DE2551305A1

DE2551305A1 - Walze zum verdichten von strassendecken

Info

Publication number: DE2551305A1
Application number: DE19752551305
Authority: DE
Inventors: Wladimir W Badalow; Nikolaj J Charchuta; Jurij B Deinego; Ernst I Denikin; Wladimir I Gijenko; Dawid A Kaplan; Aleksandr D Kasakow; Michail A Lajewskij; Aleksej A Martschenko; Wjatscheslaw I Okunew; Aleksandr A Schestopalow; Aleksandr A Wasiljew
Original assignee: Leningradsky Politekhnichesky Institut
Current assignee: Leningradsky Politekhnichesky Institut
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1976-05-20
Also published as: DE2551305C3; DE2551305B2; CA1045439A; FR2291319B1; FR2291319A1; JPS546801B2; JPS5262905A

Description

Leningradskij plitechnitscheskij 14-, November 1975

institut imeni M.I. Kalinina, EZ/B/Hu

Leningrad / UdSSR _{p 62}

WlLZE ZUM VEBDICHTEN VOK STEASSENEECKEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Verdichten konstruktiver Elemente von Fahrbahndecken und betrifft insbesondere Walzen zum Verdichten von Straßendecken sowohl mit statischer als auch ^mit Vibrationswirkung, die im Bauwesen und in anderen mit dem Bauwesen verbundenen Gebieten der Technik Verwendung finden.

Am wirksamsten kann die Erfindung im Bauwesen als Straßenwalze statischer Wirkung verwendet werden, die vorwiegend zum Verdichten konstruktiver Elemente von Fahrbahndecken, die aus Asphaltgemisch oder Asphaltbetonmischung ausgeführt sind, zum Einsatz gelangt· Ein weiteres wichtiges Gebiet der Technik, wo die

Erfindung zur Anwendung kommen kann, ist das Transporteiner
wesen, genauer bei/ besonderen Klasse von maschinen

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dieses Gebiets, den Zugmaschinen, bei denen die vorliegende Lrfindung als Mittel zur Vergrößerung der Beibungsmasse verwendet werden kann.

Das ständige Wachstum der Herstellung von Landfahrzeugen, hervorgerufen durch den zunehmenden Umfang des Güterverkehrs, zwingt dazu, besondere Aufmerksamkeit dem Straßenbau zu schenken.

Unter einer ganzen Reihe von Paktoren, die die Qualität der zu bauenden Straße bestimmen, sind die wichtigsten die Dichte und Festigkeit ihrer Decke, insbesondere

ihrer konstruktiven Schichten, welche aus Asphalt oder Asphalthergestellt beton (im weiteren"Straßenbaugemisch"genannt) / werden.

Während die Festigkeit der Decke in der Hauptsache durch eine ganze Reihe von technologischen Faktoren bestimmt wird, die während der Zubereitung des Straßenbaugemisches realisiert werden, ist die Dichte der Decke (cLas Resultat) allein/der Behandlung des schon fertigen Straßenbaugemisches unmittelbar auf der Straße, d.h. das Resultat des mechanischen Verdichtungsprozesses. In der Regel ist das Ziel der mechanischen Verdichtung die Schaffung eines Materials mit geringer Porosität, die neben der physikalischen Festigkeit des Materials der Straßendecke die Hauptkenrgröße ist, welche die Beständigkeit derselben während der B_enu-t_zungbestimmt. Wenn die Porosität die zulässigen Grenzen übersteigt, so führt das unter den

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besonders in nördlichen Breiten jäh umschlagenden Witterungsverhältnissen zur schnellen Zerstörung der Decke und erfordert zusätzliche Aufwendungen für ihre Ausbesserung.

Die Ursache der Zerstörung der Decke ist die Feuchtig-

und
keit, die in die Poren gelangt /in Abhängigkeit von der

der Decke
Temperatur das Volumen/verändert und auf diese Weise außer den Betriebslasten/zusätzliche innere Spannungen der Decke erzeugt, welche oft die einzige Ursache ihrer Zerstörung sind» "XJ Belastungen beim Befahren der Straße

Zur Erreichung einer minimalen Porosität der Decke und ihrer maximalen Festigkeit, die in gewissem Maße auch von der Porosität abhängt, ist man bestrebt, den Verdichtungsablauf derart zu wählen, daß die Spannungen, die von den Verdichtungsmaschinen in dem auf den Unterbau der Straße aufgebrachten Straßenbaugemisch erzeugt werden, in einem bestimmten Verhältnis zur Festigkeitsgrenze dieses Gemisches stehen. Dieses Verhältnis hat die Form GT=O,94-0,98 6] , wobei (5 der Augenblickswert der Spannung, erzeugt im Straßenbaugemisch, und O^ die Festigkeitsgrenze des Straßenbaugemisches ist.

ϊ,ΐη sehr wichtiger Umstand, der beim Verdichten des

werden muß Straßenbaugemisches berücksichtigt / , ist, daß das Gemisch auf den Straßenunterbau bei einer Temperatur von 140-160°C aufgebracht wirdJ im Prozeß der Verdichtung fällt diese Temperatur auf die Umgebungstemperatur ab· Der Tempe-

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raturabfall hat einen exponentialen Charakter. Im Lichte

erweist sich. als

des Obengesagten / der Verdichtungsvorgang/sehr arbeitsintensiv , da O^ seinen Wert in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, was bedeutet, daß O ständig nach dem vorstehend angeführten Verhältnis verändert werden muß, indem man der Änderung von O^ folgt. Mit anderen Worten muß die an das Straßenbaugemisch während der Verdichtung desselben angelegte Belastung gleichfalls nach dem exponentialen Gesetz unter ständiger Vergrößerung dieser Belastung verändert werden. Der günstigste Temperaturbereich des Straßenbaugemisches, in dem die Verdichtung ausgeführt wird, ist das Intervall von 140-160° bis 60-50°, in welchem das aufgebrachte Straßenbaugemisch unter Belastung desselben nach dem exponentialen Gesetz zu verdichten ist.

Bei der Schaffung moderner Mittel zum Verdichten von Deckel,u.zw. Straßenwalzen, ist man bestrebt, die Forderung nach der allmählichen li-rhöhung der Belastung des abkühlenden Straßenbaugemisches maximal zu erfüllen. Im Zusammeag damit ist gegenwärtig ein Verfahren zum Verdichten der Decke üblich » welches darin besteht, daß die Verdichtung nacheinander mittels mehrerer Walzen unterschiedlichen Gewichtes - beginnend mit leichten Walzen, und anschließend mit schweren - durchgeführt wird. Ausgehend davon ist es üblich, alle Walzen in drei Gewichtsklassen

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eine

zu unterteilen:/leichte Klasse mit einem Gewicht "bis zu 5 Toneine
nen,/mittlere Elasse mit einem Gewicht von 5 bis 10 Tonnen

eine
und/schwere mit einem Gewicht über 10 Tonnen, Obwohl diese Unterteilung üblich ist, hat sie nur bedingten Charakter. Innerhalb jeder Klasse ist noch eine größere Untergliederung nach dem Gewicht möglich; so schließt beispiels-

. einem . von weise die leichte Klasse Walzen mit / Gewicht/1,5 t, 3 t und 5 t usw. ein.

Zur Realisierung der vorerwähnten Methode sind 3> bis 7

η und mehr Walzen verschiedener Gewichtsklasse/erforderlich. Die moderne Verdichtungstechnologie ist an und für

die

sich einfach, erfordert jedoch/strenge Linhaltung der Zeitverschiedenen Intervalle der Arbeit der Walzen der /Gewichtsklassen. Dazu wird die Temperatur der Decke laufend gemessen und im erforderlichen Augenblick die jeweilige leichtere Walze gegen

Abgesehen

eine andere, schwerere Walze ausgewechselt. / von den Schwierigkeiten bei der Bestimmung des Moments des Walzenwechsels,

auch

die zur Zeit im wesentlichen überwunden werden, ist es/unmöglich, den optimalen Verdichtungsgrad der Decke unter ständiger Einhaltung des Verhältnisses O =0,94-0,98 O^ zu gewährleisten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Temperaturabfall fortwährend vor sich geht, während die Walze ein konstantes Gewicht hat, so daß folglich die Hegel der exponentialen Veränderung der Belastung der Decke nicht eingehalten wird· Es ist offensichtlich, daß die Be-

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lastung der Decke "bei der Arbeit nach dieser Methode sich stufenweise verändert.

Die modernen Walzen statischer V/irkung, d.h. die Walzen, die ihr eigenes Gewicht zur Verdichtung ausnutzen, enthalten fast alle mit Ausnahme von Handwalzen ein Fahrgestell in Form eines geschweißten oder genieteten Eahmens» an dem uDerjcLämpfer Verdichtungsorgane - die Walzenkörper- "befestigt

wesen.tlic.hen sind. Letztere stellen im / zylindrische Drehkörper dar, bei denen die Form der Mantellinien ihrer Oberflächen

die Unterteilung der Walzen statischer

"bestimmt
Wirkung in verschiedene Arten / , insbesondere in Glatt-

(Nockenwalzen) walzen, pneumatische Schaffußwalzer/, Gitterrad-, Scheiben-, Segmentwalzen u.a. Der Unterschied zwischen den einzelnen Walzenarten wird im wesentlichen nur durcn die Form des

die . Verdichtungsorgans bestimmt, und im übrigen sind/einzelnen Baugruppen und -teile dieser Walzen fast gleich. Außer den obengenannten Baugruppen enthalten die Straßenwalzen einen Verbrennungsmotor, dessen Leistung sich nach der Gewichtsklasse der Walze richtet. Der Motor steht über eine Transmission mit einer oder zwei Aalzenkörpern in Verbindung. Insgesamt kann zwar die Walze eine größere Anzahl von Walzenkörpern enthalten, jedoch beschränkt die technologische und konstruktive Zweckmäßigkeit die Zahl der Walzenkörper auf 1 bis maximal 3·

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im Fahrgestell ist außer dem Motor und der Transmission ein Steuerungssystem für die Walzen vorgesehen , das eine Lenkung einschließt, deren Steuerrad sich im Fahrerhaus befindet. Außer den vorgenannten Baugruppen ist eine Baueinheit zum Benetzen der Walzenkörper vorhanden, da jedoch der Einfluß derselben auf die Arbeit der Walze unbedeutend ist_$ wird ihre Arbeit nicht näher erläutert.

Einen besonderen Platz in der Konstruktion der Walze nimmt die Ballasteinrichtung ein, die eigentlich die Hauptbaugruppe ist, welche die Wirksamkeit der Walze bestimmt· Diese Einrichtung dient zur statischen Belastung der Walzenkörper beim Walzen der Decke. Von der Konstruktion dieser Baueinheit hängt nicht nur die Konstruktion der eigentlichen Walze, sondern auch die Technologie des Aufbringens

sinnvoll, hier £r? der Straßendecke ab. Es erscheint/auf die Bauart der zur Zeit vorhandenen Ballasteinrichtung en sowie darauf ^ausführlich/einzugehen, wie sie mit der Walze verbunden sind und wie sie die Arbeit der letzteren beeinflussen.

Die einfachste Art der Ballasteinrichtung ist eine Kombinanation einzelner Walzenelemente, die bewußt mit . erhöhtem. Gewicht ausgeführt werden. Bei Walzen mit einem

durch eine Ballasteinrichtung

derartigen Prinzip der Beschwerung/ werden die Walzenkörper massiv aus Gußeisen hergestellt, oder in sie , genauer in eigens dafür in den iJalzenkörpern vorgesehene Hohlräume wird Beton gegossen, der dort erhärtet. Eine solche WaI-

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ze erzeugt eine nur ihrem Eigengewicht gleiche statische Belastung der zu verdichtenden Decke, worin gerade ihr Hauptnachteil besteht, ungeachtet lessen ist diese Walze eine der meist verbreiteten.

Wenn als Ballast Flüssigkeit und insbesondere Wasser dient, so besteht die Ballast ei η richtung aus einem Behälter» der mit aller notwendigen Absperrarmatur versehen und vorwiegend am Fahrgestell auf eigens dafür vorgesehenen Stützen angeordnet wird·

Ballast in Form einzelner Blöcke» die aus Baustein oder Metall bestehen, bedingt einen kassettenförmigen Aufbau der Ballasteinrichtung. In den Zellen einer Kassette werden die erwähnten Blöcke untergebracht, derart, daS ihr Herausziehen oder Einbringen einen minimalen Zeitaufwand

die erfordert. Obschon die veränderliche Belastung durch/ vor-

von Ballasteinrichtungen

stehend geschilderten Arten/es bereits gestattet, die statische Belastung der Walzenkörper während der Verdichtung der Straßendecke zu ändern, ist eine solche Regelung wegen ihres

stufenweisen

Verlaufs und wegen der unproduktiven Zeitverluste für den Ballastwechsel wenig effektiv. Dabei ist zu bemerken, daß Walzen mit Ballasteinrichtungen

C-?

der oben beschriebenen Bauart/ die Verwendung <(im Bauzyklus der Becke^von Hebezeugen und Förderanlagen erfordern, deren Einsatz periodisch und somit unrentabel ist.

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Ferner ist eine Walze bekannt» die mit pneumatischen Walzenkörpern versehen ist, welche in Kombination mit einer beliebigen der vorbeschriebenen Ballasteinrichtungen eine neue Art der Ballasteinrichtung ergeben, die gegenüber allen bisher bekannten zweifellos Vorteile besitzt. Ihr Wesen besteht darin» daß der pneumatische Walzenkörper eine Reihe von gleichachsig angeordneten Rädern mit aufblasbaren Reifen darstellt» deren Innenräume über ein gemeinsames Gasverteilungssystem mit einer Gasverdichteranlage in Verbindung stehen. Dadurch ist es möglich, während der Arbeit der Walze Gas in die Reifen hinzuzupumpen oder dieses aus

her
den Reif en/auszulassen, wodurch die Eontaktfläche zwischen Reifen und Decke verändert wird, und folglich im Bndergebnis auch den spezifischen Druck auf die Decke zu regeln. Insbesondere führt der erhöhte Druck in den Reifen zur Erhöhung des spezifischen Drucks auf die Decke, da die Fläche des Eontaktes zwischen Reifen und Decke dabei geringer ist als bei niedrigerem Druck in den Reifen. Der Nachteil dieser Wa]Lze ist darin zu sehen, daß die Eontaktfläche des Reifens mit der Decke nicht in weitem Bereich geregelt werden kann, so daß man gezwungen ist, stets

die Belastung durch Änderung des Gewichtes der Walze zu receln. Überdies gestattet das konstruktiv

ζ ¹ komplizierte Gasversorgungssystem der Reifen gegenwärtig es nicht, Walzen mit dieser Art von Ballasteinrichtungen weit-

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gehend einzusetzen, obwohl letztere gegenüber den anderen bekanntei Einrichtungen.
Vorteile besitzen. Zu den Walzen mit glatten Walzenkörper^ die\in gewissem MaSe^n ihrer Arbeitsweise den pneumatischen Walzen nahekommen, kann man Walzen zählen, "bei denen ein Ballastblock bezüglich des Fahrgestellrahmens beweglich ausgeführt, d.h. an einem längs dem Eahmen verschiebbaren Lchlittei montiert ist, was die Möglichkeit bietet, durch Lageänderung des Ballastes am Fahrgestell dsn spezifischen Druck an den Walzenkörpern dank Umverteilung der Belastung der letzteren zu verändern« Die Walze mit einer derartigen Ballasteinrichtung hat'<keine breite praktische Anwendung^wegen des komplizierten Aufbaus, der niedrigen Effektivität und eines engen Eegelungsbereich.es für den erzeugten Druck/gefundem. Die oben angeführte Übersicht der zur Zeit bestehenden Ballast-

systeme läßt folgende gemeinsame Nachteile der ViaIzen erkennen:

Frhöhtes Gewicht der Walzen infolge der mas-

einem übermäßigen siven Ballasteinrichtung en, was wiederum zu / Verbrauch an Metall führt; das erhöhte Gewicht der Walzen wirkt sich in einer Erhöhung des Energiebedarfs der Walzen aus;

die Notwendigkeit, zusätzliche Hebezeuge und Fördermittel zum Bewegen der Walze von einem Abschnitt der auszuführenden Arbeiten zum anderen einzusetzen, weil die

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modernen Walzen für die Bewegung über größere Entfernungen ^nicht/ausgelegt sindt was durch ihre niedrige Geschwindigkeit "bedingt ist, die unmittelbar den technologischen Funktionen uer Walzen entspricht; hätte man jedoch die Walze mit der Fähigkeit versehen, sich über größere Entfernungen selbständig bewegen zu können, so würde das zu einem übermäßigen Verbrauch an Krafts fcoft und zum vorzeitigen Verschleiß der Mechanismen führen, was auf die Massivität der modernen Walzen zurückzuführen ist; d» große Vielfalt der Walzen unterschiedlicher

Gewichtsklasse^ die letzten Endes von der Notwendig-

regep-baren Belastung keit einer in weitem Bereich/bestimmt wird,

was es nicht erlaubt, eine effektive Vereinheitlichung der Baugruppen der Walzen durchzuführen;

die ungenügende Qualität der hergestellten Stra Eendecke auf Grund dessen, daß die modernen Walzen keine stufenlose Erhöhung der Deckenbelastung ununterbrochen während des gesamten Verdichtungszyklus gewährleisten, sondern dies stufenweise machen, selbst im Falle der Verwendung von Walzen mit Druckluft-Walzenkörpern;

das Fehlen jeglicher Automatisierung der unterschiedlichen Belastung je nach dem Verdichtungsgrad·

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der vorerwähnten Nachteile·

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Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt, eine Walze zum Verdichten von Straßendecken zu schaffen, in der die Ballasteinrichtung derart ausgeführt ist , daß eine stufenlose Änderung der von der Walze auf die Straßendecke ausgeübten Belastung je nach der Temperatur der Decke sichergestellt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Walze zum Verdichten von Straßendecken, die ein Fahrgestell mit Verdichtungswalzenkörpern und eine Ballasteinrichtung enthält, erfindungsgemäß die Ballasteinrichtung eine Kammer aus einem gasdichten Material besitzt, die an einer Seite offen und derart angeordnet ist, daß die zu verdichtende Decke während der Arbeit den offenen Teil der Kammer überdeckt und diese gegenüber dem umgebenden Medium hermetisch abschließt, wobei der Hohlraum der Kammer mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht und deren Boden mit dem Fahrgestell auf solche Weise verbunden ist, daß bei der Urzeugung eines Unterdrucks in der Kammer die Kraft vom Kammerboden auf das Fahrgestell übertragen wird.

Die nach der Erfindung vorgeschlagene Konstruktion der Walze gestattet es, zur Veränderung des Gewichtes der

Walze auf die traditionelle Belastung der Walze mit Geeine

wichtsballast oder auf/spezielle Beschwerung der Walzenelemente zu verzichten« Dies vermindert das Gewicht der Walze, deren Konstruktion nur ausgehend von den Festigkeitsbedin-

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gungen ausgelegt wird· Die vorgeschlagene Ballasteinrichtung der Walze erlaubt es, die zu verdichtende Decke durch Regelung des Unterdruckgrades in der Kammer stufenlos zu belasten, welche Begelung durch Änderung der Leistung der Unterdruckquelle in weiten Grenzen erreicht wird· Die zeitliche Begelung der Größe des Unterdrucke in der Kammer und folglich auch der auf die Decke einwirkenden Kraft kann nach einem beliebigen Gesetz, darunter auch nach dem exponentialen Gesetz, vorgenommen werden, was früher nie erzielt wurde· Durch diesen Umstand kann die Qualität der zu verdichtenden Decke beträchtlich verbessert werden. Außerdem bietet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, die Vielfalt der hergestellten Walzen stark zu reduzieren und die Baugruppen derselben zu vereinheitlichen, wodurch der Umfang der Walzenherstellung vergrößert werden kann·

Es ist zweckmäßig, daß die der Decke zugewandte Stirnseite der Kammer ein Dichtungselement aus einem gasdichten Material aufweist .Dieses Dichtungselement gestattet es, den Luftzustrom in den Hohlraum der Kammer zu vermindern und dadurchiden Energiebedarf des Antriebs der Unterdruckquelle herabzusetzen.

Es ist ferner zweckmäßig, daß der Boden der Kammer mit der Wand mittels eines elastischen Dichtungselementes aus einem gasdichten Material verbunden ist·

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Eine derartige Verbindung des Bodens mit der Kammerwand

gestattet es, die Größe des Spaltes zwischen den Peripherie*

kanten der Kammer und der Decke konstantzuhalten, die 'von der vibration der Walze in vertikaler Richtung <picht,> abhängt. Außerdem kann dank dieser Kammerbauart die Unterdruckquelle wirtschaftlicher genutzt werden.

Es ist zweckmäßig, daß das Fahrgestell starr mit ihm verbundene Läng¥ührunsen und einen iJchlitcen aufweist, der in diesen Führungen angeordnet ist und die Kammer trägt»

en.

wodurch bei Bewegung' der Walze die Kammer bezüglich der zu verdichtenden Decke unbeweglich bleibt.

Eine derartige Konstruktion der Ballasteinrichtung erlaubt es, den Spalt zwischen der Kammer und der Decke praktisch zu beseitigen., wodurch der Luftzustrom in die Kammer unterbunden wird, was die Wirtschaftlichkeit der Ausnutzung der Unterdruckquelle gleichfalls beträchtlich erhöht.

Gemäß einer der Ausführungsvarianten der Erfindung besitzt die Ballasteinrichtung eine Vielzahl von Kammern mit Schlitten, die hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind und eine endlose Kette bilden, wobei eine am Fahrgestell montierte Fährung vorhanden ist, in der die Schlitten zur Verschiebung der Kammern auf einer vorgegebenen Bahn angeordnet sind*

Der Vorteil einer solchen Konstruktion der Ballst einrichtung liegt darin, daß die Möglichkeit geschaffen wird,

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bei minimaler Leistung der Unterdruckquelle eine Vergrößerung der Ballastkraft bu erhalten, die ein Vielfaches der in Eontakt mit der Decke stehenden Kammern beträgt, ohne daß dabei die Länge des Arbeitsstreifens der Walze begrenzt wird. Dadurch wird eine kontinuierliche Bewegung der Walze auf dem zu verdichtenden Streifen der Decke gewährleistet.

Eine der Ausführungsvarianten der Erfindung besteht darin, daß die Ballasteinrichtung ein endloses Band aus einem elastischen gasdichten Material enthält, das alle Kammern verbindet und als Dichtungselement für sämtliche Kammern dient·

Diese Verbindung der Kammern ermöglicht es, die Bewegung der Vielzahl von Kammern in der Führung des Fahrgestells zu ordnen· indem ein strenger Abstand zwischen ihnen und folglich/ vorberechnete Aufeinanderfolge des Kontaktes der Kammern mit der zu verdichtenden Decke und somit eine geringere Schwankung der Belastung der Walzenkörper der Straßenwalze sichergestellt werden. Außerdem gibt das Band, welches zugleich das Dichtungselement für alle Kammern ist, die Möglichkeit, Einzelabdichtungen für die Kammern zu vermeiden, die eine entsprechende Einstellung erfordern würden.

Es ist zweckmäßig, die Unterdruckquelle mit einer Verteilereinrichtung in Form eines zylindrischen Behälters, der mit der Unterdruckquelle in Verbindung steht, und mit einem Hantelschuß, der den Behälter dreh-

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bar um denselben umfaßt, zu versehen, wobei in der zylindrischen Wand des Behälters eine durchgehende Nut vorhanden ist und im unteren Teil des Mantelschusses gegenüber dieser Nut Stutzen auge ordnet sind, welche mittels Bohrleitungen mit den Kammern in Verbindung stehen, wobei die Größe der Hut in dem zylindrischen Behälter in

von

Abhängigkeit /der Zahl der mit der Decke im Kontakt befindlichen Kammern gewählt wird·

Bei einer solchen Konstruktion entfällt die Notwendigkeit, ein System zum individuellen und wahlweisen Anschluß der Kammern an die Unterdruckquelle zu schaffen· Auf diese Weise wird die Aufgabe des automatisch aufeinanderfolgenden Anschlusses einer Eeihe von in Kontakt mit der zu verdichtenden Decke stehenden Kammern an die

es

ünterdruckquelle gelöst. Überdies gestattet/ein derartiges System, die Unterdruckquelle wirtschaftlicher zu nutzen, welche nur die im Kontakt mit der zu verdichtenden Decke befindlichen Kammern bedient, während die an der Arbeit nicht teilnehmenden Kammern in dieser Zeit von der Unterdruckquelle abgeschaltet sind.

Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Lezug auf die Zeichnungen verständlich; in den Zeichnungen zeigt

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eine
Fig. I/ Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Walze

zum Verdichten von Straßendecken;

die
Fig. J^ Kammer der Ballasteinrichtung (Querschnitt);

Θ XX16

Fig. J/Eonstrulctionsvariante der Kammer der Ballasteinrichtung (Querschnitt);

eine

Fig. 4, 5 hammer mit in Führungen angeordnetem Schlitten;

eine einer

Fig. 6/ Gesamtansicht der Walze mit/Ballasteinrichtung in Form einer Vielzahl von Kammern, die in einer endlosen Führung angeordnet sind;
eine

Fig. /J"Variante der Verbindung der Kammern;

eine

Fig. ^Unterdruckquelle mit Verteilereinrichtung;

eine
Fig. S/ Verteilereinrichtung mit Kammer.

Die Walze 1 zum Verdichten von Straßendecken (Fig. 1) enthält ein Fahrgestell 2, das als räumliche Schweißkonstruktion ausgebildet ist» an der alle Hauptbaugruppen angeordnet sind und an der mit Hilfe von Federn (in Fig. nicht abgebildet) Verdichtungsorgane in Form von glatten zylindrischen Walzenkörpern 5 befestigt sind, welche auf Wellen 4- angeordnet sind. Die linden der Welle 4- des vor·» deren Walzenkörpers 3 sind in einem Schwenkrahmen 5 aufgenommen, der mit Hilfe von (in, Fig. nicht gezeigten) Lenkstangen mit einem Steuerrad 6 verbunden ist, welches sich im Fahrerhaus befindet* Der hintere walzenkörper 3

den

ist angetrieben und steht über eine (in/ Fig. nicht dargestellte) Transmission mit einem Verbrennungsmotor 7 in

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Verbindung, der in der Zone dieses Walzenkörpers 5 am Fahrgestell 2 montiert ist. iJer Motor 7 ist mit Hilfe einer Kardanwelle 8 mit einem Schaltgetriebe 9 verbunden, dessen Kupplungshebel 10 sich im Fahrerhaus befindet. Die Ausgangswelle 11 des Schaltgetriebes 9 ist mit der Achse (nicht gezeigt) eines Kadialventilators 12, der die Unterdruckquelle darstellt, starr verbunden. Ein Eintrittsstutzen 13 des Ventilators 12 steht über ein Übergangsstück 14, eine elastische Rohrleitung 15 und ein am Boden 17 einer Kammer 18 der Ballasteinrichtung befestigtes Übergangsstück 16 mit dem Hohlraum der Kammer 18 in Verbindung.

Die Kammer 18 ist als umgekippter Becher mit einer Wand 19 ausgebildet, die an der Stirnseite mit einem elastischen Dichtungselement 20 in Form einer Labyrinthdichtung versehen ist·

Das Element 20 stellt einen Satz von verschieden hohen Ringen 21 aus einem elastischen Material dar, die koaxial angeordnet und an einer gemeinsamen Scheibe 22 (Fig· 2) befestigt sind, welche mit der Wand 19 der Kammer 18 verbunden ist. Die verschieden hohen Ringe 21 des Dichtungselementes 20 bilden eine typische Labyrinthdichtung. Es sei bemerkt, daß die Kammer 18 aus einem gasdichten Material bestehen soll, am besten aus Stahl, der die Verbindung der Kammer 18 mit den anderen Konstruktionselementen der Walze 1 erleichtert. Die Form der Kammer

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in der Planansicht hat keine "besondere Bedeutung und kann auch eine beliebig andere (quadratisch, rechteckig, oval usw·) sein.

Die Kammer 18 ist mit Hilfe der Kolbenstangen 23 von Hydraulikzylindern 24 mit dem Fahrgestell 2 gelenkig verbunden· Der Hauptzweck der Hydraulikzylinder 24 besteht darin, daß über sie die Kraft von der Kammer 18 auf das Fahrgestell 2 bei der Arbeitsstellung der Ballasteinrichtung übertragen wird, mit anderen Worten dann, wenn die Kammer 18 über der Decke angeordnet ist und aus ihr Luft abgepumpt wird· Die Hydraulikzylinder 24 werden vom Führer aus der Kabine mittels Hegelung der Förderleistung einer hydraulischen Pumpe gesteuert, deren Hohlraum mit den Arbeitsräumen der Hydraulikzylinder 24 in Verbindung steht. Die hydraulische Pumpe und deren Verbindungen sind

den
in Fig. nicht dargestellt.

Die Hydraulikzylinder 24 sind auch zur vertikalen Verschiebung der Kaniner 18 bestimmt, was bei selbständiger Fortbewegung der Walze 1 oder bei Beförderung auf einem (Trailer, d.h. in jedem beliebigen Fall notwendig ist, wenn sich die Ballasteinrichtung im ^jhezustand befindet, im Schwenkrahmen 5 des vorderen Walzenkörpers 3 ist ein kontaktloser Geber 25 für die Temperatur der Decke angeordnet, der als Infrarot-Kadiometer ausgeführt ist.

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Dieser Geber 25 ist mit einer am Pult 26 des Führers "befindlichen Steuereinheit (nicht abgebildet) mit Hilfe eines Kabels 27 elektrisch verbunden.

Auf der Außenseite des Bodens 17 der Kammer 18 ist ein Drosselventil 28 vorgesehen, das zur Verbindung des Hohlraumes der Kammer 18 mit der Atmosphäre bestimmt ist» Das Ventil 28 ist in Form einer zylindrischen Büchse 29

einer

(Fig. 2) mit/Öffnung 30 ausgebildet, in welcher ein Schieber 31 eingesetzt ist, der in einem Stück mit dem Kern (in/Fig. nicht abgebildet) eines Elektromagneten 32 ausgeführt ist.

den Am Steuerpult 26 ist die (in/Fig. nicht gezeigte) Skala

des Gebers 25 für die Temperatur der Decke und die (in den Fig. nicht abgebildete) Skala für die Lage des Schiebers angeordnet. Die beiden Skalen sind miteinander in Übereinstimmung gebracht und in Grade unterteilt, d.h. bei einer bestimmten Temperatur der Decke muß der Schieber in der Büchse 29 um eine dieser Temperatur entsprechende Größe verschoben werden.

Man muß bemerken, daß im gegebenen Beispiel eine Handsteuerung der Ballasteinrichtung vorgesehen ist, wobei jedoch eine automatische Steuerung der Stellung des Schiebers 31 mit Hilfe des Gebers 25 durchaus technisch durchführbar ist.

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In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Aufbau und Arbeitsweise der einzelnen Mechanismen der Walze 1 nicht behandelt, da sie allgemein bekannt sind; zu ihnen sind der Hydraulikantrieb, das Schaltgetriebe 9» die Lenkung u.a. zu zählen«

Die Walze 1 wird vom Fahrer, der auf dem Sitz 34 sitzt, gesteuert.

Die nach der Erfindung vorgeschlagene Walze zum Verdichten der Straßendecke arbeitet in folgender Weise.

Heises Straßenbaugemisch wird bei einer Temperatur von 140-160⁰C beispielsweise mit Hilfe einer Asphaltiermaschine gleichmäßig aufgebracht und eingeebnet, indem es über die gesamte. Fahrbahn der zukünftigen Straße auf einen

Straßenunterbau aus vorgewalztem Splitt verteilt wird.

Hiernach tritt die Straßenwalze 1 in Tätigkeit, die

nur durch ihr Gewicht ohne die BaI-

em vorwalzen

lasteinrichtung/ ausführt. Sobald der Geber 25 anzeigt, daß die Temperatur der Decke eine bestimmte Grenze erreicht hat, die eine größere Kraftausübung auf das Straßenbauge-

durch
misch erfordert als/das Eigengewicht der Walze, senkt der Fahrer mit Hilfe der Hydraulikzylinder 24 die Kammer 18 entweder bis zum direkten Kontakt mit der Decke ab, oder er stellt sie auf einen Spalt von 1-1,5 mm ein. Hiernach bringt der Fahrer in der oben beschriebenen Weise den

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Schieber 51 des Ventils 28 in eine Stellung, die dem . Walzbeginn entspricht,und schließt mittels des Hebels 10 das Schaltgetriebe 9 an den Motor 7 an, wobei er auf diese Weise auch den Kadialventilator 12 an den Motor 7 anschließt.

arbeitet ,

Der Ventilatca/nachdem er die Drehbewegung erhalten hat, mit maximaler Leistung und beginnt, über den idntrittsstutzen 13» die Übergangsstücke 14 und 16 sowie die elastische Rohrleitung 15 die Luft aus dem Hohlraum der Kammer 18 abzupumpen. Hierbei wird der Ventilator 12 derart gewählt, daß der Luftzustrom über den Spalt zwischen der Decke und dem elastischen Dichtungselement 20 kompensiert und bei völlig geschlossenem Ventil 28 ein Druck in der Kammer 18 von ca. 0,1-0,2 atm erzeugt wird. Hierbei beträgt der spezifische Überdruck auf den Boden 17 der Kammer 18 0,8 atm/cm - 0,9 atm/cm , was bei einer Fläche des Bodens von 1 m erlaubt, eine Ballastkraft von 8 bis 9 Up zu erhalten. Bei einer doppelt so großen Fläche des Bodens 17 kann man demnach 16 bis 18 Mp usw. erhalten. Jedoch sind zu Beginn der Arbeit der Ballasteinrichtung, wenn die Temperatur des Straßenbausemisches maximal ist, umgekehrt minimale Ballastkräfte erforderlich, was mit Hilfe des Ventils 28 erzielt werden kann, welches die durch die Öffnungen j50 in der Buchse 29 in das Innere der Kammer 18 gelang enden Luft ströme drosselt. Diese Drosselung gestattet es, ohne die Förderleistung des Venti-

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lators 12 zu verändern,! einen Unterdruck (zu Beginn der Arbeit^von 0,95-0,98 atm zu erhalten und dann stetig oder in kleineren Zeitabständen den Druck in der Kammer 13 auf 0,1-0,2 zu bringen, was, wie dies vorstehend angegeben wurde, dem Druck in der Kammer 18 bei dem vollständig geschlossenen Ventil 28 entspricht.

Somit verfolgt der Fahrer, indem er das Abwälzen der Straßendecke ausführt, ständig die Anzeigen des Gebers 25 und korrigiert bei einer Temperaturänderung der Decke um eine gewisse Größe die Stellung des Schiebers 31 cles Ventils 28, indem er den Luftzutritt in die Xammer 18 absperrt und auf diese Weise den Unterdruck in letzterer vergrößert·

Sobald die Temperatur der Decke das vorgesehene Minimum von 40-60°C erreicht, wird die Ballasteinrichtung in der oben beschriebenen Weise auf die Urzeugung einer maximalen auf die Decke ausgeübten Kraft eingestellt, die vom Fahrer durch Abschalten des Ventilators 12 vom Motor 7 im technologisch zweckmäßigen Augenblick, der dem Ende der Verdichtung entspricht, aufgehoben wird.

Die Walze 1 wird auf einen neuen Streifen der zukünftigen Straße bewegt, und der oben geschilderte Arbeitszyklus wiederholt sich.

Der Boden 17 und die Wand 19 der Kammer 18 können beweglich zueinander angeordnet sein· In diesem Fall

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sind sie mittels eines elastischen Dichtungselement es 35 in Form einer im Querschnitt U-förmigen Manschette aus einem gasdichten Material, beispielsweise Gummi, miteinander verbunden.

Eine derartige Konstruktion der Kammer 18 gestattet es» bei der Arbeit der "nalae 1 mit der Ballasteinrichtung den Spalt zwischen der Kammer 18 und der Decke zu beseitigen. Die bewegliche Verbindung des Bodens 17 mit

der Wand 19 der Kammer 18 bietet die Möglichkeit, die zwei Haupt funktionen der Kammer 18 auf ihre Elemente zu verteilen: der Boden 17 nimmt die Ballastkraft auf, und unabhängig von der Lage des Bodens 17 liegt die Wand 19 dicht an der Decke an.

Eine der Varianten sieht die(bewegliche Anordnung der Kammer 18(in bezug auf das Fahrgestell 2 der Walze l/vor. Dies ist dadurch, erreicht, 4aJ3 as imtex-en Seil des j?ahrgestells 2 (Üg· 4 vsä. 5) ein Paar !Führungen 36 in Form von einander entgegengesetzt angeordneten U-frägem befestigt sind* deren Schenkel Führungen für einen Wagei/37 mit Tragrollen 38 darstellen,

Die Hydraulikzylinder 24 sind in ösen 39 befestigt, die ani Wagen 37 und der Kammer 18 vorgesehen sind * Die Punktion der Hydrsuliksylinder 24 bleibt 4ie frühere» d*lu wie

den
bei/in Hg· 1, 2* 3 dargestellten Varianten«

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Bei der Erzeugung eines Vakuums in der Kammer 18

Straßensaugt sie sich an der Q₈₀^e fest und überträgt die Kraft auf das Fahrgestell 2 und folglich auf die Walzenkörper der Walze 1.

Während der Bewegung der Walze 1 auf der Decke bleibt die Kammer 18 unbeweglich» wobei ihr Wagen 37 längs den führungen 36 des Fahrgestells 2 gleitet·

Nachdem der Wagen 37 das Ende der Führungen 36 erreicht hat, schaltet der Führer den Ventilator 12 ab und öffnet das Ventil 28, wodurch er den Hohlraum der Kammer 18 mit der Atmosphäre verbindet und in letzterer einen Druck einstellt, der dem atmosphärischen gleich ist. Dann wird die Kammer 18 in eine neue Lage gebracht, wobei sich ihr Wagen 37 an demjenigen Ende der Führ liegen 36 befxndet, das nahe dem vorderen Walzenkörper 3 der Walze 1 liegt· Hiernach schaltet der Führer den Ventilator 12 ein, und die Arbeit der Walze 1 geht wie oben beschrieben vor sich.

In Fig. 6 ist eine Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt, gemäß welcher die Ballasteinrichtung eine Vielzahl von Kammern 18 besitzt, die hintereinfrder geschaltet sind und eine endlose Kette aus Kammern 18 bilden.

Man muß dabei bemerken, daß die Form der Kammern 18 eine

(Schlitten) ebensolche wie auch in Fig. 1, 2, 3 sein kann. Die V/agen/37 dieser Kammern 18 sind in einer ovalen Führung 36 angeordnet· Die Form der Führung 36 hängt von der vorgegebenen Bewe-

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gungsbahn der Kammern 18 ab· Die Konstruktion des Wagens 37 ist für diese Ausführungsvariante etwas abgeändert: die Anzahl der Bollen ist auf die Hälfte verringert, wobei die Achsen 39 der Hollen 38 in mit dem Boden 17 der Kammern 18 starr verbundenen Kragstücken 40 befestigt sind· Biegsame Schläuche 41, deren Anzahl der der Kammern 18 entspricht, verbinden letztere mit einer Unterdruckquell··

Sämtliche Kammern 18 können in einem endlosen Band 42 (Fig· 7) aus einem elastischen gasdichten Material angeordnet sein, welches zugleich als gemeinsames Dichtungselement für alle Kammern 18 dient·

Die Arbeit der in Fig. 6 dargestellten Walze 1 geht auf die folgende Weise vor sich·

Bei der Erzeugung eines Va/kuums in den Kammern 18, die mit der Decke xn Kontakt stehen, findet unter der Wirkung des auf den Boden 17 der Kammern 18 einwirkenden atmosphärischen Drucks eine Belastung der Führung 36 und folglich auch des Fahrgestells 2 der Walze 1 statt.

Bei der Bewegung der Walze 1 gleiten die Wagen 37 in der Führung 36, die zusammen mit dem Fahrgestell 2 bewegt wird, äenn die Kammern 18 das Ende des horizontalen unteren Abschnitts der Führung 36 erreichen, so werden sie von der Unterdruckquelle abgeschaltet, während die von der entgegengesetzten Seite her in diesen horizontalen Abschnitt der

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Führung 36 eintretenden Kammern 18 an die Unterdruckquelle - den Ventilator 12 - angeschlossen werden.

Auf diese Weise erfolgt eine kontinuierliche Verschiebung der Kammern 18 bei der Bewegung der Walze 1, wobei die mit der Decke im Kontakt befindlichen Kammern 18 sich unter Einwirkung des Unterdrucks an der Decke festsaugen und im unbeweglichen Zustand/bei der Bewegung der Walze 1(bleiben.

Wenn man berücksichtigt, daß eine Vielzahl von Kammern 18 vorhanden ist und sie miteinander mit Hilfe des endlosen Bandes 42 verbunden sind, und die Führung 36 eine geschlossene Bewegungsbahn der Kammern 18 gewährleistet» so wird die lteihenfolge offensichtlich, in welcher die Kammern 18 von dem oberen horizontalen Abschnitt der Führung auf den unteren horizontalen Abschnitt der Führung 36 herunterlaufen und dort beim Kontakt mit der Decke an die Unterdruckquelle angeschlossen werden· Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der beschriebenen Ballasteinrichtung kann als beste Analogie die Bewegung der Kettenglieder eines Baupenfahrwerks dienen, mit dem einzigen Unterschied, daß^die Funktion der Kettenglieder^in der Ballasteinrichtung die Kammern 18/erfüllen.

Die Unterdruckquelle ist wie bereits vorstehend erwähnt in Form des Radialventilators 12 (Fig. 8) ausgeführt, der über eine Kupplung 43 mit einem Elektromotor 44 verbunden ist. Der Motor 44 ist über das Steuerpult 26 an einen

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Gleichstromgenerator 45 angeschlossen, der über eine Kupplung 46 an das Schaltgetriebe 9 angeschlossen ist.

Um die mit der Decke in Kontakt stehenden Kammern 18 an die Unterdruckquelle anzuschließen, ist eine Verteilereinrichtung vorgesehen· Diese !Einrichtung enthält einen zylindrischen Behälter 47, der mit dem Ventilator 12 mit Hilfe einer Rohrleitung 48 in Verbindung steht.

der

Ein Mantelschuß 49 umfaßt den Behälter 47 mit/Möglichkeit der Drehbewegung um denselben.

In der zylindrischen Wand des Behälters 47 ist eine durchgehende Nut 5° vorgesehen, und in der zylindrischen Wand des Mantelschusses 49 sind Öffnungen 51 vorhanden, in

die Stutzen 52 eingesetzt sind. Letztere verbinden mittels der biegsamen Schläuche 41 den Hohlraum des Behälters 47 mit den Kammern 18. Im Boden des zylindrischen Behälters 47 ist ein Fenster 55 vorgesehen, an welches der Boden 54 des Mantelschusses 49 angrenzt. DeT Mantelschuß 49 wird auf dem Behälter 47 dank dem atmosphärischen Druck gehalten, der auf den Boden 54- auf einer Fläche einwirkt, die der Fläche des Fensters 55 gleich ist.

Die vorstehend geschilderte Verteilereinrichtung arbeiin

tet ν folgender Weise.Über das Schaltgetriebe 9 und die Kupplung 46 wird, an den Verbrennungsmotor 7 der Generator 45 angeschlossen.Von letzterem wird der erzeugte Strom unter

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Begelung über das Steuerpult 26 dem Elektromotor 44 zugeführt, der über die Kupplung 43 den Ventilator 12 einschaltet. Durch die !Rohrleitung 48 wird die Luft aus dem

letzterem zylindrischen Behälter 47 und aus / durch die durchgehende Nut 50» die an diese anschließendenöffnungen 51» ferner durch die Stutzen 52 und die biegsamen Schläuche 41 aus den Kammern 18 abgesaugt, welche auf diese Weise mit atmosphärischem Druck belastet werden. Der Ventilator 12 pumpt die Luft nur aus denjenigen Kammern 18 ab, die mit der Decke in Eontakt stehen, und dies wird v/iederum durch die gegenseitige Lage der Nut 50 und der Öffnungen 51 des läantelschu.sses49 bestimmt. Die Nut 50 und die Öffnungen 51 setzten mit dem Behälter 47 nur die Kammern 18 in Verbindung, die mit der Decke in Kontakt getreten sind, während die Übrigen Kammern, die keinen Kontakt mit der Decke haben, hierbei gegenüber der massiven zylindrischen Wand des Behälters geschlossen sind·

Die Vereinigung der öffnungen $1 mit der Nut 50 erfolgt selbe tat ig bei der Bewegung der Kammern 18, die an den biegsamen Schläuchen 41 den Ifantelschuß 49 mitführen und ihn auf dem zylindrischen Behälter 47 drehen·

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Claims

PAiEEIiTANSPEUCHE

/ ItJWalze zum Verdichten von Straßendecken, die ein Fahrgestell mit Verdichtungswalzenkörpern und eine Ballasteinrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Ballasteinrichtung eine Kammer (18) aus einem gasdichten Material aufweist, die an einer Seite offen und / angeordnet ist, flqß die zu verdichtende Decke während der Arbeit den offenen Teil der Kammer (18) überdeckt und diese gegenüber dem umgebenden Medium heimetisch abschließt, wobei der Hohlraum der Kammer (18) mit einer Unterdruckquelle (12) in Verbindung steht und ihr Boden (17) mit dem Fahrgestell (2) derart verbunden ist, daß bei der Erzeugung eines Unterdrucks in der Kammer (18) die Kraft vom Boden (17) der Kammer (18) auf das Fahrgestell (2) übertragen wird·

2· Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Straßendecke zugewandte Stirnseite der Kammer (18) ein Dichtungselement (20) aus einem gasdichten Material aufweist.

5. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (17) der Kammer (18) mit der Wand (19) mittels eines elastischen Dichtungselementes 05) aus einem gasdichten Material verbunden ist·

4. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrgestell (2) starr mit ihm verbundene Langiührungen

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ten

(36) und einen Cchlit(37)aufweist, der in diesen !Führungen (36) angeordnet ist und die Kammer (18) trägt, wodurch

en

bei Bewegung/ der Walze (1) die Kammer (18) bezüglich der zu verdichtenden Decke unbeweglich bleibt·

einem der

5. Walze nach/Ansprüche 2-4-, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ballast einrichtung eine Vielzahl von Kammern (18) auf bchlitten (37) aufweist _x die hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind und eine endlose Kette bilden, wobei am Fahrgestell (2) eine Führung (36) angeordnet ist, in welcher die Schlitten (37) zur Verschiebung der Kammern (18) auf einer vorgegebenen Bewegungsbahn angeordnet sind»

oder

6. Walze nach Anspruch 1/5» dadurch gekennzeichnet,

daß die Ballasteinrichtung ein, endloses Band (42) aus einem elastischen gasdichten Material enthält, das alle Kammern (18) verbindet. (als Dichtungselement für sämtliche Kammern (18) dienendes>

oder

7. Walze nach Anspruch 5/6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckquelle (12) mit einer Verteilereinrichtung in Form eines zylindrischen Behälters (47)

in Verbindung steht, und mit einem

der

Mantelschuß (49), der den Behälter (47) mit/lttöglichkeit der Drehbewegung um diesen umfaßt, versehen ist, wobei die zylindrische Wand des Behälters (47) eine durchgehende Nut (50) aufweist und im unteren Teil

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S)

des Mantelschus.es (49) gegenüber dieser Hut (50) Stutzen (52) angeordnet sind» welche mittels biegsamen Schläuchen (41) mit den Kammern (18) in Verbindung stehen, wobei die Größe der Nut im Behälter (47) in Abhängigkeit von der

der mit der Decke im Eontakt befindlichen Kammern

(18) gewählt wird.

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