[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen
und/oder Sanieren von Fugen in Oberflächen von Bauwerken, insbesondere von Verkehrsbauwerken,
weitere insbesondere von betonierten oder asphaltierten Straßen.
[0002] Es ist beim Ausgestalten von durchgehenden Oberflächen aus einem durchgehenden Baumaterial
wie einer geschlossenen Asphaltschicht oder einer Vielzahl von Bauelementen wie Betonplatten
üblich, in regelmäßigen Abständen Fugen oder Scheinfugen in dem Baumaterial bzw. zwischen
den einzelnen Bauelementen vorzusehen, um Längenänderungen des Baumaterials bzw. der
Bauelemente ausgleichen zu können, die sich aufgrund von Temperaturänderungen ergeben.
Beispielsweise weisen Autobahnen mit Betonfahrdecke ca. alle 5,5 m definierte Querscheinfugen
und zwischen den Fahrstreifen definierte Längsscheinfugen auf, die mit einem Unterfüllstoff
zur Verhinderung von Dreiflächenhaftung und einem darüber angeordneten elastischen
Fugenfüllstoff, wie beispielsweise Bitumen, gefüllt sind.
[0003] Im Rahmen von Sanierungsarbeiten muss bei derartigen Fugen das Fugenfüllmaterial
in bestimmten zeitlichen Abständen ersetzt werden. Es ist hierzu üblich, die gesamte
Fugenmasse mit einem Haken oder einer Schneide mechanisch aus der Fuge zu entfernen.
Hierbei bleiben jedoch Reste der Fugenfüllstoffe an den Fugenkanten kleben. Da diese
Füllstoffreste das Eingeben einer neuen Fugenfüllung in die Fuge behindern würden,
und sich ferner Staub und ähnliche Verunreinigungen in der Fuge festsetzen können,
wird in bisher bekannten Verfahren zum Sanieren von Fugen in Autobahnen mit einer
Betonkreissäge der Fugenspalt nachgeschnitten, um so haften gebliebene Fugenfüllstoffreste
zu entfernen.
[0004] Hiernach wird in einem gesonderten Arbeitsschritt der Fugenspalt ausgebürstet und
neues Fugenfüllmaterial eingesetzt.
[0005] Hierbei hat sich herausgestellt, dass insbesondere der Schritt des Nachschneidens
der Fuge nicht nur zeit- und arbeitsaufwändig ist, sondern es auch zu Schäden und
Ausbrüchen am Fahrbahnmaterial kommen kann, die einen gesonderten Reparaturschritt
an der Fuge nötig machen. Es ist daher beispielsweise in der
DE 10 2010 021 936 A1 vorgeschlagen worden, in einem Verfahren zum Sanieren schadhafter Verfugungen einen
Schritt einer Druckstrahlbehandlung, beispielsweise mittels eines Wasserdruckstrahls,
vorzusehen. In dem dort beschriebenen Verfahren wird in einem ersten Schritt die Festigkeit
des Fugenmaterials ermittelt, und dann werden durch einen Druckstrahl mit einem Druck
unterhalb dieser Festigkeitsgrenze schadhafte Bereiche des Fugenfüllmaterials abgetragen
und die so entstandenen Leerstellen aufgefüllt. Eine vollständige Entfernung des gesamten
Fugenmaterials ist hierbei nicht vorgesehen.
[0006] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der oben genannten Art bereitzustellen, die gegenüber bekannten Verfahren und Vorrichtungen
einfacher, weniger zeitaufwändig und kostengünstiger einzusetzen sind.
[0007] Hierzu erfasst zunächst das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt eines Entfernens
von Fugenfüllmaterial aus der Fuge mittels Trockeneisstrahlen.
[0008] Es ist vorliegend der Verdienst der Erfinder, erkannt zu haben, dass der Schritt
eines Reinigens einer Fuge bzw. eines Entfernens des gesamten oder eines Teils des
Fugenfüllmaterials einer Fuge in vorteilhafter Weise durch Trockeneisstrahlen durchgeführt
werden kann, da durch diese Technik eine rückstandsfreie Entfernung von Fugenfüllmaterial
aus der Fuge in vereinfachter Weise erzielt werden kann, da das Trockeneis nach der
Behandlung sublimiert und keine Rückstände davon im Bereich der Fuge verbleiben.
[0009] Die Reinigungswirkung selbst beruht darauf, dass die Trockeneispartikel, bei denen
es sich letztlich um CO
2 in fester Form handelt, in den Fugenfüllstoff oder die Fugenfüllstoffreste bzw. zwischen
den Fugenfüllstoff und die Fugenflanken eindringen, dort sublimieren, was mit einer
erheblichen Volumenvergrößerung verbunden ist, und so an den Fugenflanken haftende
Reste und Verunreinigungen ablösen. Durch die die Trockeneispartikel transportierende
Druckluft werden ferner Fugenfüllstoffreste, Staub und andere Verunreinigungen aus
der Fuge geblasen.
[0010] Es sei festgehalten, dass der Einsatz eines Trockeneisstrahls beim Reinigen und/oder
Sanieren von Fugen in Oberflächen von Bauwerken prinzipiell für beliebige Oberflächen
einsetzbar ist, sofern diese keine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Trockeneis aufweisen.
Insbesondere ist das Verfahren nicht auf Autobahnen beschränkt, sondern kann ganz
allgemein an beliebigen Verkehrsbauwerken für den Personen- und Güterverkehr eingesetzt
werden, z.B. auch auf Landebahnen von Flugplätzen, auf Parkplätzen, in Tunneln und
jeder anderen Art von befestigten Straßen oder auch Radwegen. Des Weiteren ist festzuhalten,
dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur für Fugen in Oberflächen eingesetzt
werden kann, bei denen es sich um eine bauliche Maßnahme handelt, sondern dass im
allgemeinsten Fall der Begriff "Fuge" auch Risse umfassen soll, die sich beispielsweise
unerwünscht in einer Fahrbahnoberfläche gebildet haben, und die vor einer möglichen
Ausbesserung ebenfalls gereinigt werden sollen bzw. müssen. Ferner ist festzuhalten,
dass auch der Begriff des "Fugenfüllmaterials" breit zu verstehen ist und neben den
oben angesprochenen, vorsätzlich in die Fuge eingebrachten Materialien auch dort eigentlich
unerwünschte Ablagerungen, Fremdstoffe und Verschmutzungen umfasst.
[0011] In einer Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Verfahren ferner einen Schritt eines
mechanischen Entfernens von Fugenfüllmaterial aus der Fuge umfassen, der dem Schritt
des Trockeneisstrahlens vorausgeht. Hierbei kann auf das oben bereits angesprochene,
aus dem Stand der Technik bekannte Entfernen von Fugenfüllmaterial aus der Fuge mit
einem Haken oder einer Schneide zurückgegriffen werden, wobei unter Umständen Parameter,
wie die Form des Hakens oder der Schneide, individuell auf das nachfolgende Trockeneisstrahlen
angepasst werden können. Alternativ können jedoch auch bereits die Parameter des Trockeneisstrahlens
selbst, wie beispielsweise der vorgesehene Druck, die Durchsatzrate und/oder die Korngröße
der Trockeneispartikel derart angepasst werden, dass im Schritt des Trockeneisstrahlens
das gesamte Fugenfüllmaterial aus der Fuge entfernt wird, ohne dass zuvor eine mechanische
Entfernung vorgesehen wird.
[0012] Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Schritt des mechanischen Entfernens
oder/und des Trockeneisstrahlens einen Schritt eines Entfernens von aus der Fuge entferntem
Fugenfüllmaterial aus der Umgebung der Fuge umfassen. Dieser zusätzliche Schritt kann
insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn nachfolgend weitere Arbeitsschritte vorgesehen
sind, für die das Vorliegen von aus der Fuge entferntem Füllmaterial in der Umgebung
der Fuge nachteilhaft oder störend sein könnte. Ferner kann das Entfernen von mechanisch
aus der Fuge entferntem Füllmaterial aus der Umgebung der Fuge vor dem Trockeneisstrahlen
vorteilhaft sein, da hierdurch verhindert wird, dass durch die Druckluft das neben
der Fuge befindliche, bereits aus der Fuge entfernte Füllmaterial aufgewirbelt und
über einen größeren Bereich verteilt wird.
[0013] Weiterhin kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren der Schritt des Trockeneisstrahlens,
des mechanischen Entfernens oder/und des Entfernens von aus der Fuge entferntem Füllmaterial
aus der Umgebung der Fuge ein Absaugen von aus der Fuge entferntem Fugenfüllmaterial
umfassen. Das Vorsehen eines Absaugens von aus der Fuge entferntem Füllmaterial hat
den Vorteil, dass das Füllmaterial zusammen mit eventuell weiteren vorliegenden Stoffen,
wie beispielsweise Staub, entfernt werden kann, ohne dass neue Verunreinigungen in
die Fuge und ihre Umgebung eingegeben werden, wie dies beispielsweise bei einem Spülen
mit Wasser der Fall wäre. Des Weiteren sind abgesaugte Reste von Fugenfüllmaterial
leicht zu entsorgen.
[0014] Alternativ oder zusätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Schritt des
mechanischen Entfernens oder/und des Trockeneisstrahlens einen Schritt eines Erwärmens
oder/und Trocknens der Fuge umfassen. Hierbei kann die Fuge gleichzeitig oder nacheinander
erwärmt und getrocknet werden, wobei jeder oder beide der Schritte vor oder nach einem
möglichen Entfernen von aus der Fuge entferntem Fugenfüllmaterial aus der Umgebung
der Fuge vorgesehen werden können. Nach dem Erwärmen oder/und Trocknen befindet sich
die Fuge in einem thermisch definierten und sauberen Zustand, so dass sie für ein
erneutes Eingeben von neuem Füllmaterial vorbereitet ist. Hierbei kann insbesondere
der Schritt des Erwärmens von Bedeutung sein, da durch das Trockeneisstrahlen die
Fuge abgekühlt wird und eine thermische Verformung oder thermische Spannungen im Bereich
der Fuge vorliegen können, die sich bei einem unmittelbaren Eingeben von neuem Füllmaterial
nachteilhaft auswirken könnten. Die Temperatur der Fuge und ihrer Umgebung können
des Weiteren auch auf das einzusetzende Fugenfüllmaterial eingestellt werden.
[0015] Wie bereits angedeutet, kann das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Entfernen des
Fugenfüllmaterials aus der Fuge und gegebenenfalls der Umgebung der Fuge einen Schritt
eines erneuten Einsetzens und/oder Eingebens von Fugenfüllmaterial in die Fuge umfassen.
Auf diese Weise kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine komplette Sanierung
von zu ersetzenden Fugen durchgeführt werden.
[0016] Wie ebenfalls bereits angesprochen, betrifft die vorliegende Erfindung ferner eine
Vorrichtung zum Reinigen und/oder Sanieren von Fugen in Oberflächen von Bauwerken,
insbesondere von Verkehrsbauwerken, weiter insbesondere von betonierten oder asphaltierten
Straßen, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine Trockeneisstrahl-Vorrichtung
mit wenigstens einer Trockeneis-Düse umfasst, welche dazu eingerichtet ist, Trockeneispartikel
auf in der Fuge befindliches Fugenfüllmaterial zu strahlen.
[0017] Es sei an dieser Stelle daran erinnert, dass sowohl der Begriff "Fuge" als auch der
Begriff "Fugenfüllmaterial" breit zu verstehen sind, und auch ungeplante Risse bzw.
Verschmutzungen oder andere Fremdmaterialien in Fugen hiervon erfasst sein sollen.
[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens
zwei Trockeneis-Düsen umfassen, welche vorzugsweise dazu eingerichtet sind, Trockeneispartikel
auf unterschiedliche Flanken und/oder Flächen der Fuge zu strahlen. Auf diese Weise
kann mit geringem Aufwand sichergestellt werden, dass sämtliche Flächen der Fuge im
gewünschten Maße durch das Trockeneisstrahlen behandelt werden.
[0019] In einer Ausführungsform kann wenigstens eine der Trockeneis-Düsen derart angeordnet
sein, dass sie für einen Trockeneisstrahl-Betrieb innerhalb der Fuge anordenbar ist.
Das kann insbesondere bedeuten, dass beim Einsatz in normierten Fugen, wie sie beispielsweise
auf Autobahnen vorliegen, die entsprechende Düse von ihren Abmessungen her klein genug
gebildet ist, um in der Fuge Platz zu finden. Alternativ oder zusätzlich kann selbstverständlich
auch wenigstens eine Trockeneis-Düse vorgesehen werden, die sich in ihrem Trockeneisstrahl-Betrieb
oberhalb oder seitlich oberhalb der zu reinigenden Fuge befindet.
[0020] In einer Weiterbildung der Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Vortriebseinrichtung
umfassen, welche dazu eingerichtet ist, eine Verlagerung der Trockeneisstrahl-Vorrichtung
bzw. der Trockeneis-Düse gegenüber der Fuge in einer vorbestimmten Vortriebsrichtung
hervorzurufen. Hierbei kann beispielsweise daran gedacht werden, die Trockeneis-Düse
linear beweglich an einer übergeordneten Struktur vorzusehen, beispielsweise mittels
eines Schlittens, der entlang einer linearen Führung bewegbar ist. Wird nun die lineare
Führung mit einer linearen Fuge ausgerichtet, so kann durch den Vortrieb der Trockeneis-Düse
entlang der Fuge diese abgefahren werden und über den linearen Verlagerungsbereich
der Vortriebseinrichtung gereinigt werden, ohne dass weitere manuelle oder anderweitige
Eingriffe notwendig würden. Andererseits kann auch die gesamte Trockeneisstrahl-Vorrichtung
gegenüber der Fuge vorgetrieben werden, beispielsweise wenn die Trockeneisstrahl-Vorrichtung
als Ganzes fest an einem übergeordneten Fahrzeug angebracht ist, das mit der Vortriebsrichtung
ausgerüstet ist.
[0021] Um während einer Verlagerung der Trockeneis-Düse gegenüber der Fuge eine korrekte
Ausrichtung der beiden zueinander sicherzustellen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
ein Ausrichtungselement umfassen, welches dazu eingerichtet ist, eine vorbestimmte
Ausrichtung der Trockeneis-Düse zu der Fuge beim Verlagern der Trockeneis-Düse gegenüber
der Fuge sicherzustellen. Hierbei kann beispielsweise an einen oder mehrere fest mit
der Trockeneisstrahl-Vorrichtung verbundene Stifte gedacht werden, die beim Verlagern
der Trockeneis-Düse gegenüber der Fuge in der Fuge geführt sind, um so eine seitliche
Verlagerung der Trockeneis-Düse gegenüber der Fuge zu verhindern. Es können jedoch
auch aufwändigere Ausrichtungselemente vorgesehen werden, wobei hierbei nicht nur
an mechanische Vorrichtungen, wie die oben angesprochenen Stifte gedacht werden kann,
sondern beispielsweise auch optische Einrichtungen, die mittels einer Mustererkennung
und einem Regelkreis sowie geeigneten Aktuatoren die Trockeneis-Düse stets in einer
gewünschten örtlichen Beziehung zu der Fuge halten.
[0022] In einer Weiterbildung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Vorrichtung
zur mechanischen Entfernung von Fugenfüllmaterial umfassen, welche gegebenenfalls
in der Vortriebsrichtung der Vorrichtung vor der Trockeneisstrahl-Vorrichtung angeordnet
ist. Hierbei kann es sich bei der Vorrichtung zum mechanischen Entfernen beispielsweise
um die bereits aus dem Stand der Technik bekannten Schneiden, Klingen, Haken und Ähnliches
handeln, wobei diese beispielsweise auf einem gemeinsamen Träger oder anderweitig
in einer festgelegten geometrischen Orientierung mit der Trockeneisstrahl-Vorrichtung
an einer übergeordneten Struktur angebracht sein können.
[0023] Derartige erfindungsgemäße Vorrichtungen sind derart zu betreiben, dass zunächst
die Vorrichtung zum mechanischen Entfernen von Fugenfüllmaterial durch die Fuge geführt
wird und in Vortriebsrichtung hinter ihr die Trockeneisstrahl-Vorrichtung das in der
Fuge verbleibende Füllmaterial anstrahlt, um es möglichst vollständig und rückstandsfrei
aus der Fuge zu entfernen.
[0024] Unter anderem um das genannte vollständige Entfernen von aus der Fuge entferntem
Füllmaterial sicherzustellen, aber beispielsweise auch, um die Umgebung der Fuge von
Staub zu befreien, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner wenigstens eine Absaugvorrichtung
zum Absaugen von aus der Fuge entferntem Füllmaterial umfassen. Hierbei kann die Absaugvorrichtung
in der vorgesehenen Vortriebsrichtung der Vorrichtung hinter der Trockeneisstrahl-Vorrichtung
vorgesehen sein oder gegebenenfalls auch zwischen der Vorrichtung zum mechanischen
Entfernen von Fugenfüllmaterial und der Trockeneisstrahl-Vorrichtung. Selbstverständlich
ist auch ein Vorsehen von Absaugvorrichtungen an den beiden genannten Positionen denkbar.
[0025] Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Vorrichtung
zum Erwärmen und/oder eine Vorrichtung zum Trocknen der von Fugenfüllmaterial befreiten
Fuge umfassen. Derartige Vorrichtungen werden zweckmäßigerweise in Vortriebsrichtung
der Vorrichtung hinter der Trockeneisstrahl-Vorrichtung und gegebenenfalls einer Absaugvorrichtung
angeordnet, um die Fuge nach ihrer Bearbeitung in einem von Fugenfüllmaterial freien
und trockenen Zustand bei einer vorgegebenen Temperatur zu hinterlassen.
[0026] Zuletzt kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Vorrichtung zum erneuten
Füllen der vom Fugenfüllmaterial befreiten Fuge umfassen, beispielsweise eine Vorrichtung
zum Einlegen eines Fugenbandes und/oder zum Eingeben wenigstens eines Fugenfüllstoffs.
Durch das Vorsehen der Vorrichtung zum erneuten Füllen kann der gesamte Sanierungsvorgang
von einem Entfernen von sämtlichem alten Füllmaterial bis zum erneuten Füllen der
Fuge mit frischem Füllmaterial in einem Arbeitsvorgang durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung vorgenommen werden.
[0027] Zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung ein Straßenbaufahrzeug mit auf einem Untergrund
aufstehenden Fortbewegungseinheiten, wie beispielsweise Rädern oder Ketten, das wenigstens
eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen und/oder Sanieren von Fugen in Oberflächen
von Bauwerken umfasst.
[0028] Hierbei kann das Straßenbaufahrzeug selbst mit einem Antriebsmotor ausgerüstet sein,
um sich selbstständig fortzubewegen, es kann jedoch auch an ein angetriebenes Fahrzeug
anhängbar sein oder anderweitig von außen fortbewegt werden. Beispielsweise für den
genannten Fall von Autobahnen, in denen zwischen den einzelnen Fahrspuren Fugen vorgesehen
sind, kann es vorteilhaft sein, an dem erfindungsgemäßen Straßenbaufahrzeug wenigstens
zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen vorzusehen, deren Vortriebsrichtungen parallel
zueinander sind, wobei der Abstand der beiden Vorrichtungen gegebenenfalls einstellbar
sein kann, um im Fall von parallelen Fugen eventuelle Differenzen der Abstände ausgleichen
zu können.
[0029] In einer Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Straßenbaufahrzeug wenigstens zwei
erfindungsgemäße Vorrichtungen umfassen, von welchen wenigstens zwei Vorrichtungen
Vortriebsrichtungen aufweisen, welche einen Winkel zueinander aufweisen, vorzugsweise
einen rechten Winkel. In einem derartigen Straßenbaufahrzeug, in dem wenigstens zwei
erfindungsgemäße Vorrichtungen vorgesehen sind, die in einem rechten Winkel zueinander
stehen, kann beispielsweise auf einer Autobahn eine der Vorrichtungen entlang der
zwischen den Fahrspuren verlaufenden Rille geführt werden und diese reinigen. Hierbei
wird dann zum Reinigen der in regelmäßigen Abständen rechtwinklig zu den Fahrstreifen
vorgesehenen Fugen das Straßenbaufahrzeug angehalten, die rechtwinklig verlaufende
Fuge mit Hilfe der anderen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gereinigt, und dann der
Reinigungsvorgang der zwischen den Fahrspuren verlaufenden Fuge fortgesetzt.
[0030] Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung deutlich, wenn diese zusammen mit den beiliegenden Figuren betrachtet
wird. Diese zeigen im Einzelnen:
- Figuren 1a und 1b
- eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Straßenbaufahrzeugs in Seitenansicht
bzw. Draufsicht;
- Figur 2
- eine vergrößerte Ansicht des fahrzeugfernen Teils der Trockeneisstrahl-Vorrichtung
des Straßenbaufahrzeugs aus den Figuren 1a und 1b;
- Figur 3
- eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Straßenbaufahrzeugs in einer Seitenansicht;
- Figuren 4a und 4b
- eine Ansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Straßenbaufahrzeugs
von hinten bzw. oben; und
- Figur 5
- eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts aus Figur 4a.
[0031] In den Figuren 1a und 1b ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßes Straßenbaufahrzeugs
zum Reinigen von Fugen in einer Seitenansicht bzw. einer Draufsicht gezeigt und ganz
allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet. Es umfasst an sich bekannte Komponenten
wie eine Fahrerkabine 102, von der aus ein Fahrer das Straßenbaufahrzeug 100 steuert,
einen nicht dargestellten Antriebsmotor und Räder 104, die auf dem Untergrund U aufstehen,
und mittels derer sich das Fahrzeug 100 auf dem Untergrund U fortbewegen kann.
[0032] Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 100 eine Trockeneisstrahl-Vorrichtung 110, die
sich aus einem fahrzeugseitigen Teil 110a und einem gegenüber dem Fahrzeug 100 beweglichen
fahrzeugfernen Teil 110b zusammensetzt. Hier umfasst der fahrzeugseitige Teil 110a
Komponenten zum Bereitstellen eines Trockeneisstrahls, wie beispielsweise einen Kompressor
zum Erzeugen von Druckluft, einen Trockeistank, ein Bedienfeld zum Einstellen von
Betriebsparametern der Trockeneisstrahl-Vorrichtung und Ähnliches. Das Liefern des
Trockeneisstrahls von dem fahrzeugseitigen Teil 110a der Trockeneisstrahl-Vorrichtung
110 zu ihrem fahrzeugfernen Teil 110b erfolgt über einen flexiblen Schlauch 112 einer
geeigneten Länge. Hierbei ist ein Kompromiss zu finden zwischen einem ausreichend
langen Schlauch, der einem Bediener der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen ausreichenden
Aktionsradius um das Fahrzeug 110 herum erlaubt, andererseits soll aber nicht durch
eine übermäßige Länge der Wirkungsgrad der Vorrichtung 110 durch Abschwächen des Strahls
und Sublimierung des Trockeneises zu sehr verringert werden.
[0033] Der gegenüber dem Fahrzeug 100 bewegliche fahrzeugferne Teil 110b der Trockeneisstrahl-Vorrichtung
110 umfasst einen Rahmen 114, der die einzelnen funktionalen Komponenten des fahrzeugfernen
Teils 110b trägt und ebenfalls über Räder 116a und 116b auf dem Untergrund U aufsteht.
Im vorderen Bereich des Rahmens 114 ist eine Trockeneis-Düse 118 auf den Untergrund
U gerichtet, mittels derer ein Trockeneisstrahl auf eine in dem Untergrund U befindliche
Fuge eingewirkt werden kann, die beispielsweise in Figur 1b mit LF oder QF bezeichnet
ist.
[0034] Eine detailliertere Beschreibung des fahrzeugfernen Teils 110b wird weiter unten
unter Bezugnahme auf Figur 2 gegeben werden, die den fahrzeugfernen Teil 110b in einer
vergrößerten Ansicht zeigt. Es sei jedoch bereits hier festgehalten, dass der Fachmann
bei der Wahl und Gestaltung der Trockeneis-Düse 118 einen breiten Gestaltungsspielraum
hat und insbesondere auch mehrere Trockeneis-Düsen 118 vorsehen kann, die beispielsweise
auf die beiden Flanken und den Boden der jeweiligen Fugen gerichtet sein können.
[0035] In der Draufsicht von Figur 1b lässt sich das Betriebsprinzip des Straßenbaufahrzeugs
100 mit seiner Trockeneisstrahl-Vorrichtung 110 nachvollziehen. Es befindet sich hierbei
auf einem Untergrund U, beispielsweise einer asphaltierten Autobahn. In diesem Untergrund
U befinden sich in regelmäßigen Abständen Längsfugen LF und Querfugen UF, die benötigt
werden, um temperaturbedingte Spannungen in dem Asphaltbelag zu verringern. Die Längsfugen
LF und Querfugen QF sind hierbei als Scheinfugen ausgebildet, die sich nicht durch
die gesamte Asphaltdecke hindurch erstrecken, sondern lediglich von der Oberfläche
des Untergrunds U bis in eine bestimmte Tiefe.
[0036] Das Straßenbaufahrzeug wird von zwei Personen bedient, von denen sich eine in der
Fahrerkabine 102 des Fahrzeugs 100 befindet und dieses bezüglich seiner Fortbewegung
steuert. Eine weitere Person bedient außerhalb des Fahrzeugs 100 den fahrzeugfernen
Teil 110b der Trockeneisstrahl-Vorrichtung 110. Hierzu führt diese Person den fahrzeugfernen
Teil 110b entlang der in dem Untergrund U befindlichen Fugen, in dem in Figur 1b dargestellten
Zustand also entlang einer Längsfuge LF. Hierbei ist die momentane Vortriebsrichtung
des fahrzeugfernen Teils 110b der Trockeneisstrahl-Vorrichtung 110 mit V bezeichnet.
Der Benutzer hat darauf zu achten, dass der Trockeneisstrahl aus der Trockeneis-Düse
118 stets auf die gerade zu reinigende Fuge gerichtet ist. Durch den Aufprall der
Trockeneispartikel und ihre thermische Schockwirkung wird im Zusammenwirken mit der
das Trockeneis tragenden Druckluft das Fugenfüllmaterial aus der Fuge LF herausgelöst
und -geblasen. Da das Trockeneis anschließend rückstandsfrei sublimiert, verbleibt
die Fuge LF in einem verglichen mit anderen Strahlprozessen saubereren Zustand.
[0037] Indem der flexible Schlauch 112 zwischen dem fahrzeugseitigen Teil 110a und dem fahrzeugfernen
Teil 110b der Trockeneisstrahl-Vorrichtung 110 vorgesehen ist, hat der Bediener einen
gewissen Aktionsradius um das Fahrzeug 100 herum, innerhalb dessen er Fugen behandeln
kann. So kann er beispielsweise in der in Figur 1b gezeigten Konfiguration auch die
vor dem Fahrzeug 100 verlaufende Querfuge QF abfahren, bevor das Fahrzeug 100 erneut
in Gang gesetzt werden muss. Hierdurch lassen sich in effizienter Weise rechtwinklig
zueinander verlaufende Fugen LF und QF in einem Untergrund U reinigen.
[0038] Wenngleich wie angesprochen das Fahrzeug 100 im Betrieb zwei Personen benötigt oder
ein einzelner Benutzer wiederholt auf das Fahrzeug 100 aufsitzen muss, um ein Stück
nach vorne zu fahren und anschließend die Fugen in der Umgebung des Fahrzeugs 100
zu reinigen, wodurch die Effizienz des Betriebs des Fahrzeugs 100 sinkt, so kann eine
derartig manuell geführte Trockeneisstrahl-Vorrichtung durchaus auch Vorteile haben.
Beispielsweise kann mittels des Fahrzeugs 100 in einfacher Weise eine Reinigung auch
von unregelmäßigen Fugen oder gar unerwünschten Rissen in Oberflächen durchgeführt
werden. Insbesondere kann der Bediener des fahrzeugfernen Teils 110b, da er freien
Blick auf die gerade behandelte Fuge hat, unmittelbar entscheiden, mit welcher Geschwindigkeit
er die Trockeneis-Düse 118 über die entsprechende Fuge bewegt. Stellt er fest, dass
an einem Abschnitt der Fuge das Fugenfüllmaterial sich schlechter ablöst, so kann
er den entsprechenden Abschnitt länger dem Trockeneisstrahlen aussetzen, während er
über Bereiche, in denen sich das Fugenfüllmaterial leichter ablöst, schneller hinweg
gehen kann. Ebenso kann er die Betriebsparameter der Trockeneisstrahl-Vorrichtung
sofort anpassen, wenn er nicht die gewünschten Reinigungsergebnisse erzielt. Hierzu
gehören neben dem Druck und gegebenenfalls der Partikelgröße des Trockeneisstrahls
auch der Winkel zwischen der Trockeneis-Düse 118 und dem Untergrund U, den er direkt
an dem fahrzeugferne Teil 110b einstellen kann, wie aus der folgenden Beschreibung
der Figur 2 deutlich wird.
[0039] Diese zeigt, wie schon angesprochen, eine vergrößerte Ansicht des fahrzeugfernen
Teils 110b der Trockeneisstrahl-Vorrichtung 110 des Straßenbaufahrzeugs 100 aus den
Figuren 1a und 1b. Dieser umfasst neben den bereits beschriebenen Komponenten Rahmen
114 und Trockeneis-Düse 118 die Räder 116a und 116b. Hierbei bezeichnet das Bezugszeichen
116b ein Radpaar, das in Vortriebsrichtung V hinter dem einzelnen Rad 116a angeordnet
ist und das durch eine Verstellvorrichtung 120 bezüglich seinem Winkel gegenüber dem
Rahmen 114 einstellbar ist. Hierzu umfasst die Verstellvorrichtung 120 einen Schenkel
120a, der gegenüber dem Rahmen 114 schwenkbar und festsetzbar ist und an seinem dem
Rahmen 114 abgewandten Ende das Radpaar 116b trägt. Da das Radpaar 116b stets auf
dem Untergrund U aufsteht, ändert sich durch eine Anpassung des Winkels zwischen dem
Rahmen 114 und dem Schenkel 120a auch der Winkel zwischen dem Untergrund U und dem
Rahmen 114 sowie der Trockeneis-Düse 118.
[0040] Außerdem ist in Vortriebsrichtung V vor dem Rad 116a ein Ausrichtungselement 122
vorgesehen, das ebenfalls als Rad ausgebildet ist, aber wesentlich schmaler als das
Rad 116a ist. Dieses Ausrichtungselement 122 ist im Betrieb, wie in Figur 2 gezeigt,
in der Fuge LF aufgenommen, die sich um eine bestimmte Tiefe in den Untergrund U hinein
erstreckt, während das Rad 116a durch seine größere Breite die Fuge LF überspannt
und auf dem Untergrund U aufsteht bzw. rollt. Alternativ könnte das Rad 116a ebenfalls
durch ein Radpaar ersetzt werden, das rechts und links der Fuge LF rollt. Indem das
Ausrichtungselement 122 in der Fuge LF geführt ist, ist sichergestellt, dass die Trockeneis-Düse
118 stets exakt oberhalb der Fuge LF liegt und nicht von ihr abweicht. Zuletzt ist
an dem fahrzeugfernen Teil 110b noch ein Hebel 124 vorgesehen, mittels welchem der
Trockeneisstrahl von dem Bediener ein- und ausgeschaltet werden kann.
[0041] Figur 3 zeigt nun eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Straßenbaufahrzeugs
in einer Seitenansicht, das allgemein mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet ist. Komponenten,
die denjenigen aus der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen
wie in den Figuren 1a, 1b und 2, erhöht um 100, bezeichnet.
[0042] Im Gegensatz zu dem Straßenbaufahrzeug 100 aus den Figuren 1a, 1b und 2 weist das
Straßenbaufahrzeug 200 aus der Figur 3 einen offenen Fahrerstand 202 auf, von dem
aus ein einzelner Bediener sowohl den Antrieb des Fahrzeugs 200 als auch den Betrieb
der Trockeneisstrahl-Vorrichtung 210 steuern kann. Ferner umfasst das Fahrzeug 200
anstelle von Rädern zu seiner Fortbewegung Ketten 204, die von einem Aggregat 206
angetrieben werden und auf dem Untergrund U aufstehen.
[0043] Ähnlich wie im Fahrzeug 100 der ersten Ausführungsform ist die Trockeneisstrahl-Vorrichtung
210 des Fahrzeugs 200 der zweiten Ausführungsform zweiteilig aufgebaut, wobei jedoch
beide Teile 210a und 210b direkt am Fahrzeug 200 angeordnet sind. Hierbei entspricht
der erste Teil 210a dem fahrzeugseitigen Teil 110a des Fahrzeugs 100 der ersten Ausführungsform,
während der zweite Teil 210b mit der Trockeneis-Düse 218 bereitgestellt und höhenverstellbar
an dem Fahrzeug 200 vorgesehen ist. Erneut ist ein flexibler Schlauch 212 vorgesehen,
der die Höhenverstellung des zweiten Teils 210b aufnehmen kann.
[0044] Um mit dem Fahrzeug 200 einen Reinigungsprozess einer Fuge zu beginnen, wird das
Fahrzeug zunächst oberhalb der Fuge positioniert, wobei beim Heranfahren der zweite
Teil 210b der Trockeneisstrahl-Vorrichtung 210 angehoben und somit vom Untergrund
U entfernt ist. Wenn das Fahrzeug 200 dann eine geeignete Position oberhalb der Fuge
erreicht hat, wird der zweite Teil 210b soweit abgesenkt, bis die Trockeneis-Düse
218 in einer geeigneten Position knapp oberhalb oder innerhalb der Fuge ist. Dann
kann das eigentliche Trockeneisstrahlen beginnen, während welchem gleichzeitig das
Fahrzeug 200 sich entlang der Fuge vorwärtsbewegt.
[0045] Wenngleich wie bereits angesprochen das Fahrzeug 200 der zweiten Ausführungsform
von einer einzelnen Person bedient werden kann und daher auf den ersten Blick ökonomischer
ist als das Fahrzeug 100 der ersten Ausführungsform, so ist der einzelne Benutzer
des Fahrzeugs 200 relativ weit von der Fuge entfernt und hat daher keinen so guten
Blick auf diese wie der Bediener des fahrzeugfernen Teils 110b des Fahrzeugs 100 der
ersten Ausführungsform. Daher bietet sich das Fahrzeug 200 der zweiten Ausführungsform
in erster Linie für Einsätze an, in denen mit einer relativ problemlosen Fugenreinigung
oder -entfernung gerechnet werden kann, oder in denen mit derart hohem Druck gearbeitet
werden kann, dass eine zufriedenstellende Reinigung in jedem Fall sichergestellt ist.
[0046] Zuletzt zeigen die Figuren 4a und 4b eine Ansicht einer dritten Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Straßenbaufahrzeugs von hinten bzw. oben und die Figur 5 eine vergrößerte
Ansicht eines Ausschnitts aus Figur 4a. Hierbei ist das Fahrzeug mit dem Bezugszeichen
300 bezeichnet und ähnlich aufgebaut wie das Fahrzeug 200 der zweiten Ausführungsform.
Es bewegt sich ebenfalls mit Hilfe von Ketten 304 fort, die auf dem Untergrund U aufstehen
und weist eine Trockeneisstrahl-Vorrichtung 310 auf, die sich aus einem ersten Teil
310a und einem zweiten Teil 310b zusammensetzt.
[0047] Im Gegensatz zu dem Fahrzeug 200 der zweiten Ausführungsform ist allerdings im vorliegenden
Fahrzeug 300 der dritten Ausführungsform die Trockeneis-Düse 318 nicht lediglich in
ihrer Höhe bezüglich dem Untergrund U verstellbar, sondern ebenfalls entlang der Breitenrichtung
des Fahrzeugs 300 verlagerbar. Hierzu ist sie einer parallel zum Untergrund U verlaufenden
höhenverstellbaren Komponente 330 zugeordnet, die eine Schiene 330a umfasst, an der
entlang die Trockeneis-Düse 318 mittels geeigneter Vortriebsmittel, wie beispielsweise
einem Linearmotor oder einem Seilzug, verlagerbar ist.
[0048] Analog zum Fahrzeug 200 der zweiten Ausführungsform muss auch das Fahrzeug 300 der
dritten Ausführungsform zunächst geeignet orientiert zu einer zu reinigenden Fuge
auf dem Untergrund U platziert werden. Hierzu wird die höhenverstellbare Komponente
330 zunächst angehoben, damit kein ihr zugeordnetes Bauteil mit dem Untergrund U während
des Fahrens in Kontakt kommt.
[0049] Wie sich aus Figur 4b erkennen lässt, findet in anschließend die Reinigung einer
Querfuge QF entlang der Vortriebsrichtung V statt, d.h. quer zur Orientierung der
Ketten 304 des Fahrzeugs 300. Da der Vortrieb der Trockeneis-Düse 318 lediglich entlang
der Schiene 330a erfolgt, bleibt während der Reinigung der Fuge selbst das Fahrzeug
300 ortsfest stehen. Erst nachdem die Reinigung der Fuge QF auf der gesamten Breite
der Schiene 330a bzw. entlang des gesamten von der Trockeneis-Düse 318 erreichbaren
Bereichs in Vortriebsrichtung V abgeschlossen ist, oder wenigstens in einem von dem
Bediener des Fahrzeugs 300 gewählten oder eingestellten Bereich, fährt das Fahrzeug
300 in Fahrrichtung parallel zu den Längsfugen LF bis zur nächsten Querfuge QF weiter,
um diese zu reinigen.
[0050] Als Besonderheit weist das Fahrzeug 300 an der höhenverstellbaren Komponente 330
weitere Vorrichtungen auf, die ebenfalls entlang der Schiene 330a verlagerbar sind
und zur Reinigung von Fugen beitragen können. Diese zusätzlichen Vorrichtungen sind
insbesondere in der vergrößerten Ansicht von Figur 5 gut zu erkennen. Es handelt sich
hierbei um eine mechanische Reinigungsvorrichtung bzw. mechanische Vorrichtung zum
Entfernen von Fugenfüllmaterial 332, eine Absaugvorrichtung 334 und eine Vorrichtung
zum Einlegen eines Fugenbandes 336. Hierbei sind die mechanische Reinigungsvorrichtung
332 und die Absaugvorrichtung 334 in Vortriebsrichtung V vor der Trockeneis-Düse 318
angeordnet und die Vorrichtung zum Einlegen eines Fugenbandes 336 hinter der Trockeneis-Düse
318.
[0051] Im Betrieb wird somit zunächst die mechanische Reinigungsvorrichtung bzw. mechanische
Vorrichtung zum Entfernen von Fugenfüllmaterial 332 über bzw. durch die Fuge geführt.
Es kann sich hierbei insbesondere um eine Klinge, eine Schneide oder einen Haken handeln,
der Fugenfüllmaterial mechanisch aus der Fuge herauslöst. Auf diese Weise wird bereits
ein Großteil des Fugenfüllmaterials aus der Fuge entfernt und neben die Fuge befördert.
Es verbleiben jedoch in der Regel insbesondere am Fugenboden und den Fugenwänden noch
Reste von Fugenfüllmaterial anhaften, weswegen in bekannten Verfahren zur Fugensanierung
auf ein Nachschneiden der Fuge zurückgegriffen wird.
[0052] Anschließend an das mechanische Entfernen von Fugenfüllmaterial durch die Vorrichtung
332 wird durch die Absaugvorrichtung 334 das aus der Fuge herausgelöste Material abgesaugt.
Somit verbleiben die Umgebung der Fuge und die Fuge selbst in einem vorgereinigten
Zustand und das aus der Fuge entfernte Material kann bereits gesammelt und später
leichter entsorgt werden.
[0053] Hiernach wird das bereits mehrfach beschriebene Trockeneisstrahlen der vorgereinigten
Fuge mittels der Trockeneis-Düse 318 durchgeführt. Daran anschließend ist die Fuge
in einem endgereinigten Zustand, so dass mittels der Vorrichtung 336 bereits als erster
Schritt des Eingebens von neuem Fugenfüllmaterial ein Fugenband in der Fuge verlegt
werden kann.
[0054] Es bleibt nachzutragen, dass sich die zweite und dritte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in vorteilhafter Weise kombinieren lassen, indem zwei Trockeneisstrahl-Vorrichtungen
an einem einzelnen Fahrzeug vorgesehen werden, von denen eine derjenigen der zweiten
Ausführungsform entspricht, also Fugen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs reinigen kann,
während die andere Fugen quer zur Fahrtrichtung reinigen kann. Ein derartiges Fahrzeug
könnte dementsprechend bei seiner Fortbewegung von einer Querfuge zur nächsten eine
die Querfugen verbindende Längsfuge reinigen.
1. Verfahren zum Reinigen und/oder Sanieren von Fugen (LF, QF) in Oberflächen von Bauwerken,
insbesondere von Verkehrsbauwerken, weiter insbesondere von betonierten oder asphaltierten
Straßen, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt eines Entfernens von Fugenfüllmaterial aus der Fuge (LF, QF) mittels
Trockeneisstrahlen umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schritt des Trockeneisstrahlens ein Schritt eines mechanischen Entfernens von
Fugenfüllmaterial aus der Fuge (LF, QF) vorausgeht.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Schritt des mechanischen Entfernens oder/und des Trockeneisstrahlens
einen Schritt eines Entfernens von aus der Fuge (LF, QF) entferntem Fugenfüllmaterial
aus der Umgebung der Fuge (LF, QF) umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Trockeneisstrahlens, des mechanischen Entfernens oder/und des Entfernens
von aus der Fuge (LF, QF) entferntem Füllmaterial aus der Umgebung der Fuge (LF, QF)
ein Absaugen von aus der Fuge (LF, QF) entferntem Fugenfüllmaterial umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Schritt des mechanischen Entfernens oder/und des Trockeneisstrahlens
einen Schritt eine Erwärmens oder/und Trocknens der Fuge (LF, QF) umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Entfernen des Fugenfüllmaterials aus der Fuge (LF, QF) und gegebenenfalls
der Umgebung der Fuge (LF, QF) einen Schritt eines erneuten Einsetzens und/oder Eingebens
von Fugenfüllmaterial in die Fuge (LF, QF) umfasst.
7. Vorrichtung zum Reinigen und/oder Sanieren von Fugen (LF, QF) in Oberflächen von Bauwerken,
insbesondere von Verkehrsbauwerken, weiter insbesondere von betonierten oder asphaltierten
Straßen, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Trockeneisstrahl-Vorrichtung (110; 210; 310) mit wenigstens einer
Trockeneis-Düse (118; 218; 318) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, Trockeneispartikel
auf in der Fuge (LF, QF) befindliches Fugenfüllmaterial zu strahlen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei Trockeneis-Düsen umfasst, welche vorzugsweise dazu eingerichtet
sind, Trockeneispartikel auf unterschiedliche Flanken und/oder Flächen der Fuge (LF,
QF) zu strahlen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Trockeneis-Düsen (218) derart angeordnet ist, dass sie für einen
Trockeneisstrahl-Betrieb innerhalb der Fuge (LF, QF) anordenbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
sie eine Vortriebseinrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, eine Verlagerung
der Trockeneisstrahl-Vorrichtung (210) bzw. der Trockeneis-Düse (318) gegenüber der
Fuge (LF, QF) in einer vorbestimmten Vortriebsrichtung (V) hervorzurufen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
sie ein Ausrichtungselement (122) umfasst, welches dazu eingerichtet ist, eine vorbestimmte
Ausrichtung der Trockeneis-Düse (118) zu der Fuge (LF, QF) beim Verlagern der Trockeneis-Düse
(118) gegenüber der Fuge (LF, QF) sicherzustellen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
sie ferner eine Vorrichtung zum mechanischen Entfernen von Fugenfüllmaterial (332)
umfasst, welche gegebenenfalls in der Vortriebsrichtung (V) der Vorrichtung vor der
Trockeneisstrahl-Vorrichtung (318) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner wenigstens eine Absaugvorrichtung (334) zum Absaugen von aus der Fuge
(LF, QF) entferntem Fugenfüllmaterial umfasst.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Vorrichtung zum Erwärmen und/oder eine Vorrichtung zum Trocknen der
von Fugenfüllmaterial befreiten Fuge (LF, QF) umfasst.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Vorrichtung (336) zum erneuten Füllen der von Fugenfüllmaterial befreiten
Fuge (LF, QF) umfasst, beispielsweise eine Vorrichtung (336) zum Einlegen eine Fugenbandes
und/oder zum Eingeben wenigstens eines Fugenfüllstoffs.
16. Straßenbaufahrzeug mit einem Antriebsmotor (206) und auf einem Untergrund aufstehenden
Fortbewegungseinheiten wie beispielsweise Rädern (104) oder Ketten (204; 304), dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15 umfasst.
17. Straßenbaufahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 7 bis 15 umfasst, von
welchen wenigstens zwei Vorrichtungen Vortriebsrichtungen (V) aufweisen, welche einen
Winkel zueinander aufweisen, vorzugsweise einen rechten Winkel.