Die Erfindung betrifft eine (in der Praxis hin und wieder auch als "Einbaubohle" bezeichnete) Verdichtungsbohle für einen (Straßendecken-)Fertiger zum Einbauen und Verdichten von frischem Straßenbaustoff (wie z. B. Asphalt) nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, und zwar bevorzugt eine Verdichtungsbohle mit einer Hauptbohle, deren Arbeitsbreite durch seitlich ausfahrbare Verstellbohlen veränderbar ist.
Es sind Verdichtungsbohlen für derartige (Straßendecken-) Fertiger bekannt, die eine während des Verdichtungsbetriebes flächig auf dem zu verdichtenden Baustoff aufliegende Bodenplatte sowie (wenigstens) ein Stampferaggregat mit einem sich quer zur Fahrtrichtung erstreckenden, leistenförmigen Stampfelement aufweisen, wobei das periodisch oszillierend angetriebene Stampfelement (welches hin und wieder auch als "Messer" bezeichnet wird) den zu verdichtenden Baustoff aufgrund einer eingeprägten Bewegung verdichtet und die Bodenplatte (aufgrund der auf sie ausgeübten Gewichtskraft) ebenfalls zur Verdichtung beiträgt, insbesondere indes eine (Oberflächen-)Glättung des verlegten Baustoffes bewirkt.
Da es erstrebenswert ist, eine möglichst hohe Verdichtung des verlegten Baustoffes zu erzielen, um zu verhindern, daß dieser sich später beim Befahren (insbesondere partiell) absenkt, sind bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden, um eine solche hohe Verdichtung zu erzielen.
So ist es bspw. aus der DE 33 00 092 A 1 bekannt, zur Erreichung des vorgenannten Ziels ein Stampferaggregat vorzusehen, welches zwei zusammenwirkende Stampfelemente (mit einer gemeinsamen Exzenterlagerung) aufweist, die in Fahrtrichtung vor dem Bohlenkörper angeordnet sind. Bei dieser bekannten Verdichtungsbohle kommt es zwar aufgrund der zwei Stampfelemente zu einer höheren Verdichtung als bei einer Verdichtungsbohle, die nur ein einziges Stampfelement aufweist, doch hat es sich gezeigt, daß die dem Gegenstand der vorgenannten Druckschrift zugrundeliegende Aufgabe, eine derartige Verdichtungsbohle zu schaffen, die eine anschließende Nachverdichtung des Einbaumaterials erübrigt, mit dieser vorbekannten Verdichtungsbohle nicht zu lösen ist, daß also auch bei Einsatz einer derartigen Verdichtungsbohle regelmäßig ein anschließendes Endfinishen mittels einer Walze od. dgl. unentbehrlich ist.
So hat es sich bspw. gezeigt, daß es bei zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Stampfelementen im Arbeitsbereich des zweiten Stampfelementes (statt eines Verdichtungseffektes) zu einer Art Saugeffekt kommen kann, bei dem insbesondere die Fein- und Flüssiganteile des Baustoffes hochgesaugt (statt verdichtet) werden, und es kann überdies auch zu einem Losrütteln des bereits von dem ersten Stampfelement verdichteten Straßenbaustoffes kommen.
Es ist daher mit der DE 32 09 989 A 1 (bzw. dem zugehörigen Hauptpatent gemäß DE 31 14 049 C 3) auch bereits eine gattungsgemäße Verdichtungsbohle vorgeschlagen worden, deren (erster) Bodenplatte - in Fahrtrichtung des Fertigers - in konventioneller Weise ein Stampferaggregat mit einem sich quer zur Fahrtrichtung erstreckenden, leistenförmigen Stampfelements unmittelbar vorgeordnet worden ist, welches während des Verdichtungsbetriebes mit seiner Unterseite periodisch bis auf das (Höhen-)Niveau der Unterseite der (unmittelbar nachfolgenden ersten) Bodenplatte zu bewegen ist, wobei darüber hinaus eine eine Nachverdichtung bewirkende zweite Verdichtungseinrichtung mit einem sich ebenfalls quer zur Fahrtrichtung des Fertigers erstreckenden, leistenförmigen (zweiten) Verdichtungselement unmittelbar nachgeordnet ist, welcher eine mit ihrer Unterseite über die Unterseite der ersten Bodenplatte nach unten vorstehende, während des Verdichtungsbetriebes auf dem von dem Verdichtungselement der zweiten Verdichtungseinrichtung nachverdichteten Baustoff aufliegende zweite Bodenplatte unmittelbar nachgeordnet ist.
Bei dieser gattungsgemäßen Verdichtungsbohle gemäß der DE 32 09 989 A 1 bzw. DE 31 14 049 C 3 handelt es sich bzgl. der zweiten Verdichtungseinrichtung indes nicht um ein Stampferaggregat, sondern um eine (bereits aus der US-PS 36 14 916 bekannte) Verdichtungseinrichtung mit einer sog. Preßleiste, mit welcher (lediglich) schwellende Druckimpulse in das Einbaumaterial einzuleiten sind, die mittels eines Schwingungserzeugers bzw. -erregers erzeugt werden.
Dabei ist man davon ausgegangen, daß man mittels einer solchen, der ersten Bodenplatte (unmittelbar) nachgeordneten (Vibrations-)Preßleiste während des (Verdichtungs-)Betriebes tatsächlich zu einer vorgegebenen Verdichtung kommt, deren "geometrisches Ausmaß" so groß ist wie der Niveauunterschied zwischen der Unterseite der ersten Bodenplatte und der Unterseite der zweiten Bodenplatte. Dieses ist - je nach den jeweiligen Verhältnissen des konkreten Einsatzfalles - indes mitnichten regelmäßig der Fall. Kommt es nun aber durch die der ersten Bodenplatte nachgeordnete zweite Verdichtungseinrichtung bzw. deren (zweites) Verdichtungselement lediglich aufgrund der in das Einbaumaterial eingeleiteten periodischen Schwellimpulse zu einer geringeren Verdichtung als theoretisch vorgesehen, so kommt es ersichtlich überhaupt nicht dazu, daß die dem zweiten Verdichtungselement nachgeordnete zweite Bodenplatte auf der Oberseite des Einbaumaterials aufliegt, so daß sie überhaupt nicht (glättend) wirksam werden kann, und es kann sogar dazu kommen, daß der Umstand, daß die Unterseite des zweiten Verdichtungselementes (welches sich nach unten über die Unterseite der Bodenplatte hinauserstreckt) zwangsnotwendigerweise auf dem vorverdichteten Einbaumaterial aufliegt, dazu führt, daß selbst die erste Bodenplatte an ihrem rückwärtigen Abschnitt gar nicht auf der Oberseite des von dem vor ihr angeordneten Stampferaggregat vorverdichteten Einbaumaterials aufliegt, weil die Bodenplatten im Rahmen der Verdichtungsbohle eine konstruktiv vorgesehene feste Relativstellung zueinander haben, und dieses auch für die zweite Verdichtungseinrichtung (und damit deren Verdichtungselement) gilt, welche - wie ausgeführt - im Gegensatz zu einem Stampfelement eines Stampferaggregates, welches während des Verdichtungsbetriebes einen beachtlichen Hub ausführt, lediglich im Rahmen seiner Vibration minimalen Schwingungsbewegungen unterworfen ist, die lediglich einen geringen Bruchteil des höhenmäßigen Stufensprungs zwischen erster und zweiter Bodenplatte und damit auch zwischen der ersten Bodenplatte und der Unterseite des als Preßleiste ausgebildeten (zweiten) Verdichtungselementes der der ersten Bodenplatte nachgeordneten zweiten Verdichtungseinrichtung ausmachen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdichtungsbohle der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben Gattung bei einer sicheren hohen Nach- bzw. Endverdichtung insbesondere bezüglich ihres Antriebs mechanismus zu verbessern.
Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Diesbezüglich sei darauf verwiesen, daß die Merkmale der Ansprüche 2 und 3, wonach die Stampfelemente im Gegentakt angetrieben werden bzw. die Stampfaggregate (bzw. deren Stampfelemente) antriebsmäßig miteinander gekoppelt sind, gemäß der US-A-1 644 511 für eine Maschine zur Fertigung einer Betonfahrbahn an sich bekannt sind.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die mit den Stampfelementen verbundenen Hebelarme unterschiedlich lang sind, um auf diese Weise an den Stampfelementen unterschiedliche Stampfkräfte erzeugen zu können, wobei eine bevorzugte Ausgestaltung darin besteht, daß der am hinteren Stampfelement angreifende Hebelarm kürzer ist als der mit dem vorderen Stampfelement verbundene Hebelarm.
Überdies ist bevorzugt der (Stampfer-)Hub des Stampfelementes und/oder deren Stampffrequenz veränderbar, um die erfindungsgemäße Verdichtungsbohle auf unterschiedliche Verhältnisse (insbesondere unterschiedlich dicke Lagen von Einbaumaterial) einstellen zu können.
Wenn der Stampferantrieb gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung einen (vorzugsweise als Hydraulikzylinder ausgebildeten) Arbeitszylinder nur wie einen Schwingungserreger aufweist, kommt es bei der oben beschriebenen zweiarmigen Hebel-Antriebs-Ausgestaltung nicht zu unerwünschten, unkontrollierbaren Additionen oder Aufhebungen der erzeugten Schwingungen, weil sich durch die beim Verdichtungsbetrieb - wegen der unterschiedlich langen Hebelarme - ergebende Schwingmassendifferenz Schwingungsamplituden ergeben, die sich als gleichförmige Vibration auf die Bodenplatte(n) (insbesondere die vordere erste Bodenplatte) auswirken, wodurch auch ein gesonderter Vibrationsantrieb (zumindest) für die vordere erste Bodenplatte entfallen kann.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann der Stampferantrieb einen rotierend angetriebenen Exzenter aufweisen, der über ein Pleuel auf den Hebel (oder die Stampfer) einwirkt, wobei es sich ebenfalls zu Anpassungszwecken als zweckmäßig erwiesen hat, wenn die Exzentrizität des Exzenters zur Veränderung des Stampferhubes veränderbar ist.
Gemäß einer weiteren höchst bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann wenigstens ein Abschnitt der vorderen ersten Bodenplatte zur Verkleinerung der Höhendifferenz zur hinteren zweiten Bodenplatte gesteuert bis auf das Niveau der Unterseite der zweiten Bodenplatte absenkbar (und selbstverständlich in Zwischenstellungen arretierbar) sein, wobei diese Maßnahme insbesondere für unterschiedliche Schichtdicken von Einbaumaterial zweckmäßig ist. Durch ein solches Absinken, welches bevorzugt dadurch erfolgen kann, daß die vordere erste Bodenplatte um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, kann der Hub des nachgeordneten zweiten Stampfelementes bspw. dadurch unwirksam gemacht werden, daß die Unterseite der vorderen ersten Bodenplatte bis auf das Niveau der hinteren zweiten Bodenplatte abgesenkt wird, so daß das nachgeordnete zweite Stampfelement während seines Betriebes über beide Niveaus nicht mehr nach unten hervortritt.
Eine wie vorstehend bereits angeordnete Verstellung der Neigung der vorderen ersten Bodenplatte hat - gegenüber einem vertikalen Absenken - den Vorteil, daß ein besserer Übergang vom vorderen ersten Stampfelement auf das Niveau der Arbeitsfläche (= Unterseite) der hinteren zweiten Bodenplatte zu erreichen ist. Dabei kann ein solches verschwenkendes dosiertes Verstellen der vorderen ersten Bodenplatte bevorzugt durch eine Verstelleinrichtung mit einem Schneckentrieb erfolgen, wobei indes ersichtlich auch andere Verstelleinrichtungen wie ein Schrittmotor, eine Verstellschraube, Spindel od. dgl. vorgesehen sein können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der radiale Abstand der in Fahrtrichtung des Fertigers weisenden Vorderkante der vorderen ersten Bodenplatte zur Schwenkachse kleiner als der Abstand der zur hinteren zweiten Bodenplatte weisenden Hinterkante der ersten Bodenplatte, so daß die Hinterkante absenkbar ist, um durch eine Neigungsverstellung der ersten Bodenplatte den nachgeordneten zweiten Stampfer ggf. ganz oder teilweise unwirksam machen zu können.
Die Stampfelemente sind in an sich bekannter Weise bevorzugt an ihren in Fahrtrichtung weisenden unteren Vorderkanten angeschrägt, wobei die Anschrägung des vorderen ersten Stampfelementes einen größeren Winkel zur Horizontalen aufweisen kann als die Anschrägung des hinteren zweiten Stampfelementes, bspw. 45°/30°.
Ein Nachrüsten herkömmlicher Fertiger mit der erfindungsgemäßen Verdichtungsbohle sowie ein Auswechseln einer Verdichtungsbohle zu Reparaturzwecken wird gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die vordere erste Bodenplatte und die Stampfaggregate eine austauschbare Baueinheit bilden.
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Verdichtungsbohle 1' mit einem Verdichtungsbalken 1, der eine - in Fahrtrichtung 4 vornliegende - vordere erste Bodenplatte 2 aufweist, die während des Betriebes flächig auf dem Baustoff (= Einbaumaterial) aufliegt und auf dieses einwirkt (s. Fig. 2).
Der ersten Bodenplatte 2 ist ein eine Vorverdichtung bewirkendes Stampferaggregat 5 mit einem sich quer zur Fahrtrichtung 4 erstreckenden, leistenförmigen Stampfelement 5' unmittelbar vorgeordnet, welches während des Verdichtungsbetriebes mit seiner Unterseite 23 periodisch bis auf das Niveau 24 der Unterseite 25 der ersten Bodenplatte 2 zu bewegen ist.
Der ersten Bodenplatte 2 ist ein eine Nachverdichtung bewirkendes zweites Stampferaggregat mit einem sich ebenfalls quer zur Fahrtrichtung 4 erstreckenden, leistenförmigen (zweiten) Stampfelement 6' unmittelbar nachgeordnet. Die beiden Stampfelemente 5', 6' weisen jeweils an ihrer Vorderseite (unten) Anschrägungen 5a bzw. 6a auf, wobei die Anschrägung 5a des in Fahrtrichtung 4 vornliegenden ersten Stampfelementes 5' in Relation zur Horizontalen nicht so steil ist wie die Anschrägung 6a des der ersten Bodenplatte 2 unmittelbar nachgeordneten zweiten Stampfelementes 6'.
Die beiden Stampfelemente 5', 6' sind über einen zweiarmigen (Kipp-)Hebel 7 miteinander verbunden, der um eine Drehachse 8 schwenkbar gelagert ist. Der in der Zeichnung der besseren Übersicht halber nicht dargestellte Antrieb für die Stampfaggregate 5, 6 bzw. deren Stampfelemente 5', 6' greift an einer Lasche 9 an, so daß die beiden Stampfelemente 5', 6' periodisch oszillierend zu einer Auf- und Abwärtsbewegung angetrieben werden, wenn der Hebel 7 um seine Schwenkachse 8 hin- und herkippt.
Der Hebelarm 7a, an dem das in Fahrtrichtung 4 vorn angeordnete Stampfelement 5' angeordnet ist, ist länger als der Hebelarm 7b, an dem das Stampfelement 6' angeordnet ist, so daß die beiden Stampfaggregate 5, 6 unterschiedliche Stampfkräfte ausüben.
Der Verdichtungsbalken 1 ist um eine Schwenkachse 11 in Richtung des Pfeiles 12 schwenkbar, d. h. mit seinem dem Stampfaggregat 6 zugewandten Abschnitt absenkbar und somit in seiner Neigung einstellbar.
Die vorstehenden Darlegungen sind insbesondere aus Fig. 2 erkennbar, die eine vergrößerte Teildarstellung der Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt.
Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, weist die Verdichtungsbohle 1' eine sog. Hauptbohle 13 auf, die zur Verstellung/Einstellung der Arbeitsbreite außer dem Raum 14 vier seitlich ausfahrbare Verstellbohlen aufweist, welche ebenfalls Bestandteile der Verdichtungsbohle 1' bilden, wobei die Hauptbohle 13 und die im Raum 14 anzuordnenden Verstellbohlen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, prinzipiell gleich aufgebaut sind.
In Fig. 1 ist mit gestrichelten Linien 2a angedeutet, daß die vordere erste Bodenplatte 2 um die Schwenkachse 11 in ihrer Neigung verstellt werden kann. Zur Verstellung des Verdichtungsbalkens 1 - und damit der vorderen ersten Bodenplatte 2 - ist eine Spindel 17 vorgesehen.
In Fig. 1 ist weiterhin mit gestrichelten Linien angedeutet, wie sich die Stampfelemente 5', 6' um die Schwenkachse 8 bewegen, wobei die Stampferaggregate 5, 6 bzw. deren Stampfelemente 5', 6' durch eine Exzenterwelle 16 angetrieben werden, die über ein Pleuel 15 mit der Lasche 9 des Hebels 7 verbunden sind.
Weiterhin ist in Fig. 1 zu erkennen, daß dem Stampfelement 6' des zweiten Stampferaggregates 6 eine mit ihrer Unterseite 26 über die Unterseite 25 der ersten Bodenplatte 2 nach unten vorstehende, während des Verdichtungsbetriebes auf dem von dem Stampfelement 6' des zweiten Stampferaggregates 6 nachverdichteten Baustoff aufliegende zweite Bodenplatte 18 unmittelbar nachgeordnet ist. Es ist weiterhin aus Fig. 1 zu erkennen, daß das zweite Stampfelement 6' in seiner Auf- und Abwärtsbewegung bis auf die mit dem Baustoff 3 in Eingriff stehende Arbeitsfläche der hinteren zweiten Bodenplatte 18 hinuntergelangt.
Auch die vordere erste Bodenplatte 2 ist in ihrer Neigung so verstellbar, daß ihr rückwärtiger Bereich bis auf das Niveau der Arbeitsfläche der hinteren zweiten Bodenplatte 18 absenkbar ist.
Fig. 3 zeigt eine Variante gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, wobei zusätzlich zur Hauptbohle 13 eine Verstellbohle 14' vorgesehen ist. Die Ausführungsform der Hauptbohle 13 gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 lediglich durch eine andere Verstelleinrichtung für den Verdichtungsbalken 1, die bei diesem Ausführungsbeispiel statt einer Spindel 17 einen Arbeitszylinder 19 aufweist.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Verdichtungsbohle gemäß Fig. 3 in Richtung der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3 gesehen, allerdings nur eine Hälfte der Hauptbohle 13. An der linken Seite von Fig. 3 befindet sich die Mitte der Hauptbohle 13; hier setzt sich die Hauptbohle 13 tatsächlich nach links weiter fort.
Die Hauptbohle 13 könnte grundsätzlich jeglicher zuvor bereits beschriebener oder ähnlicher Ausgestaltung sein, wobei hier eine Hauptbohle 13 gemäß Fig. 3 dargestellt ist.
Es ist zu erkennen, daß der Verdichtungsbalken 1 über Arbeitszylinder 19 verstellbar ist, ohne daß dabei auch die Stampferlagerung verändert wird, da der Verdichtungsbalken 1 über die Arbeitszylinder 19 relativ zu den Stampfern separat aufgehängt ist.
Weiterhin ist erkennbar, wie die Exzenterwelle 16 und die Lasche 9 des Hebels 7 aufgebaut sind. Dabei ist insbesondere erkennbar, daß die Exzenterwelle 16 in dem Bereich, in dem sie vom Auge des Pleuels 15 umfaßt wird, exzentrisch ausgebildet ist, und daß zu dieser vorgegebenen Exzentrizität noch die Exzentrizität einer Lagerschale 21 hinzukommt, welche die Exzenterwelle 16 in diesem Bereich umschließt. Diese Lagerschale 21 ist um die Exzenterwelle 16 koaxial verdrehbar. Mit einer Scheibe 22 wird die eingestellte Exzentrizität fixiert.
Je nach Drehstellung der Exzenterwelle 16 und der Lagerschale 21 zueinander, addieren oder subtrahieren sich die Exzentrizitäten der Exzenterwelle 16 und der Lagerschale 21, so daß der von der Exzenterwelle 16 und der Lagerschale 21 gebildete Exzenter, der von dem Auge des Pleuels 15 umfaßt ist, in seiner Exzentrizität veränderbar ist, wobei eine Veränderung dieser Exzentrizität eine Veränderung des Stampferhubes der Stampfaggregate 5, 6 bzw. deren Stampfelemente 5', 6' bewirkt.
Weiterhin ist in Fig. 4 eine Kupplung 23' angedeutet, durch welche die Exzenterwelle 16 aktiv rotierend angetrieben wird.
Fig. 5 zeigt schließlich ein weiteres (drittes) Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verdichtungsbohle 1', die sich gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen durch eine veränderte Ausführungsform ihrer Verstelleinrichtung auszeichnet, wobei in Fig. 5 die Verstelleinrichtung einen Ölmotor 20 mit einem Schneckengetriebe zeigt.