaten oder gemeinsamen Vibrationsantrieben versehen sein, um die Einspannwirkung des einzubauenden Materials gemäß Pfeilen 9 und 10 noch zu erhöhen. Dabei werden die Vibrationsfrequenzen von Vorverdichtungsbohle 2 und Abziehbohle 4 und deren Amplituden in einem bestimmten Verhältnis zur Arbeitsfrequenz und -amplitude des Schlagbalkens 7 eingestellt, so daß gewährleistet ist, daß bei einem Arbeitshub des Schlagbalkens 7 mit Sicherheit auch eine Pressung des einzubauenden Materials mittels der Vorverdichtungsbohle 2 und der Abziehbohle 4 gemäß Pfeilen 9,10 erfolgt, wenn der Arbeitshub ^ri.i Schlagbalkens

2ü / SüSgciüiitt w'ifu.

Das in den F i g. 2 bis 6 dargestellte Ausführungsbeispiel umfaßt eine Verdichtungsbohle, deren Vorverdichtungsbohle 2 und Abziehbohle 4 starr miteinander verbunden sind und einen gemeinsamen Bohlenkörper großer Masse bilden. Dabei sind gemäß Fig.4 beidseits einer Längsmittellinie 12 spiegelsymmetrisch ausgebildete Bohlenkörper vorhanden, deren Gleitplatten 3, 5 unter einem bestimmten Winkel dachförmig einstellbar sind.

Jede Abziehbohle 4 besteht aus einem kastenartigen Hohlkörper in Schweißkonstruktion, der unten durch die Gleitplatte 5 begrenzt ist, welche in bekannter Weise über in eine Kammer 13 einbringbare Warmluft beheizbar ist. Oberhalb der Kammer 13 befinden sich in jeder Abziehbohle 4 zwei Vibrationsantriebe 14, die aus gegenläufig rotierenden Zahnrädern mit symmetrisch angeordneten Unwuchten bestehen, die sich in horizontaler Richtung ausgleichen und in vertikaler Richtung Vibrationsschwingungen erzeugen. Alle Vibrationsantriebt 14 einer Verdichtungsbohle, im Ausführungsfall sind dies je zwei links und rechts der Längsmittellinie 12 angeordnete Vibrationsantriebe 14. sind über Achsen und Kardangelenke mechanisch miteinander gekoppelt. Der Antrieb erfolgt über Zahnriemenbänder 15 von ei-

4ϊ ner Hauptwelle 16 aus, die in Lagerböcken 17 (Fig. 4) im oberen Teil der Abziehbohle 4 gelagert ist. Das Zahnriemenband 15 wird um eine Riemenscheibe 18 geführt, die auf der Hauptwelle 16 mittels einer Kupplung 19 festgelegt ist Der Antrieb der Hauptwelle 16

erfolgt über einen Ölmotor 20.

Parallel zur Hauptwelle 16 ist oberhalb des Schlagbalkens y aine Antriebswelle 21 in Lagern 22 gelagert, an deren Enden jeweils Exzenterantriebe 23 für den Schlagbalken 7 angebracht sind (Fig. 6). Der Antrieb der Antriebswelle 21 erfolgt ebenfalls über ein Zahnriemenband 24, das über Riemenscheiben 25, 26 unterschiedlicher Durchmesser auf der Hauptwelle 16 bzw. der Antriebswelle 21 geführt ist und diese mechanisch zwangsläufig miteinander koppelt.

bo Der Exzenterantrieb 23 für den Schlagbalken /' wird anhand der F i g. 6 näher beschrieben. Die irn gehäusefesten Lager 22 drehbar gelagerte Antriebswelle 21 trägt an ihrem in F i g. 6 links dargestellten Wellenansatz 27 eine Einstellscheibe 28, deren Stirnfläche 29 an der Stirnfläche 30 einer Exzenterscheibe 31 mit Zapfen 32 anliegt, an welcher über einen weiteren Zapfen 33 der Schlagbalken 7 über ein Wellenlager 34 gelagert ist. Durch die Einsielischeibe 28 erstrecken sich radial zwei

Einstellschrauben 35. die mit ihren stirnseitigen Enden auf den Zapfen 32 drücken und diesen exzentrisch in bezug auf die Achse der Antriebswelle 21 einstellen können, womit der Hub des Schlagbalkens 7 stufenlos einstellbar ist. Querschrauben 36 sichern die unverschiebbare Anlage der Stirnflächen 29 und 30 von Einstellscheibe 28 und Exzenterscheibe 31 aneinander.

Die Vorverdichtungsbohle 2 besteht gernäß der beschriebenen Ausführungsform aus einer starren Platte 37. welche den Bohlenkörper in Arbeitsrichtung (Pfeil 1) in nach vorn abschließt und die im unteren Bereich leicht gegen den Schlagbalken 7 geneigt ist. In Arbeitsrichtung (Pfeil I) trägt die Platte 37 im unteren Bereich die Gleitplatte 3, welche unter dem Winkel λ aus der Horizontalen in Arbeitsrichtung ansteigt. Die Gleitplatte 3 ist durch Verbindungssiege 38 an der Platte 37 abgestützt. Zwischen dem Schlagbalken 7 und den diesen seitlich begrenzenden Bauteilen, insbesondere den Gleitplatten 3 und 5 sind Führungsplatten 39, 40 eingesetzt, deren Material eine gute Gleitwirkung des Schlagbalkens 7 bei geringem Verschleiß ermöglicht.

In einem Ausführungsbeispiel ist der Schlagbalken 7 mittels seiner Exzenterantriebe 23 in Hubhöhen zwischen 2 und 10 mm stufenlos verstellbar. Die Arbeitsfrequenz des Schlagbalkens 7 beträgt 1500 U/min. Die 2i Breite der Arbeitsfläche 8 beträgt 60 mm. wobei die Arbeitsfläche wie in den Figuren gezeigt teilweise abgesetzt bzw. abgeschrägt sein kann. Die Vibrationsfrequenz der Vibrationsantriebe 14 beträgt je nach Größe der jeweiligen Ruinenscheiben 3000 U/min bzw. 4500 U/min, so daß das Verhältnis der Arbeitsfrequenzen der Vibrationsantriebe zur Arbeitsfrequenz des Schlagbalkenantriebs sich wie 2 : 1 bzw. 3 : I verhalten. Dies bedeutet, daß bei jedem Arbeitshub des Schlagbalkens 7 die Vibrationswirkrichtung von Vorverdich- y~> tungsbohle 2 und Abziehbohle 4 gleichzeitig nach unten gegen das einzubringende Material gerichtet ist. so daß dieses beim Arbeitshub des Schlagbalkens 7 fest eingespannt ist und nicht seitlich ausweichen kann. Darüber hinaus führen die Gleitplatten 3 und 5 von Vorverdichtungsbohle 2 bzw. Abziehbohle 4 Zwischen Verdichtungshube ohne gleichzeitigen Arbeiishub des Schlagbalkens 7 aus.

Sämtliche Antriebe der Verdichtungsbohle sind miteinander mechanisch zwangsläufig gekoppelt, was einerseits über die Zahnriemenbänder 15 bzw. 24 und andererseits über die in Querrichtung durch Kardangelenke verbundenen Wellen 16,21,41 bewirkt wird. Auch die Wellen 41 der Vibrationsantriebe 14 sind quer durch die gesamte Verdichtungsbohle miteinander verbunden.

Die gesamte Bohlenbreite beträgt 635 mm. von denen 475 mm auf die Abziehbohle 4. 60 mm auf den Schlagbalken 7 und 100 mm auf die Vorverdichtungsbohle 2 entfallen.

In einer in Fig. 7 dargestellten alternativen Ausführungsform besteht das in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform als Schlagbalken 7 ausgebildete Verdichtungselement 6 aus mehreren in Arbeitsrichtung (Pfeil 1) hintereinander angeordneten Stampfmessern 42. die jeweils mit separaten Antrieben versehen sind, welche gegenläufig und mit unterschiedlichen Hu- ~tr. nacheinander betätigbar sind. Die Ausführungsrorm der Vorverdichtungsbohle 2 und der Abziehbohle 4 entspricht hierbei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verdichtungsbohle für Straßenfertiger,

aus mindestens einer mit einer Gleitplatte versehenen Abziehbohle (Glättbohle),
aus einem in Arbeitsrichtung vor der Glättbohle angeordneten, auf- und abbewegbaren Verdichtungselement (Stampfer),

aus einem in Arbeitsrichtung vor dem Stampfer angeordneten Vörverdichtungselement und
aus der Glättbohle und dem Vorverdichtungselement zugeordneten Vibrationsantrieben,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Vorverdichtungselement als Vorverdichtungsbohle (2) mit einer in Arbeitsrichtung (Pfeil 1) unter einem spitzen Winkel (<*) aus der Horizontalen nach vorn ansteigenden Gleitplatte (3) ausgebildet ist,

daß die Vorverdichtungsbohle (2) ohne Abstand zum Verdichtungselement (6) angeordnet ist
und daß die Arbeitsfrequenzen und -amplituden der Vibrationsantriebe von Vorverdichtungs- und Abziehbohle (2, 4) zur Arbeitsfrequenz und -amplitude des Verdichtungselementes (6) in einem bestimmten, festen Verhältnis zueinanderein^estellt sind.

2. Verdichtungsbohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibnuionsantriebe (14) der Vorverdichtungsbohle (2) und der Abziehbohle (4) — insbesondere mechanisch starr — miteinander gekoppeil sina

3. Verdichtungsbohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtungsbohle (2) starr mit der Abziehbohle (4) ver.^! ;nden ist.

4. Verdichtungsbohle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtungsbohle (2) und die Abziehbohle (4) mit einem gemeinsamen Vibrationsantrieb (14) versehen sind und das Verhältnis der Arbeitsfrequenz und -amplitude des Vibrationsantriebes (14) zur Arbeitsfrequenz und -amplitude des Verdichtungselementes (6) fest eingestellt ist.

5. Verdichtungsbohle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebselement für die Vibration der Vorverdichtungs- und der Abziehbohle (2, 4) und der Arbeitsbewegung des Verdichtungselementes (6) ein Hydraulikmotor (20) vorgesehen ist, dessen Antriebswelle (21) über zwei Zahnriementriebe (15, 24) die Antriebswellen (21, 41) für den Antrieb des Verdichtungselementes (6) und der Vibrationsantriebe (14) antreibt.

6. Verdichtungsbohle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (21) für das Verdichtungselement (6) mit einer Exzentereinstelleinrichtung (23) zum stufenlosen Einstellen des Hubes des Verdichtungselementes (6) versehen ist.

7. Verdichtungsbohle nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentereinstelleinrichtung (23) aus zwei parallel zueinander festverbindbaren Einstell- bzw. Exzenterscheiben (28,31) gebildet ist. von denen die Exzenterscheibe (31) einen zentralen Zapfen (32) besitzt, an welchem sich Radialschrauben (35) abstützen, die in die Einstellscheibe (28) eingeschraubt sind.

8. Vcrdichtungsbohlc nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtungsbohle (2) aus einer mit der Abziehbohle (4) starr verbundenen, in Arbeitsrichtung (Pfeil 1) vor

dieser angeordneten starren Platte (37) gebildet ist, an deren unteren Ende die Gleitplatte (3) unter dem Anstellwinkel (ar) mittels Abstützclemenlen (38) festangebracht ist.

9. Verdichtungsbohle nach einem der Ansprüche ! bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Vcrdichtungselement (6) als Schlagbalkcn (7) mit breiter Arbeitsfläche (8) und mit großer Masse ausgebildet ist.

10. Verdichtungsbohle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungselemcnt (6) aus mindestens zwei in Arbeitsrichtung (Pfeil 1) hintereinander angeordneten Stampfmessern (42) gebildet ist, die jeweils mit separaten Antrieben gegenläufig und mit unterschiedlichen Hüben antreibbar sind.