Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Bearbeiten einer Fläche aus Beton, Estrich oder dergleichen
Belag, mit einem Fahrwerk, einem quer zur Fahrrichtung angeordneten
Führungsträger und einem Drehteller, der auf dem
Führungsträger hin- und herfährt. Die Vorrichtung soll zum
Raufräsen eines Untergrundes oder zum Verdichten, Abziehen
und Glätten einer frischen Auftragsmasse einsetzbar sein. Das
herzustellende Planum soll beispielsweise als Untergrund für
Bodenbeläge aus Keramikfliesen, Parkett, Teppich oder dergleichen
geeignet sein.
Für gewöhnlich werden Beton- oder Estrichböden für die oben
angegebenen Zwecke immer noch fachmännisch von Hand verlegt.
Die Auftragsmasse wird entweder so dünnflüssig angemischt,
dass ein Verlaufen nach dem Schwerkraftprinzip erfolgt oder
die Masse wird im zäh-viskosen Zustand mit einer Latte abgezogen.
In vielen Fällen muss vor dem Auftragen einer Auftragsmasse
der Untergrund, beispielsweise ein Betonboden, aufgeraut werden,
damit die Auftragsmasse sich mit dem Untergrund gut verbindet.
Dies erforderlichen Arbeitsverfahren sind nicht nur relativ
langwierig, schwer und lohnintensiv, sondern bereiten bei
größeren Flächen, bei denen es auf absolute Planebenheit ankommt,
erhebliche Schwierigkeiten. Speziell schnell härtende
Estriche können immer nur in kleinen Mengen angemischt werden,
was ein zügiges Arbeiten verhindert. Außerdem ist es
schwierig, die Auftragsmasse so zu verdichten, dass ein Belag
mit der notwendigen Festigkeit entsteht.
Vorrichtungen zum maschinellen Verlegen von Belägen sind im
Grundsatz schon lange bekannt und finden beispielsweise im
Straßenbau bei der Herstellung von Beton- und Schwarzdecken
allgemein Verwendung. Aufgrund ihrer Konstruktion sind diese
Maschinen jedoch für dickerer Belagstärken ausgelegt und versagen
beim Verlegen dünner Zement- oder Estrichbeläge infolge
der auftretenden Zugspannungen in der Auftragsmasse. Außerdem
sind die Maschinen für die meisten Einsatzfälle viel zu groß
und deshalb nur sehr aufwendig von Baustelle zu Baustelle zu
transportieren.
Aus der DE 27 33 419 A1 ist auch schon eine Vorrichtung zum
Verdichten und/oder Glätten von frischem Beton o. dgl. bekannt,
die auch für die Herstellung von Gebäudeböden geeignet
ist. Hierzu ist ein portalartiges Fahrwerk vorgesehen, das
wenigstens einen quer zur Fahrtrichtung verlaufenden Führungsträger
aufweist, auf dem ein verfahrbarer Wagen geführt
ist. Mit dem verfahrbaren Wagen ist ein angetriebener und in
der Höhe verstellbarer Drehteller verbunden, dessen freie
Fläche, die Arbeitsfläche, dem Boden zugekehrt ist. Das Fahrwerk
läuft in vorteilhafter Weise auf seitlichen, sich in
Fahrtrichtung erstreckenden Laufschienen. Der Drehteller ist
im Bereich seiner Arbeitsfläche angeschrägt. Die zu verdichtende
und zu glättende Masse wird zwischen zwei Begrenzungsschalungen
eingebracht und der Drehteller wird höhenmäßig auf
das vorgegebene Bodenniveau eingestellt. Der Wagen mit dem
rotierende Drehteller fährt wechselweise und unter Drehrichtungsumkehr
am Führungsträger entlang, wobei bei Erreichen
einer jeden Endposition das Fahrwerk um den halben Drehtellerdurchmesser
verfahren wird. Durch die langsame Translationsbewegung,
der die höhere Rotationsbewegung des Drehtellers
überlagert ist, wird die zu verarbeitende Masse verdichtet
und die Oberfläche glattgerieben. In vorteilhafter Weise
wird dabei jedes Entmischen verhindert, so dass eine gleichmäßige
Verteilung der Zuschlagstoffe aufrechterhalten bleibt.
Aus der EP 0 502 230 A1 ist ein von Hand geführtes Planierund
Verdichtungsgerät bekannt, das im wesentlichen auf der
oben beschriebenen Weise arbeitet, wobei vorzugsweise vor dem
rotierenden Planier- und Verdichtungsteller eine quer zur
Fahrrichtung angeordnetes Flächenauflageteil angeordnet ist,
das z.B. endseitig auf einem zuvor gelegten Fries aufliegt,
um das Niveau zu halten. Außerdem befinden sich in beiden
Endlagen der Drehtellers flexible Abstreifer für überflüssige
Masse, die sich am Zylindermantel des Drehtellers ansammelt.
Um die Arbeitsergebnisse sowohl hinsichtlich der Verdichtung
als auch des Glättens weiter zu verbessern, ist es aus der WO
00 56 998 A1 bekannt, hinter dem Drehteller im geringen Abstand
einen zweiten Drehteller anzuordnen, der synchron mit
dem ersten Drehteller, und von diesem über einen Zahnriementrieb
angetrieben, auf einem Querbalken läuft. Während der
erste Drehteller die Grobarbeiten verrichtet, schlichtet und
feinnivelliert der zweite Drehteller die Oberfläche der Auftragsmasse.
Seine Arbeitsfläche kann hierzu niveaumäßig geringfügig
tiefer als die Arbeitsfläche des ersten Drehtellers
liegen. Als großer Nachteil hat sich bei dieser Vorrichtung
die Störanfälligkeit eines Antriebes für den zweiten Drehteller
herausgestellt. Da es selbstverständlich für die Art der
Bauarbeiten unerlässlich ist, die Vorrichtung zu umhausen,
ist es auf einer Baustelle dem Betreiber der Vorrichtung unmöglich,
eine Reparatur vorzunehmen. Die Vorrichtung muss
entweder zum Hersteller verschickt werden oder es vergeht
wertvolle Zeit, mitunter Tage, bis ein Servicemechaniker die
Vorrichtung repariert hat. Außerdem verteuert der zweite
Drehtellerantrieb die Vorrichtung nicht unerheblich.
Aus der DE 22 12 625 ist eine Estrich-Verlegemaschine mit einem
Selbstfahrwerk bekannt, bei der einer über die gesamte
Arbeitsbreite sich erstreckende Vedichtungsbohle eine kreisförmig
rotierender Glätter nachläuft. Dessen Halterung wird
mechanisch oder hydraulisch quer zur Fahrtrichtung hin und
her geschwenkt. Für die Verdichtungsbohle bedarf es eines zusätzlichen
Elektro-Vibrators. Die Ausmaße der Verdichtungsbohle
geben außerdem die Arbeitsbreite der Verlegemaschine
fest vor.
Ferner sind spezielle Maschinen zum Entfernen oder Aufrauen
von Belägen, wie insbesondere Straßenbelägen, bekannt. Beispielsweise
sind solcherart Fräsmaschine in EP 0 284 391 B1
und EP 0 367 951 B1 beschrieben. Sie besitzen einen Fräskopf,
dessen Unterseite mit Fräszähnen besetzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass zwar die Vorteile
einer einwandfreien Verdichtung und Glättung einer Auftragsmasse,
wie sie die Vorrichtung nach WO 00 56 998 A1 verspricht,
erhalten bleiben, ohne aber deren Störanfälligkeit
und erhöhten Herstellungskosten aufzuweisen. Außerdem soll
eine Mehrfunktionalität der Vorrichtung erreicht werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen geben
die abhängigen Ansprüche an.
Indem zum Planieren dem Drehteller ein Abstreifflügel vorläuft,
der gleichfalls quer zur Fahrrichtung hin- und herfährt
und dessen Unterkante frisch aufgetragene Masse abstreicht,
vorglättet und vorverdichtet, lässt sich eine einwandfreie
Oberfläche erzielen, wobei ein zusätzlicher Antrieb
wie beispielsweise für einen zweiten Drehteller oder eine
Rüttelbohle, vollkommen entfällt.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstreifflügel
unmittelbar vor dem Drehteller auf dem Führungsträger
angeordnet und fährt synchron mit diesem hin- und her.
In weiterer Ausgestaltung ist der Abstreifflügel im Bereich
seiner Hinterkante schwenkbeweglich gelagert. Das Verschwenken
des Abstreifflügels erfolgt hierdurch selbständig entgegen
der Bewegungsrichtung des Abstreifflügels entlang des
Führungsträgers nach rechts oder links, wobei der Schwenkbereich
des Abstreifflügels fest eingestellt oder einstellbar
sein kann.
In vorteilhafter Weise besteht der Abstreifflügel aus einem
verschleißarmen, steifen oder steifelastischen Material.
Nach einer Ausprägung der Erfindung kann aber auch der Abstreifflügel
im Bereich seiner Hinterkante fest eingespannt
sein und aus einem verschleißarmen, aber weichelastischem Material
bestehen, wodurch sich ebenfalls der vordere Teil des
Abstreifflügels entgegen der seitlichen Bewegungsrichtung
verschwenkt.
Nach einer Ausgestaltung verjüngt sich der Abstreifflügel
hinsichtlich der Breite und/oder seiner Unterkante über Boden
in Richtung seines freien, vorderen Endes.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der Abstreifflügel
leicht montierbar/demontierbar. Hierdurch kann er entweder
ganz abgenommen werden oder bei Bedarf gegen einen verschlissenen
oder anders gearbeiteten ausgetauscht werden.
Erfindungsgemäß lassen sich nicht nur frische Auftragsmassen
verdichten, abziehen und glätten, sondern auch betonartige
Untergründe bearbeiten, indem der Drehteller oder eine auswechselbare
Arbeitsfläche des Drehtellers als Fräs- oder
Schleifkopf ausgebildet ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der Drehteller nach Art
eines Fräs- und Schleifkopfes bodenseitig mit fräsenden oder
schleifenden Körperchen besetzt und axial federnd zur Arbeitsfläche
ausgebildet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung lassen sich die Arbeitsflächen
von Drehteller und Abstreifflügel relativ zueinander
verstellen. Beispielsweise kann die tiefste Stelle des Abstreifflügels
geringfügig oberhalb der Planier-Arbeitsfläche
des Drehtellers liegen oder um einiges höher als die Fräsoder
Schleif-Arbeitsfläche des Drehtellers liegen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung fährt der Führungsträger
auf Laufschienen, die längs der Arbeitsstrecke verlegt sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der Führungsträger auf
ein Fahrzeug, beispielsweise ein Raupenfahrzeug, montiert.
Nach einer weiteren Ausprägung laufen zur Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit
des Führungsträgers zwei zu einander
versetzte Drehteller oder zwei Drehteller und ihre zugehörigen
Abstreifflügel gleichzeitig auf dem Führungsträger.
Nach einem weiteren selbständigen Erfindungsgedanken werden
mit einer Vorrichtung zum Bearbeiten einer Fläche aus Beton,
Estrich oder dergleichen Belag, enthaltend ein Fahrwerk, ein
Führungsträger und mindestens einen auf dem Führungsträger
angeordneten und auf diesem quer zur Fahrtrichtung bewegten
Drehteller, insbesondere einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung,
zunächst mit einem oder mehreren Drehtellern (6)
mit einer Fräs- oder Schleifarbeitsfläche ein fester Untergrund
aufgeraut und anschließend der oder die Drehteller (6)
durch Drehteller (6) mit einer glatten Arbeitsfläche und in
Funktion gebrachten, vorlaufenden Abstreifflügel (8) ersetzt
und damit frisch aufgetragene Auftragsmasse (5) abgestreift,
geglättet und verdichtet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung bewegt sich der Führungsträger
kontinuierlich fortschreitend in Arbeitsrichtung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung erfolgt das Einmessen der
Arbeitshöhe mittels einer Laservorrichtung.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- die Vorrichtung auf Laufschienen von hinten,
- Fig. 2
- ein auf einem Führungsträger laufender Wagen mit Drehteller
und Abstreifflügel,
- Fig. 3
- einen Abstreifflügel,
- Fig. 4
- eine an ein Raupenfahrzeug angebaute Vorrichtung stark
schematisiert in der Seitenansicht,
- Fig. 5
- in der Draufsicht und
- Fig. 6
- ein Wagen mit außer Betrieb genommenen Abstreifflügel
und Frästeller.
In Figur 1 ist eine Vorrichtung in Fahrtrichtung gesehen von
hinten gezeigt. Sie besteht aus einem Führungsträger 1, der
beidseitig mittels Rädern 2 auf nivellierten Laufschienen 3
positioniert ist. Die Räder 2 können von einem nicht näher
dargestellten Getriebemotor angetrieben sein, wodurch sich
der Führungsträger 1 langsam in Richtung der noch zu bearbeitenden
Auftragsmasse 5 längs der Laufschienen 3 fortschreitend
kontinuierlich bewegt. Die Geschwindigkeit in Fahrtrichtung
beträgt etwa 0,01 m/s bis 0,02 m/s. Der Führungsträger 1
kann an die baustellenseitigen Gegebenheiten angepasst werden,
also beispielsweise mit Ansatzelementen verlängert werden
oder gegen eine andere Größe ersetzt werden. Auf dem Führungsträger
1 läuft ein Wagen 4, der gleichfalls motorisch
angetrieben sein kann. Hat der Wagen 4 ein Ende des Führungsträgers
1 erreicht, wird er mittels eines Endschalters oder
dergleichen in die andere Richtung gesteuert. Auf diese Weise
fährt er ständig auf dem Führungsträger 1 hin und her und
entwickelt dabei eine Geschwindigkeit von ca. 1m/s. Der Wagen
4 nimmt einen Drehteller 6 mit, dessen Arbeitsfläche 7 das
Niveau der Auftragsmasse bestimmt. Durch die sehr langsame
Translationsbewegung des Führungsträgers 1, die langsame
Translationsbewegung des Wagens 4 sowie die höhere Rotationsbewegung
des Drehtellers 6 wird die Auftragsmasse 5, beispielsweise
Beton oder Estrich, fortschreitend abgezogen,
verdichtet und glattgerieben. Der Drehteller 6 kann an seinem
im Bereich der Arbeitsfläche 7 liegenden Rand angeschrägt
oder abgerundet sein, um die Verdichtungswirkung zu verbessern.
Der Antrieb des Drehtellers 6 erfolgt beispielsweise
über ein Zahn-, Reibstangen- oder Zugmittelgetriebe, das die
Fahrt des Wagens 4 auf dem Führungsträger 1 in eine Drehbewegung
umsetzt, weshalb sich die Drehrichtung des Drehtellers 6
bei jedem Richtungswechsel des Wagens 4 ändert. Hierdurch
wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die überschüssige
Restmasse, in Fahrtrichtung gesehen, vom Drehteller 6 nach
vorn geschleudert wird.
An den Seitenauflagen des Führungsträgers sind im Bereich der
Räder 2 bogenförmig auslaufende Abweiser 9 befestigt. Ihre
Aufgabe ist es, Auftragsmasse von den Rädern 2 und den Laufschienen
3 fernzuhalten. Die überschüssige Auftragsmasse sammelt
sich in den Endbögen der Abweiser 9 an und kann von Zeit
zu Zeit z.B. mit einer Schaufel aufgenommen werden.
Vor dem Drehteller 6 ist erfindungsgemäß ein in Fig. 1 nicht
sichtbarer Absteifflügel angeordnet.
Figur 2 zeigt herausgezeichnet den Wagen 4 mit dem Drehteller
6 und dem Absteifflügel 8. Die Pfeilrichtung gibt die Bewegungsrichtung
des Führungsträgers 1 an. Der Abstreifflügel 8
ist unmittelbar vor dem Drehteller 6 antriebslos, aber
schwenkbeweglich angeordnet. Ihm kommt die Aufgabe zu, überschüssige
Auftragsmasse 5 abzustreifen sowie die Auftragsmasse
vorzuglätten und vorzuverdichten. Insbesondere wird vor
dem Drehteller 6 die unebene Auftragsmasse grob verstrichen,
die vom Drehteller 6 nach vorn geschleuderte Masserückstände
eingeebnet und Lunker, die aufgrund der Korngröße der Auftragsmasse
5 entstanden sind, verrieben. Außerdem wird die
Auftragsmasse 5 aufgrund der keilförmigen Anordnung der Unterkante
über Niveau verdichtet. Hierzu lässt sich der Abstreifflügel
8 bezüglich der Höhe zur Arbeitsfläche 7 des
Drehtellers 6 einstellen, wobei der Beschaffenheit der Auftragsmasse
5 Rechnung getragen werden kann. Die Translationsbewegung
des Wagens 4 verursacht infolge der Reibung des Abstreifflügels
mit der Ausgleichsmasse 5 einen seitlichen Ausschlag
des vorderen Endes des Abstreifflügels 8, der je nach
Fahrrichtung des Wagens 4 umpolt. Der zugelassene Verschwenkweg
kann fest eingestellt oder variabel einstellbar sein,
beispielsweise mittels nicht näher dargestellter Anschläge.
Der Abstreifflügel 8 arbeitet auf diese Weise wie ein Abzieher
eines Handwerkers beim Schlichten einer Beton- oder Estrichoberfläche.
Der Abstreifflügel ist in Fig. 3 nochmals herausgezeichnet.
Er ist um die Achse 9 schwenkbar. Sein hinters Ende ist ballig
verdickt, das vordere, freie Ende läuft keilförmig aus.
Auch die Unterkante ist ballig oder hat gebrochene oder abgerundete
Kanten und ist nach vorn zu angeschrägt, Es kann
zweckmäßig sein, den Winkel α je nach der zu bearbeitenden
Konsistenz der Auftragsmasse zu wählen, beispielsweise durch
Austausch des Abstreifflügels 8. Im Ausführungsbeispiel beträgt
die Länge des Abstreifflügels 8 ca. 150 mm, seine Stärke
vorn ca. 30 mm und hinten ca. 3 mm.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ein flexibler Abstreifflügel
6 mit seinem hinteren Ende drehfest am Wagen 4 befestigt.
Sein flexibles Vorderende wird je nach Fahrtrichtung
des Wagens 4 ausgelenkt.
Fig. 4 zeigt die auf ein Raupenfahrzeug 11 montierte Vorrichtung.
Der Ausleger 12 kann höhenverstellbar ausgeführt sein.
alternativ oder zusätzlich kann der Führungsträger 1 bezüglich
des Auslegers 12 höhenverstellbar sein. In Ermangelung
nivellierten Laufschienen prüft ein Lasermessgerät 13 die Höhe
des Drehtellers 6 bzw. des Abstreifflügels 8 zu einer Bezugshöhe
und gibt die Informationen an eine Regel- und Stelleinheit
im Fahrzeug 11 weiter, die entsprechend die Ist-Höhe
auf die Soll-Höhe regelt. Die Fahrtrichtung ist durch einen
Pfeil angedeutet. Insbesondere für größere Flächen hat eine
fahrzeuggeführte Vorrichtung Vorteile.
In Fig. 5 ist das Fahrzeug nach Fig. 4 von oben dargestellt.
Der Ausleger 12 ist zum Zwecke des Ausbalancierens des Führungsträgers
1 zweiarmig. Beide Auslegerarme 12 sind seitlich
schwenkbar und höhenverstellbar. Längs des Führungsträger 1
laufen im Beispiel zwei Wagen 4 für die Drehteller 6 und ggf.
die Abstreifflügel 8 hin und her, die um die halbe Länge des
Führungsträgers 1 versetzt sind. Jeder Wagen 4 befährt also
jeweils die halbe Arbeitsbreite der Vorrichtung. Der Führungsträger
1 kann entsprechend der gewollten Arbeitsbreite
ausgewählt werden. Es können aber auch beispielsweise Außenteile
angesetzt werden oder der Führungsträger besteht beispielsweise
aus zwei mittig zusammensetzbaren oder zusammenklappbaren
Teilen oder seine Länge ist stufenlos veränderbar.
Gemäß Fig. 6 sind die Drehteller 6 auf der Arbeitsfläche 14
fräserartig ausgebildet sein. Mit einer derartigen Technik
lassen sich Untergründe aufrauen und somit für die weiteren
Planierarbeiten vorbereiten. Ein Austausch fräsender oder
schleifender Drehteller 6 gegen Glätt- und Verdichtungsteller
zum Bearbeiten frisch aufgetragener Masse ist problemlos möglich.
Der Drehteller 6 für Schleif- und Fräsarbeitend ist zum
Boden hin axial federnd ausgeführt, um auch bei Unebenheiten
des Untergrundes eine Aufrauen zu ermöglichen, bzw. um geringfügigen
Erhebungen zu folgen. Er ist schon aufgrund seiner
Eigenfederung ca. 10 cm höher als ein Drehteller 6 für
zum Planieren, wodurch der Abstreifflügel 8 automatisch außer
Funktion gesetzt wird. Dieser ist aber auch abmontierbar.
Ein und dieselbe Vorrichtung kann somit sowohl zum Vorbereiten
des Planums verwendet werden, indem sie zum Aufrauen des
Untergrundes eingesetzt wird, als auch zum Glätten und Verdichten
von Auftragsmasse bei der Herstellung einer ebenen
Fläche. Es ist lediglich der Drehteller 6 zu wechseln.