DE4022594A1

DE4022594A1 - Vorrichtung zur herstellung eines feinplanums fuer das auflegen von pflastersteinen

Info

Publication number: DE4022594A1
Application number: DE19904022594
Authority: DE
Inventors: Karin Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Schmidt Karin 38536 Meinersen De
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1992-01-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Feinplanums für das Auflegen von Pflastersteinen beim Wegebau, bestehend aus einem verschiebbaren Schild, einer Höhenführung für das Schild und einer Bewegungsvorrichtung für das Schild.

Beim Wegebau wird auf ein aus Schotter oder ähnlichem groben Gestein bestehendes verdichtetes Grobplanum ein Bett aus Sand oder Feinkies geschüttet, welches zu einem Feinpla num ausgezogen werden muß, damit Pflastersteine, insbesondere aus Beton hergestellte Verbundsteine, so aufgelegt werden können, daß diese Pflastersteine nach einem Rütteln eine völlig ebene Fläche bilden. Die mechanisierte Herstellung des Grobplanums ist beim Einsatz geeigneter Maschinen problemlos. Die Verlegung der Pflastersteine mit Hilfe einer Verlegemaschine, die Spezialgreifer für einen Satz von Pflastersteinen von etwa 1 m² Fläche aufweisen, erfolgt ebenfalls ohne Schwierigkeiten. Mit erheblichen Schwierig keiten ist jedoch die Herstellung des Feinplanums verbunden. Für die Herstellung des Feinplanums werden in den auf das Grobplanum aufgebrachten Sand Schienen verlegt und exakt ausgerichtet, auf denen entweder ein Abziehbrett von Hand verschoben wird oder ein mit auf diesen Schienen laufenden Rädern ausgestatteter Schild mittels motorischer Kraft eines Fahrzeuges gezogen wird, an welches der Schild mittels Seilen angehängt ist. Wird mit einem Richtscheit von Hand abgezogen, müssen die Schienen lediglich in ihrer Höhe exakt ausgerichtet werden, wird hingegen mit dem Schild abgezogen, muß auch die Seitenlage der Schienen eingestellt werden. In beiden Fällen sind Arbeitskräfte notwendig, die von Hand überschüssiges Material des Feinpla nums zur Seite hin wegschaufeln. Das ist eine schwere Arbeit, die von den Arbeitern ungern ausgeführt wird. Das ganze Ebenen und Abziehen des Feinplanums erfordert etwa die dreifache Arbeitszeit, die für das maschinelle Verle gen der Pflastersteine notwendig ist. Die Maschine zum Verlegen der Pflastersteine steht somit das Dreifache ihrer Arbeitszeit im Stillstand.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, um auch das Feinplanum prob lemlos mechanisiert herstellen zu können und die Arbeitszeit der Herstellung wesentlich zu verkürzen.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Herstellung des Feinplanums, die sich dadurch auszeichnet, daß die Bewegungs vorrichtung für das Schild aus Hydraulik-Servomotoren besteht, die an ein Fahrgestell montiert sind, daß die Höhenführung aus Richtstrahlern und Strahlungsempfängern sowie einer von diesen gesteuerten Vorrichtung für die Steuerung der Hydrau likölzufuhr und -abfuhr zu den Servomotoren besteht, und daß am Schild oder vor dem Schild eine Vorrichtung für den seitlichen Abtransport von überschüssigem Material des Fein planums angeordnet ist.

Mit dieser Vorrichtung läßt sich das Feinplanum mechanisiert herstellen, es sind keine Handarbeitskräfte mehr bei der Herstellung aufzuwenden. Dadurch wird die Arbeitszeit ganz wesentlich reduziert, so daß die Herstellung des Feinplanums nicht länger dauert als das Verlegen der Steine. Dabei können die Maschinen für die Herstellung des Feinplanums und für das Verlegen der Steine unmittelbar hintereinander mit einem geringen Abstand von nur wenigen Metern, meist mit einem Abstand von weniger als zwei Metern arbeiten. Das bringt den Vorteil mit sich, daß das Feinplanum nach seiner Herstellung nicht mehr durch Regen beschädigt werden kann, was bei der bisherigen Herstellung ein weiterer Nachteil gewesen ist.

Zweckmäßig ist es bei dieser Vorrichtung, wenn die Bewegungs vorrichtung aus mindestens einem Hydraulikservomotor für eine den Abstand zum Fahrgestell verändernde Bewegung des Schildes vom und zum Fahrgestell und mindestens aus einem Hydraulikservomotor für die Höhenverstellung des Schildes besteht. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, für die Höhenverstellung des Schildes ein Paar von Hydraulikser vomotoren zu benutzen. Als Hydraulikservomotoren werden hier Kolben-Zylinder-Einheiten benutzt, die sehr preiswert in der Anschaffung, robust im Betrieb und sehr fein einstell bar sind.

Um die Verstellung des Schildes in einfacher Weise ausführen zu können ist es zweckmäßig, wenn das Schild an einem Träger angebracht ist, gegenüber dem das Schild bewegbar ist.

Weiter kann es zweckmäßig sein, wenn der Träger aus zwei gegeneinander bewegbaren Teilen besteht.

Baulich läßt sich diese Vorrichtung in einfacher Weise mit der notwendigen Robustheit für den Betrieb herstellen, wenn der Träger von mindestens einem, vorzugsweise zwei Führungs rohren getragen ist, welche in oder parallel zur Längsebene des Fahrzeuges angeordnet sind und in einem am Fahrzeug befestigten Rohr oder in am Fahrzeug befestigten Führungen verschiebbar sind.

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn ein Hydraulikservomotor zwischen Fahrgestell und Schild für die den Abstand des Schildes zum Fahrgestell verändernde Bewegung und ein Paar für die Höhenverstellung vorgesehen ist. So läßt sich mit nur drei Hydraulikservomotoren das Schild exakt einstellen.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Höhenführung aus einem Paar von Richtstrahlern, vorzugsweise Lasern, besteht, die vorzugsweise auf außerhalb der Vorrich tung aufgestellten Böcken angebracht sind, und aus auf dem Schild oder dessen Träger mittels Halterungen angebrachten Laserstrahlempfängern bestehen. Die Höhenführung mittels Laserstrahlen ist hochgenau, für das Einstellen der Laser strahlen wird ganz erheblich weniger Zeit als für das Ausrichten von Schienen benötigt.

Zweckmäßig ist es, wenn jeder Laserstrahlempfänger fünf Empfangszellen aufweist, von denen vier um eine mittlere herum angeordnet sind. Mit einem solchen Laserstrahlempfän ger läßt sich eine genaue Höhen- und Seiteneinstellung erreichen.

Die Vorrichtung zum Abtransport überschüssigen Materials kann aus am Schild angebrachten Winkeln und einer am Träger des Schildes angebracnten Verschiebevorrichtung, vorzugswei se in Form eines Hydraulikservomotors, bestehen. Nach dem Ende eines Abzugsvorganges wird der Schild dann ein- oder mehrmals zur Seite hin bewegt, wobei die angebrachten Winkel überschüssiges Material zur Seite wegschieben.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Vorrichtung zum Abtransport überschüssigen Materials aus einer am Schild oder am Träger montierten Kette mit Mitnehmern besteht die am Ende eines Abziehvorganges, aber auch während eines Abziehvorganges durch einen Motor, vorzugsweise einen rotierenden hydraulischen Motor, in Bewegung gesetzt werden kann und dabei das überschüssige Material zur Seite hin fortschiebt.

Zweckmäßig ist es, wenn die Steuerungsvorrichtung mit einem computerisierten Prozessor ausgestattet ist, an dessen Eingänge die Empfangszeilen und an dessen Ausgänge über Verstärker Magnetventile angeschlossen sind. Mit dieser Steuerungsvorrichtung läßt sich während des Abziehvorganges das Schild exakt in der Ebene bewegen, die als Oberfläche des Planums vorgesehen ist.

Zweckmäßig ist es, wenn ein Fahrgestell verwendet wird, das mit Raupenketten ausgestattet ist.

Mit dieser Vorrichtung läßt sich ein Arbeitsverfahren ausführen, das sich dadurch auszeichnet, daß man vor Beginn der Arbeiten die Richtstrahler außerhalb der zu bearbeitenden Fläche aufstellt und ihre Strahlung exakt parallel zu der herzustellenden Fläche einrichtet, bei der man die Strahlungs empfänger am Schild exakt von Hand in den Strahlungsgang einsteuert, bei dem man anschließend die Höhensteuerung der Steuervorrichtung auf automatischen Betrieb umschaltet und dann den ausgefahrenen Schild in Richtung auf das Fahrgestell bewegt, wonach man das Fahrgestell bei gleichzeitigem Ausfahren des Schildes so verfährt, daß das Schild an seinem Ort verbleibt, und daß man diese Vorgänge bei einge schalteter automatischer Höhensteuerung mehrmals wiederholt, wobei man bei Bedarf die Vorrichtung für den seitlichen Abtransport überschüssigen Materials einschaltet.

Bei diesem Verfahren steht das Fahrgestell während der Schildbewegung des Planierens still, so daß sich das Schild hochexakt gesteuert durch die von den Richtstrahlern ausgehen den Strahlen bewegen läßt. Hat das Schild seine dem Fahrge stell nächstliegende Stellung erreicht, wird das Fahrgestell um einen Schritt, der zweckmäßigerweise 1/2-2 m beträgt, weitergefahren, wobei das Schild mit einer der Fahrgeschwin digkeit möglichst weitgehend entsprechenden Geschwindigkeit vom Fahrgestell wegbewegt wird, so daß das Schild gegenüber dem Erdboden stehenbleibt und in dieser Stellung auf dem Planum verharrt, bis die Bewegung des Fahrgestelles stillge setzt wird, wonach dann die nächste Schildbewegung in Rich tung auf das Fahrgestell eingeschaltet wird.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansichtseinrichtung vor Beginn des Planierens,

Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Vorrichtung nach Beendi gung des Planierschrittes,

Fig. 3 eine Ansicht von oben auf diese Vorrichtung,

Fig. 4 eine Seitenansicht und

Fig. 5 eine Ansicht von oben auf ein mit Winkeln ausge stattetes Schild,

Fig. 6 eine Seitenansicht und

Fig. 7 eine Ansicht von oben auf ein mit einem Ketten scraper ausgestatteten Schild,

Fig. 8 eine Ansicht des Laserstrahlempfängers,

Fig. 9 eine Ansicht eines anderen Laserstrahlempfängers,

Fig. 10 ein Blockschaltbild der Steuerung.

Auf dem mit Raupenketten 1 ausgestatteten Fahrgestell 2 be findet sich ein Fahrerhaus 3 und unterhalb des Fahrerhauses 3 ein Paar von Rohren 4, in welchen Führungsrohre 7 mittels eines hydraulischen Servomotors 5 verschoben werden können. Dieser hydraulische Servomotor 5 in Form einer Kolben-Zylin der-Einheit ist mit seinem einen Ende am Fahrgestell 2, mit seinem anderen Ende am Träger 8 befestigt.

Der Träger 8 besteht aus zwei Teilen 8A, 8B, die in vertika ler Richtung gegeneinander mittels der hydraulischen Servo motore 6 verschiebbar sind. Während der hydraulische Servo motor 5 für eine Bewegung des Schildes 9 in Richtung zum oder weg vom Fahrgestell 2 dient, dienen die Servomotore 6 für die Höheneinstellung des Schildes.

Auf der Oberkante des Schildes 9 befinden sich in der Nähe der seitlichen Enden des Schildes 9 Richtstrahlempfänger 10, welche von Richtstrahlern 11, die auf Böcke 12 montiert sind, ausgehende Richtstrahlung empfangen. Zweckmäßigerweise weisen diese Richtstrahlempfänger 10 rings um eine mittlere Empfangszelle 13 angeordnete Empfangszellen 14 auf, die an einen der Steuerung dienenden Mikroprozessor angeschlossen sind, der entsprechend der Lage des Laserstrahles auf der mittleren Empfangszelle 13 oder einer seitlichen Empfangszel le 14 die Seiten- und Höhen-Einstellung einstellt. An die Ausgänge dieses Mikroprozessors 15 sind über Verstärker 16 Magnetventile 17 angeordnet, die den Zu- und Abfluß von Hydrauliköl in die Servomotore 5, 6 einstellen. An den Mikroprozessor 15 ist weiter ein Handsteuergerät 18 ange schaltet, mit dem die automatische Steuerung für den Beginn der Arbeiten ausgestattet werden kann und die Magnetventile 17 von Hand betätigt werden können.

Das Schild 9 trägt auf seiner dem Fahrgestell 2 zugewandten Seite Ansätze in Form von Winkeln 20. Es ist mittels der Führungsschienen 21 horizontal verschiebbar am Träger 8 befestigt. Ein Servomotor 22 in Form einer Hydraulik-Kolben- Zylinder-Einheit dient der seitlichen Verschiebung des Schildes 9 gegenüber dem Träger 8. Diese seitliche Verschie bung wird ausgeführt, um mit Hilfe der schaufelförmigen Winkel 20 Sand oder Feinkies, der sich vor dem Schild 9 angesammelt hat, zur Seite hin wegzubewegen.

Dem gleichen Zweck kann die in Fig. 6 und 7 dargestellte Kette 23 dienen, die von dem Hydraulikmotor 24 über eines der Umlenkräder 25 angetrieben Sand oder Feinkies zur Seite hin mittels der an der Kette 23 angebrachten Mitnehmer 26 wegschiebt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß ohne eine Seitenbewegung des Schildes 9 überschüssiger Sand oder Feinkies bereits während der Bewegung des Schildes 9 zur Seite hin wegtransportiert werden kann.

Der Richtstrahlempfänger der Fig. 8 ist aus einer mittleren Empfangszelle 13 und vier um die mittlere Empfangszelle 13 herum angeordnete weitere Empfangszellen 14 aufgebaut. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind es vier weitere Empfangs zellen 14, von denen zwei für die Höheneinstellung und zwei für die Seiteneinstellung dienen. Oftmals ist es aber nicht nötig oder auch nicht erwünscht, daß eine Seiteneinstellung des Schildes vorgenommen wird. Denn die Seiteneinstellung erfordert eine genauere Arbeitsvorbereitung beim Einstellen des Richtstrahlers. Aus diesem Grunde verwendet man dort, wo es nicht auf eine genaue Seiteneinstellung ankommt, ein Paar von Richtstrahlempfängern gemäß Fig. 9, bei denen die mittlere Empfangszelle 13 vom Richtstrahl getroffen wird, wenn sich das Schild in richtiger Höheneinstellung befindet, während die darüber und darunter angeordneten Empfangszellen 14 vom Richtstrahl 27 getroffen werden, wenn sich das Schild nicht exakt in der gewünschten Höhe befindet und daher von den Hydraulikservomotoren 6 angehoben oder abgesenkt werden muß.

Es kann aber auch günstig sein, am Schild 9 einen Richtstrahl empfänger gemäß Fig. 8 und einen weiteren Richtstrahlempfän ger gemäß Fig. 9 anzuordnen, weil dann nur ein Richtstrahl exakt in seiner Seiteneinstellung ausgerichtet zu werden braucht.

Zweckmäßig ist es, wenn die Richtstrahlempfänger abnehmbar am Schild angebracht sind. Das hat nicht nur den Vorteil, daß die Richtstrahlempfänger nach Beendigung der Arbeiten in einem verschlossenen Behälter aufbewahrt werden können, sondern auch den Vorteil, daß die Richtstrahlempfänger zur Einstellung der Richtstrahler verwendet werden können. Die vom Schild abgenommenen Richtstrahlempfänger werden dann am Ende der zu bearbeitenden Strecke auf Böcken so aufgestellt, wie sie am Ende der Arbeiten, bei denen sie auf dem Schild montiert sind, befindlich sein sollen. Ist diese Aufstellung der Richtstrahlempfänger auf den Böcken erfolgt, werden die Richtstrahler so einjustiert, daß der Richtstrahl genau auf die Empfangszelle 13 des auf dem Bock aufgestellten Richtstrah lers auftrifft. Ist diese Vorbereitungsarbeit abgeschlossen, so werden die Richtstrahler von den Böcken abmontiert und an das Schild anmontiert, worauf die Arbeit der Herstellung des Feinplanums erfolgen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur zur Herstel lung eines Feinplanums im Straßen- und Wegebau benutzt werden, sie kann auch bei anderen Arbeiten im Straßen- und Wegebau eingesetzt werden, nämlich zur Herstellung des Bettes, zur Herstellung des Grobplanums und zu anderen Arbeiten, bei denen die hergestellte Arbeitsfläche durch Richtstrahlen bestimmbar ist.

Liste der Bezugszeichen:

1 Raupenkette
2 Fahrgestell
3 Fahrerhaus
4 Rohr
5 Servomotor
6 Servomotor
7 Führungsrohr
8 Träger
9 Schild
10 Richtstrahlempfänger
11 Richtstrahler
12 Bock
13 mittlere Empfangszelle
14 Empfangszelle
15 Mikroprozessor
16 Verstärker
17 Magnetventil
18 Handsteuergerät
19 Gelenk
20 Winkel
21 Führungsschiene
22 Servomotor
23 Kette
24 Hydraulikmotor
25 Umlenkrad
26 Mitnehmer
27 Richtstrahl

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Feinplanums für das Auflegen von Pflastersteinen beim Wegebau, bestehend aus einem verschiebbaren Schild, einer Höhenfüh rung für das Schild und einer Bewegungsvorrichtung für das Schild, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungsvorrichtung für das Schild (9) aus Hydraulik-Servomotoren (6) besteht, die an einem Fahrge stell (2) montiert sind,
daß die Höhenführung aus Richtstrahlern (11) und Strahlungs empfängern (10) sowie einer von diesen gesteuerten Vorrich tung (15) für die Steuerung der Hydraulikölzufuhr und -abfuhr zu den Servomotoren (5, 6) besteht, und
daß an oder vor dem Schild (9) eine Vorrichtung (20; 23, 26) für den seitlichen Abtransport von überschüssigem Material des Feinplanums angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtung aus mindestens einem Hydrau likservomotor (6) für eine den Abstand zum Fahrgestell (2) verändernde Bewegung des Schildes (9) von und zum Fahrgestell (2) und mindestens einem vorzugsweise einem Paar von Hydraulikservomotoren (5) für die Höhenverstel lung des Schildes (9) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schild (9) an einem Träger (8) angebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) aus zwei gegeneinander bewegbaren Teilen (8A, 8B) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger von mindestens einem, vorzugsweise zwei Führungsrohren (7) getragen ist, welche in oder parallel zur Längsebene des Fahrzeuges angeordnet sind und in einem am Fahrzeug befestigten Rohr (4) oder in am Fahrzeug befestigten Führungen verschiebbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hydraulikservomotor (6) zwischen Fahrgestell (2) und Schild (9) für die den Abstand des Schildes (9) zum Fahrgestell (2) verändernde Bewegung und ein zweites Paar von Hydraulikservomotoren (5) für die Höhenverstellung vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Paar von Hydraulikservomotoren (5) zwischen den beiden relativ zueinander bewegbaren Teilen (8A, 8B) des Trägers (8) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenführung aus einem Paar von Richtstrahlern (11), vorzugsweise Lasern, die vorzugsweise auf Böcken (12) angebracht sind, und aus auf dem Schild (9) mittels Halterungen angebrachten Richtstrahlempfängern (10) bestehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Richtstrahlempfänger (10) fünf Empfangszellen (13, 14) aufweist, von denen vier um eine mittlere herum angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Abtransport überschüssigen Materials aus am Schild (9) angebrachten Winkeln und einer am Träger (8) des Schildes (9) angebrachten Verschiebevorrich tung, vorzugsweise in Form eines Hydraulikservomotors (22), besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Abtransport überschüssigen Materials aus einer am Schild (9) oder am Träger (8) montierten Kette (23) mit Mitnehmern (26) besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung mit einem computerisierten Prozessor (15) ausgestattet ist, an dessen Eingänge die Empfangszellen (13, 14) und an dessen Ausgänge über Verstärker (16) Magnetventile (17) für die Steuerung des Hydraulikölzuflusses und -abflusses zu den Hydraulik-Servo motoren (5, 6, 22, 24) angeschlossen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrgestell (2) mit Raupenketten (1) ausgestattet ist.

14. Verfahren zur Herstellung eines Feinplanums für das Auflegen von Pflastersteinen beim Wegebau mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet
daß man vor Beginn der Arbeiten die Richtstrahler außerhalb der zu bearbeitenden Fläche aufstellt und ihre Strahlung exakt parallel zu der herzustellenden Fläche einrichtet,
daß man die Strahlungsempfänger am Schild exakt von Hand in den Strahlungsgang einsteuert,
daß man anschließend die Höhensteuerung der Steuervor richtung auf automatischen Betrieb umschaltet und dann den ausgefahrenen Schild in Richtung auf das Fahrgestell bewegt,
wonach man das Fahrgestell bei gleichzeitigem Ausfahren des Schildes so verfährt, daß der Schild an seinem Ort verbleibt,
und daß man diese Vorgänge bei eingeschalteter automati scher Höhensteuerung mehrmals wiederholt, wobei man bei Bedarf die Vorrichtung für den seitlichen Abtransport überschüssigen Materiales einschaltet.