Vorrichtung zum Verdichten von Straßenbaustoffen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von Straßenbaustoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus DE 26 00 108 A1. An dem Straßenfertiger ist danach eine Glättbohle befestigt, der ein Stampfer zur Vorverdichtung des Einbaumaterials vorgeordnet ist. Beim Beginn eines Einbauvorganges kommt es nun vor, dass das bituminöse, in warmem Zustand befindliche Mischgut an der kalten Stampferleiste kleben bleibt. Das an der Stampferleiste klebende Mischgut hinterlässt jedoch Rillen in dem Belag, die von der nachfolgenden Glättbohle nicht mehr beseitigt werden können und daher auf der Oberfläche der Fahrbahndecke verbleiben. Zur Vermeidung dieser Rillen beim Beginn eines Einbauvorganges ist es bekannt, die Stampferleiste zu beheizen. Die Verwendung eines Gasbrenners wurde dabei ersetzt durch eine elektrische Heizung, die in ein offenes oder geschlossenes

Hohlprofil, das die Stampferleiste bildet, eingesetzt ist. Die elektrische Heizung befindet sich dann im Inneren der Stampferleiste.

Aus EP 0 641 887 B1 ist ein Deckenfertiger und Werkzeug als Stampferleiste für eine Einbaubohle bekannt. Die Stampferleiste bildet zwischen einem Trägerteil und einem Verschleißteil einen Kanal, in dem ein Heizelement, insbesondere ein Heizstab, vorgesehen ist. Das Heizelement ist ein elektrischer Flachrohrheizkörper, der durch eine Beilage nach oben abgeschirmt ist. Die Beilage stellt dabei sicher, dass das Heizelement festgeklemmt ist, so dass sich eine möglichst große Kontaktfläche für die Wärmeleitung ergibt. Nachteilig hierbei ist, dass das Heizelement häufig bricht. Der Austausch eines defekten Heizelementes führt zu unerwünschten Stillstandszeiten des Straßenfertigers. Der Wartungsaufwand ist zudem erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Verdichten von Straßenbaustoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, deren Wartungsaufwand durch defekte Heizelemente reduziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird eine Stampferleiste mit einem elektrischen Heizelement geschaffen, dessen Befestigung mittels Klemmung durch elastische Verformung erfolgt. Ein statisch wirkender Energiespeicher wird unter Ausnutzung der elastischen Formänderung angewendet. Die beispielsweise von menschlicher Muskelkraft herrührende Energie beim Einsetzen des Heizelementes in die Ausnehmung der Stampferleiste wird so in geeigneter Weise gespeichert. Das Energiespeicherelement wirkt dabei erfindungsgemäß in Richtung der schlagenden Auf- und Abwärtsbewegung zum Lagern des Heizelementes. Das Heizelement wird so innerhalb der Stampferleiste auf der Länge gestützt und befestigt. In einem schlagenden Stampfer muss das Heizelement aus rein mechanischen Gründen gegen Schwingungen gesichert werden. Das Heizelement ist deshalb vor Vibration geschützt.

Befestigungen durch Schrauben sind nicht notwendig, da die Federwirkung auch im heizenden Zustand des Heizelementes erhalten bleibt.

Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Selbstklemmung liegen in einem einfachen, schnellen Wechsel des Heizelementes. Wärmespannungen über der Länge des Heizelementes werden vermieden und damit die Bruchgefahr des Heizelementes deutlich verringert. Weiterhin sind weniger Befestigungselemente erforderlich, d.h. weniger Fertigungs- und Montageaufwand besteht.

Vorzugsweise ist das Heizelement als Heizstab in gewellter Form bzw. zickzackartiger Form ausgeführt. Zur Befestigung wird die federnde Eigenschaft des Heizstabes ausgenutzt. Dieser kann sich durch belastete Wellung in dem Stampfer selbstständig klemmen.

Alternativ ist die Verformung eines im unbelasteten Zustand geraden Heizstabes durch geeignete Widerlage, wie beispielsweise eine gewellte Beilage, möglich, um die nötige Klemmkraft aufzubringen.

Das Heizelement kann dabei als Flachrohrheizkörper oder Rundrohrheizkörper ausgebildet sein. Erfindungsgemäß wurde überraschend festgestellt, dass der Rundrohrheizkörper das Heizvermögen des Flachrohrheizkörpers einhält.

Die Verwendung eines Rundrohrheizkörpers ist bei gleicher Heizleistung kostengünstiger als die Verwendung von Flachrohrheizkörpern.

Innerhalb von Rundrohrheizkörpern wird üblicherweise nur eine Heizwendel verlegt. Vorzugsweise wird der Heizstab am Ende umgelegt und zurückgeführt. Dies ermöglicht die Verwendung nur einer Anschlusshülse. Durch diese Gestaltung des runden Heizkörpers ist es möglich, die Ausnehmung sehr klein zu halten. Der Rundrohrheizstab hat somit die gleichen geometrischen Vorteile wie ein Flachrohrheizstab.

Vorzugsweise ist die Stampferleiste eine horizontal geteilte Konstruktion, die eine Trag- und eine Schlagleiste aufweist. Vorzugsweise innerhalb der Tragleiste ist eine Nut vorgesehen, in der sich das Heizelement befindet. Nach Verschleißen der Schlagleiste kann so die Tragleiste an der Maschine verbleiben und weiter verwendet werden. Die Nut befindet sich somit nicht im verschleißenden Teil. Durch diese Wahl können die Schlagleisten kostengünstig gehalten werden. Die Schlagleisten können dabei mehrteilig ausgebildet und mittels eines Deckblechs überbrückt sein. Die Anschlussflächen werden hierdurch abgedichtet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1a zeigt eine schematische Seitenansicht eines Deckenfertigers,

Fig. 1 b zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer Glättbohle,

Fig. 2 zeigt schematisch im Schnitt eine Stampferleiste gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 zeigt schematisch im Schnitt eine Stampferleiste gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 zeigt schematisch im Schnitt eine Stampferleiste gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 zeigt schematisch einen Schnitt A-A gemäß Fig. 4,

Fig. 6 zeigt schematisch einen Schnitt gemäß Fig. 4 beim Einsetzen des Heizelementes,

Fig. 7 zeigt schematisch im Schnitt eine Stampferleiste gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 zeigt schematisch einen Schnitt C-C gemäß Fig. 7,

Fig. 9 zeigt schematisch im Schnitt eine Stampferleiste gemäß einem fünften

Ausführungsbeispiel,

Fig. 10 zeigt schematisch einen Schnitt D-D gemäß Fig. 9,

Fig. 11 zeigt schematisch im Schnitt eine Stampferleiste gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,

Fig. 12 zeigt schematisch einen Schnitt E-E gemäß Fig. 11 ,

Fig. 13 zeigt schematisch im Schnitt eine Stampferleiste gemäß einem siebten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 14 zeigt schematisch einen Schnitt F-F gemäß Fig. 13,

Fig. 15 zeigt schematisch im Schnitt eine Stampferleiste gemäß einem achten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 16 zeigt schematisch einen Schnitt G-G gemäß Fig. 15,

Fig. 17 zeigt schematisch im Schnitt eine Stampferleiste gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel,

Fig. 18 zeigt schematisch einen Schnitt H-H gemäß Fig. 17.

Der Straßenfertiger 1 gemäß Fig. 1 a umfasst ein Fahrwerk 2, ein Antriebsaggregat 3, einen in Fahrtrichtung vorne liegenden Gutbunker 4 und eine hintenliegende Verteilerschnecke 5. Mit seitlichen Auslegern 6 wird eine Glättbohle 7 geschleppt, die aus dem Gutbunker 4 nach hinten transportiertes, von der Verteilerschnecke 5 verteiltes Einbaugut einbaut. Die Glättbohle 7 ist vorzugsweise eine Vibrationsbohle, die glättet und verdichtet. An der in Fahrtrichtung F vorne liegenden Seite der Einbaubohle 7 ist mindestens ein Stampfer 8 angeordnet, wie in Fig. 1 b dargestellt ist. Nach Fig. 1b sind zwei Stampfer 8 hintereinander angeordnet. Es handelt sich demnach um eine Doppelstampfer-Bohle. Ein Stampfer 8 kann ferner auch der Glättbohle 7 nachgeordnet sein. Die Glättbohle 7 kann mit fester Arbeitsbreite oder für größere Arbeitsbreiten als Auszieh-Bohle seitlich verlängerbar sein. Der in Fahrtrichtung F vor der Glättbohle 7 angeordnete Stampfer 8 arbeitet als Vorverdichtungselement.

Die Fig. 1a und 1 b zeigen somit eine Vorrichtung zum Verdichten von Straßenbaustoffen mit einer an einem Straßenfertiger 1 befestigten, quer zur Arbeitsrichtung

des Fertigers 1 verlaufenden Glättbohle 7 und einem derselben vorgeordneten Stampfer 8. Der nachfolgend beschriebene Stampfer 8 kann vorzugsweise zusätzlich oder alternativ der Glättbohle 7 nachgeordnet sein.

Der Stampfer 8 weist eine für eine schlagende Auf- und Abwärtsbewegung antreibbare Stampferleiste 9 auf. Für den Antrieb der Stampferleiste 9 ist ein Antrieb 10 vorgesehen.

Wie Fig. 2 zeigt, ist das Innere der Stampferleiste 9 mit einer elektrischen Heizung in Form eines stabförmigen, in einer Ausnehmung 11 der Stampferleiste 9 klemmbaren Heizelementes 12 ausgerüstet. Die Ausnehmung 11 bildet einen umschlossenen Raum für das Heizelement 12. Zum Klemmen des Heizelementes 12 ist ein das Heizelement 12 in Richtung der schlagenden Auf- und Abwärtsbewegung S lagernder Federspeicher vorgesehen. Der Federspeicher bewirkt eine Klemmung durch elastische Verformung. Der Federspeicher klemmt das Heizelement 12 längs der Ausnehmung 11 derart, dass das Heizelement 12 stabilisiert bzw. spielfrei in der Ausnehmung 11 liegt. Die Wärmeausdehnung des Heizelementes 12 in Richtung eines freien Endes 13 ist gegeben. Das erfindungsgemäße Klemmen des Heizelementes 12 durch Verspannen ohne Anlenkung vermeidet Brüche des Heizelementes 12. Die Ausnehmung 11 kann einen runden oder kantigen Querschnitt aufweisen, sie kann von einer Kernbohrung gebildet werden oder sie kann als verschlossene Nut ausgebildet sein.

Wie Fig. 3 zeigt, ist ein Austausch des Heizelementes 12 außerdem merklich einfacher, wenn dieses nur an der Stirnseite des Stampfers 8 über einen Anschlussblock 14 befestigt ist. Das Lösen von Klemmschrauben, die vorher von Einbaumaterialien befreit werden müssen, entfällt. Der Stillstand der Maschine zum Austausch des Heizelementes 12 ist dadurch deutlich verkürzt. Das Heizelement 12 ist über den Anschlussblock 14 elektrisch angeschlossen an eine Stromquelle, wofür ein Anschlusskabel 19 vorgesehen ist. Der Anschlussblock 14 ist an der Stampferleiste 9 befestigt.

Das Heizelement 12 ist vorzugsweise als gewellter, geknickter oder zickzackförmiger Heizstab ausgebildet, dessen elastische Formänderung den Federspeicher bildet. Das Heizelement 12 sitzt elastisch vorgespannt in der Ausnehmung 11 der Stampferleiste 9. Die Ausnehmung 11 , die sich längs der Stampferleiste 9 erstreckt, besitzt somit Abmessungen, insbesondere in der Höhe und in der Breite, die die elastische Verformung des Heizelementes 12 und damit die Vorspannung bestimmt (vgl. Fig. 6). Die elastische Formänderung des Heizelementes 12 wird ausgenutzt, wozu die Stärke der Wellung oder der Zickzackform des Heizstabes in Bezug auf die Ausnehmung 11 gewählt wird. Fig. 6 zeigt beispielsweise die von der menschlichen Muskelkraft herrührende Energie (beim Einsetzen des Heizelementes 12) zum Aufbau des statisch wirkenden Federspeichers unter Ausnutzung der elastischen Formänderung. Das eigenständige Klemmen von Heizstäben als Heizelemente 12 ist unabhängig von der Rohrform. Das Heizelement 12 kann von einem Flachrohrheizkörper, einem Rundrohrheizkörper oder Patronenheizstab gebildet werden.

Gemäß Fig. 2 ist das Heizelement 12 als Flachrohrheizkörper ausgebildet. Gemäß Fig. 3 ist das Heizelement 12 als Rundrohrheizkörper ausgebildet. Die Anzahl Wellen der Knickstellen 15, 16, 17, 18 kann variieren. Mindestens eine Knickstelle ist jedoch erforderlich. Die Achse der Knickung kann variieren. Gemäß Fig. 2 und 3 befinden sich die Knickstellen in einer Ebene. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, wie nachfolgend zu den Fig. 7 bis 18 noch ausgeführt wird.

Neben der Treppenform der Knickstellen ist auch eine spiralförmige Formung wählbar. Jegliche Abweichung von der geraden Form ermöglicht ein Klemmen in der Ausnehmung 11 , solange die räumliche Ausdehnung des Heizelementes 12 vor dem Einsetzen in die Ausnehmung 11 größer ist als der zur Verfügung stehende Raum der Ausnehmung 11 nach dem Einsetzen, d.h. die Ausbildung eines Federspeichers. Fig. 6 zeigt das Einsetzen eines Heizelementes 12 in die Ausnehmung 11 der Stampferleiste 9.

Andererseits kann auch die Ausnehmung 11 räumlich gekrümmt sein. Hierbei wird ein ursprünglich gerader Heizstab als Heizelement 12 durch die Montage in eine gekrümmte Form gebracht mit dem Ergebnis einer eigenständigen Klemmung. Auch kann die Krümmung des Heizstabes um eine Achse mit einer in einer anderen Achse gekrümmten Ausnehmung kombiniert werden. Die federnde Klemmwirkung kann schließlich auch von dem eigentlichen Heizelement 12 getrennt sein. Dabei wird eine zusätzliche, nicht beheizte Beilage in Wellen- oder Knickform genutzt, um das Heizelement 12 zu klemmen, wie in Fig. 15, 16 dargestellt ist.

Wie Fig. 3 zeigt, ist das Heizelement 12 vorzugsweise als Rundrohrheizstab ausgebildet. Dieser Rundrohrheizstab weist nur eine Heizwendel 20 auf, deren freies Ende 13 umgelegt und zurückgeführt ist. Anfang 21 und Ende 22 der einen Heizwendel 20 sind an den einen Anschlussblock 14 angeschlossen und befestigt. Durch die Verwendung eines Rundrohrheizstabes mit umgelegter Heizwendel 20 ist die Ausnehmung 11 klein ausbildbar. Die dadurch verminderte Konvektion liefert ein großes Einsparpotential an Verlustwärme zugunsten von Wärmeleitung und Wärmestrahlung. Die Heizwendel 20 überträgt Wärme auf die Stampferleiste 9, wobei der Kontakt zur Stampferleiste 9 nicht mehr vorrangig ist wie bei Flachrohrheizkörpern. Die umgelegte Heizwendel 20 bildet ein Heizpaket mit zwei über- oder nebeneinander angeordneten Stäben der Heizwendel 20 eines Rundrohrheizkörpers, die in einem gemeinsamen Anschlussblock 14 mit einer elektrischen Zuleitung 19 verbunden sind.

Die gemäß Fig. 3 vorgesehenen vier Knickstellen 15, 16, 17, 18 sind so gewählt, dass das Heizelement 12 genug Federspannung aufbaut, um sich während des Betriebs des Stampfers 8 ausreichend in der Stampferleiste 9 festzuklemmen. Das Heizelement 12 hat vorzugsweise eine gute Biegeeigenschaft, damit dieses eine eigene elastische Verformung zulässt.

Gemäß Fig. 3 umfasst die Stampferleiste 9 vorzugsweise eine Tragleiste 23 und eine Schlagleiste 24. Die Stampferleiste 9 ist damit horizontal geteilt. Zur Ausbildung der

Ausnehmung 11 in einem umschlossenen Raum der Stampferleiste 9 ist vorzugsweise in der Tragleiste 23 eine Nut 25, in der sich das Heizelement 12 befindet. Die Nut 25 ist über eine Kopffläche 26 der Schlagleiste 24 geschlossen zur Ausbildung der Ausnehmung 11. Nach einem Verschleißen der Schlagleiste 24 kann die Tragleiste 23 am Fertiger 1 verbleiben und weiter verwendet werden. Die Nut 25 kann somit in einem nicht verschleißenden Teil angebracht werden.

Die Schlagleiste 24 kann aus mehreren Schlagleistensegmenten bestehen. Die Schlagleiste 24 kann beispielsweise mindestens zwei hintereinander angeordnete Schlagleistensegmente aufweisen. Die Schlagleistensegmente können durch ein Deckblech überbrückt sein. Das Deckblech kann dann die Kopffläche 26 zur Begrenzung der Ausnehmung 11 bilden.

Die Schlagleiste 24 ist ferner vorzugsweise als dünnwandiges Profil ausgebildet. Die Tragleiste 23 ist als Tragkörper an die Einsatzbedingungen anpassbar. Die Befestigung des Stampfers 8 an dem Antrieb 10 erfolgt beispielsweise über Arme 28, 29 an der Stampferleiste 9.

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele in den Schemazeichungen der Fig. 4 bis Fig. 18 zeigen das elektrische Heizelement 12 in der Ausnehmung 11 der Stampferleiste 9. Die jeweilige Befestigung durch Klemmung muss einerseits sicherstellen, dass das Heizelement 12 bezüglich der auftretenden Schwingungen ausreichend fixiert ist, andererseits muss die aus der Wärmeausdehnung des Heizelementes 12 resultierende Relativbewegung zwischen dem Heizelement 12 und der Ausnehmung 11 möglich sein.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die Stampferleiste 9 gemäß Fig. 3 mit zwei übereinander angeordneten Stäben der Heizwendel 20 eines Rundrohrheizkörpers. Die Ausnehmung 11 wird stirnseitig der Stampferleiste 9 durch den Anschlussblock 14 verschlossen. Wie Fig. 6 zeigt, ist vor dem Einbau das Heizelement 12 stärker geknickt als im montierten Zustand. Während der Montage, beispielsweise durch

Anwendung menschlicher Muskelkraft, wird das Heizelement 12 seitlich in die Nut 25 zwischen Tragleiste 23 und Schlagleiste 24 geschoben. Währenddessen verformt sich das Heizelement 12 elastisch und gegebenenfalls anteilig plastisch soweit in eine vorgespannte Form, dass es die Nut 25 ausfüllt. Der Anteil der elastischen Verformung bewirkt die Klemmung. Die Länge der Ausnehmung 11 ist derart bemessen, dass sich das Heizelement 12 zum freien Ende durch gleitende Bewegung ausdehnen kann. Wie Fig. 5 zeigt, ist das Heizelement 12 im geschlossenen System der Ausnehmung 11 vollkommen von der Stampferleiste umhüllt. Kein direkter Kontakt zwischen Heizelement 12 als Rundrohrheizkörper und Schlagleiste 24 ist erforderlich. Die Oberflächentemperatur des Rundrohrheizkörpers erhöht sich im Vergleich zu einem Flachrohrheizkörper mit Kontakt. Der Rundrohrheizkörper ist für diese höhere Temperatur geeignet. Der Anteil des Wärmestroms aus der verringerten Kontaktwärmeübertragung des Rundrohrheizkörpers verteilt sich folglich insbesondere auf die Wärmestrahlung und die Konvektion als Wärmeübertragungsarten.

Fig. 7 und Fig. 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel für ein Heizelement 12 mit einem Rundrohrheizkörper, das sich von Fig. 4 dadurch unterscheidet, dass die Wellung bzw. Knickung kürzer ausgebildet ist.

Fig. 9 und Fig. 10 zeigen ein Ausführungsbeispiel für ein Heizelement 12 mit einem Rundrohrheizkörper, der quer zur Schlagrichtung geklemmt ist, in dem die Heizwendel 20 horizontal gewellt oder geknickt ist. Eine Knickstelle 18 ist dargestellt. Die Heizwendel 20 liegt nach Art einer Schlange auf der Kopffläche 26 der Schlagleiste 24.

Fig. 11 und Fig. 12 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit zwei nebeneinander angeordneten Stäben der Heizwendel 20. Der Federspeicher lagert auch hier das Heizelement 12 in Schlagrichtung S.

Fig. 13 und Fig. 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel für ein Heizelement 12 mit einem Rundrohrheizkörper, der quer zur Schlagrichtung geklemmt ist, vergleichbar Fig. 9 und Fig. 10. Die beiden Stäbe der Heizwendel 20 liegen hier übereinander und nicht nebeneinander.

Gemäß Fig. 15 und Fig. 16 ist als Federspeicher eine gewellte oder geknickte Beilage 27 vorgesehen, deren elastische Formänderung den Federspeicher bildet. Die federnde Klemmwirkung ist hier von dem eigentlichen Heizelement 12 getrennt. Die Beilage 27 ist ein zusätzliches, vorzugsweise nicht beheiztes Element in Wellenoder Knickform, das das Heizelement 12 klemmt.

Gemäß Fig. 17 und 18 ist anstelle einer Treppenform eine spiralförmige Formung der Heizwendel 20 vorgesehen.