DE4024711A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufrauhen glatter fahrbahndecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie eine zum Durchführen des Verfahrens zweckmäßige Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9 und einen neuen Fahrbahndeckenfertiger.

Bei einem aus der DE-PS 32 27 221 bekannten Verfahren dieser Art werden mit Auflast beaufschlagte Walzenkörper, deren Mantelflächen mit Werkzeugen besetzt sind, über die Fahrbahndecke gerollt, um die obere Zone der Fahrbahndecken-Mineralstoffe durch Anbrechen aufzurauhen. Die Walzenkörper können zusätzlich zur Auflast einer Vibration ausgesetzt werden. Die zum Durchführen des Verfahrens bekannte Vorrichtung ist ein selbstfahrendes Fahrzeug, an dessen Fahrzeugrahmen die relativ schmalen Walzenkörper aufgehängt sind. Um eine glatte Fahrbahndecke genügend aufzurauhen, muß das bekannte Verfahren mehrfach wiederholt werden, weil durch die Auflast, selbst durch Überlagern mit einer Vibration, die pro Flächeneinheit erzielbare Aufrauhwirkung gering ist. Der Zeit- und Energieaufwand für das Aufrauhen sind hoch. Eine gleichmäßige Aufrauhwirkung wird nur mit permanenter, großer Sorgfalt des Fahrzeugführers erreicht. Das Fahrzeug selbst ist eine teures Spezialfahrzeug ausschließlich für das Aufrauhen.

Ferner sind Verfahren bekannt, bei denen von einer glatten Fahrbahndecke die Oberfläche ganz oder teilweise abgetragen und tieferliegende Teile der Fahrbahndecke freigelegt werden. Dies erfolgt durch Anfräsen, Abschleifen, Einschneiden, Anreißen, Abhämmern, Sandstrahlen oder Flammstrahlen. Nachteilig ist bei diesen bekannten Verfahren der hohe Energie- und Kostenaufwand und ein unverhältnismäßig großer Materialverlust der Fahrbahndecke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung und einen Fahrbahndeckenfertiger zu schaffen, mit denen Fahrbahndecken besser bzw. mit einfacheren Mitteln als bisher aufgerauht werden können.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 sowie mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 9 und einem neuen Deckenfertiger gemäß Anspruch 28 gelöst.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1 werden durch das gleichzeitige Eindrücken der Aufrauhelemente und deren translatorische Bewegung gleichmäßige Rillen in die Fahrbahndecke eingeformt. Mittels der mit ihren Reaktionskräften an der großen darüberliegenden Masse abgestützten Schwellkräfte lassen sich die Aufrauhelemente genau vorherbestimmbar eindrücken. Da die Aufrauhelemente in ständiger Anlage an der Fahrbahndecke gehalten und ohne Schlagwirkung jeweils durch den Aufbau einer Schwellkraft in die Fahrbahndecke eingepreßt werden, wird das Material der Fahrbahndecke nur verdrängt und nicht in nennenswertem Maß zerkleinert. Die an der darüberliegenden großen Masse abgestützten Schwellkräfte sind nicht mit durch Vibration erzeugten Kräften vergleichbar, die aus der Verzögerung zuvor beschleunigter Massen resultieren. Die die Aufrauhelemente in die Fahrbahndecke eindrückenden Schwellkräfte sind nicht nur wesentlich größer als durch Vibration erzeugbare Kräfte, sondern trotz des höheren absoluten Kraftwertes weitaus schonender für die Fahrbahndecke als durch Vibration oder Rütteln erzeugte Kräfte. Ein gleichmäßiger und intensiver Aufrauheffekt läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren schon mit einem einzigen Arbeitsgang erreichen.

Die Verfahrensform gemäß Anspruch 2 ist vorteilhaft, weil mit einzeln oder in kleinen Gruppen beaufschlagten Aufrauhelementen auch in Querrichtung unebene Fahrbahndecken (Spurrillen, Auswölbungen, Absenkungen) gleichmäßig aufrauhbar sind, da jedes Aufrauhelement oder jede Aufrauhelementgruppe unabhängig von benachbarten arbeitet.

Rillen gleichmäßiger Tiefe werden ohne spürbare Kornbeschädigung der Fahrbahndecke bei der Verfahrensform gemäß Anspruch 3 erreicht.

Besonders wichtig ist ferner die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 4, weil schlangenlinienförmige Rillen in der aufgerauhten Fahrbahndecke einen für verschiedene Fahrtrichtungen im wesentlichen gleichmäßigen und hohen Reibbeiwert garantieren.

Bei der besonders wichtigen Verfahrensform gemäß Anspruch 5 werden so große Eindrückkräfte an den Aufrauhelementen erzeugt, daß auch besonders glatte oder wegen ihrer Beschaffenheit ansonsten nur schwierig aufzurauhende Fahrbahndecken schon in einem Verfahrensdurchgang gleichmäßig bis zum gewünschten Rauhigkeitsgrad aufrauhbar sind. Wegen Frequenz der Schwellkräfte geht in der dynamischen Phase die darüberliegende Masse gegen unendlich; sie wird durch die Reaktionskräfte der Schwellkräfte nicht angehoben. Die Schwellkräfte drücken die Aufrauhelemente schonend und in vorherbestimmbarem Maß in die Fahrbahndecke ein. Im Unterschied zu einer durch Vibration und durch Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte mit Werkzeugen direkt auf die Fahrbahndecke einwirkenden Masse, die aufgrund der ohne Abstützung nach oben wirkenden Kräfte zu schwingen beginnt, verhält sich die durch die Reaktionskräfte beaufschlagte, über den Aufrauhelementen liegende Masse wie ein starres oberes Widerlager, das die Reaktionskräfte aufnimmt, so daß die Schwellkräfte voll nach unten wirksam sind. Der absolute Wert der auf diese Weise erzeugten Schwellkraft kann größer sein als das statische Gewicht der Masse; durch die Frequenz bleibt in der dynamischen Phase sichergestellt, daß die Masse nicht zu schwingen beginnt. Dies führt zu einem außerordentlich geräuscharmen Verfahrensablauf und zu einer genau dosierbaren und wirksamen Aufrauhung der Fahrbahndecke, wobei erstaunlicherweise die die Aufrauhelemente enthaltende Vorrichtung praktisch vibrationslos arbeitet.

Mit der Verfahrensform gemäß Anspruch 6 lassen sich genau und reproduzierbar verschieden starke Schwellkraftwerte einstellen. Die Schwellkräfte hydraulisch zu erzeugen, hat den Vorteil eines genau vorherbestimmten Kraftverlaufs über der Zeit, der auf eine optimale Aufrauhwirkung der Fahrbahndecke bei gleichzeitiger Schonung der Körner abgestimmt wird.

Speziell für eine unebene Fahrbahndecke ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 7 wichtig. Durch das Anschmiegen an das Fahrbahndecken-Querprofil wird über den gesamten Arbeitsbereich eine gleichmäßige Aufrauhung erreicht.

Wichtig ist ferner die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 8, weil durch die Phasenverschiebung ein geräuscharmer Verfahrensablauf erreicht wird. Der erzielte Aufrauheffekt ist qualitativ hochwertig, weil benachbarte Aufrauhelemente nicht zum gleichen Zeitpunkt in die Fahrbahndecke gedrückt werden und sich nicht gegenseitig beeinflussen.

Eine bevorzugt zur Durchführung des vorstehend geschilderten Verfahrens geeignete Vorrichtung geht aus Anspruch 9 hervor. Da die Aufrauhelemente auf- und abbeweglich angeordnet sind, werden sie individuell und schonend in die Fahrbahndecke eingedrückt und ihr entlang gezogen. Das Resultat ist eine gleichmäßige Aufrauhung der Fahrbahndecke. Das Aufrauhen ist für die Fahrbahndecke schonend, so daß die gefürchtete Kornzertrümmerung und das Herauslösen von Körnern unterbleiben. Es zeigt sich überraschend, daß selbst kleine Körner oder Steine ohne zu zerbrechen angeritzt werden und im Verbund festgelegt bleiben. Die Vorrichtung braucht die Fahrbahndecke nur in einem Arbeitsgang zu bearbeiten, um den gewünschten Aufrauheffekt zu erzielen. Erstaunlicherweise arbeitet die Vorrichtung umweltfreundlich, geräusch- und staubarm ohne spürbare Vibration, was auch für die Vorrichtungsstandzeit vorteilhaft ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 10 arbeitet jedes Aufrauhelement unabhängig von den anderen, woraus eine genaue Anpassung an das jeweilige Fahrbahndeckenprofil (Spurrillen, Senken, Kuppen) erreicht wird und Unterbrechungen in den Rillen ausgeschlossen sind. Es ist ferner möglich, die Schwellkräfte für die Aufrauhelemente individuell einzustellen, um insgesamt so wenig Material wie möglich abzutragen.

Mit der Ausführungsform gemäß Anspruch 11 wird die Fahrbahndecke über einen relativ breiten Bereich aufgerauht.

Von besonderer Bedeutung ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 12. Die gegeneinander versetzten und in Reihen angeordneten Aufrauhelemente lassen eine individuelle Anpassung an den Profilverlauf der Fahrbahndecke im Hinblick auf eine gleichmäßige Aufrauhwirkung bei eng benachbarten Rillen zu, wobei jedes Aufrauhelement einen relativ kleinen Bereich bearbeitet und gering belastet wird. Dies führt auch zu langen Standzeiten der Aufrauhelemente.

Hydraulische Arbeitszylinder gemäß Anspruch 13 gestatten es, die Schwellkräfte in ihrem Wert und Verlauf genau reproduzierbar einzustellen. Jedes Aufrauhelement arbeitet in der durch das Fahrbahndeckenprofil vorgegebenen, für es richtigen Höhe. Der übliche hydraulische Grunddruck hält die Aufrauhelemente zwischen den Schwellkräften in Anlage an der Fahrbahndecke. Die Vorrichtung arbeitet leise. Die hydraulischen, sehr leistungsfähigen Arbeitszylinder lassen sich auf engem Raum unterbringen. Die Energieversorgung und Steuerung ist technisch einfach zu realisieren.

Die Maßnahmen von Anspruch 14 sind bezüglich Herstellung, Wartung und Reparatur vorteilhaft. Der Werkzeugeinsatz ist im Hinblick auf die jeweilige Beschaffenheit der Fahrbahndecke wählbar.

Vorteilhaft ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 15, wobei der leistenförmige Werkzeugeinsatz einstückig oder mehrteilig sein kann bzw. mehrere pyramidenförmige Zähne aufweist.

Eine besonders wichtige Ausführungsform geht aus Anspruch 16 hervor. Um die Aufrauhelemente beim Aufrauhen in der Hauptbewegungsrichtung des Trägers sauber abzustützen, werden sie zwischen den Führungselementen gehalten. Das Gelenk ermöglicht es jedem Aufrauhelement, sich so an das Fahrbahndeckenprofil anzupassen, daß der Werkzeugeinsatz über seine ganze Breite gleichmäßig arbeitet. Das Gelenk schließt ferner schräge Kräfte am Arbeitszylinder aus.

Eine besonders robuste Ausführungsform geht aus Anspruch 17 hervor. Der Halter bildet mit dem Querjoch und den Verbindungselementen ein starres Gelenkviereck, das vom Arbeitskolben beaufschlagt wird und sich zwischen den Führungselementen seitlich schräg zu stellen vermag, damit das Aufrauhelement auf der unebenen Fahrbahndecke satt aufliegt. Die Rückholfedern verhindern das Herabfallen der Aufrauhelemente und halten eine spielfreie Verbindung zwischen dem Arbeitskolben und dem Aufrauhelement aufrecht.

Für die Praxis hat sich eine Ausführungsform als besonders zweckmäßig erwiesen, wie sie aus Anspruch 18 zu entnehmen ist. Mit diesen Abmessungen werden auch schwierige Fahrbahndeckenprofile problemlos bearbeitet.

Eine verschleißarme und saubere Führung der Aufrauhelemente ist bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 19 gewährleistet. Gleitbleche ermöglichen es ferner, benachbarte Halter dicht aneinander zu setzen und Platz zu sparen.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 20 werden die Arbeitszylinder über Drehschieber mit Druckmittel beaufschlagt, wobei jeder Drehschieber den Verlauf, die Zeitdauer, die Größe und die Frequenz der Schwellkräfte steuert. Dabei ist es möglich, alle Arbeitszylinder über einen gemeinsamen Versorgungskreis und gegebenenfalls einen Drehschieber anzusteuern. Günstiger ist es jedoch, die Arbeitszylinder in Gruppen einzuteilen und jeder Gruppe einen Drehschieber zuzuordnen. Zwischen den Gruppen läßt sich dann eine Phasenverschiebung einsteuern. Einzelne Arbeitszylinder oder -gruppen können durch Absperrelemente, z. B. Sperrventile, von der Beaufschlagung ausgeschlossen werden.

Eine weitere, besonders wichtige Ausführungsform geht aus Anspruch 21 hervor. Die durch den Querantrieb erzeugte Querbewegung und gleichzeitig ablaufende Hauptbewegung des Trägers erzeugen schlangenlinienförmig verlaufende Rillen, wodurch für unterschiedliche Fahrrichtungen ein gleichförmiger Aufrauheffekt entsteht. Das Rillennetz wird durch die Schlangenlinienform sehr dicht. Die Schlangenlinienform ist auch im Hinblick auf die Fahrsicherheit (kein Führungseffekt für die Reifen) und den Fahrkomfort (keine übertriebenen Dröhngeräusche) vorteilhaft.

Die gemäß Anspruch 22 von der Vorrichtung gebildete Aufrauhbohlen-Anbaueinheit ist ein eigenständiges Arbeitsaggregat, das sich praktisch mit jedem Schleppfahrzeug einsetzen läßt, das die entsprechende Antriebs- und Energieversorgung bereitzustellen vermag.

Denn die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit gleitet oder fährt geschleppt auf ihrem Aufstandsteil. Im Vergleich mit bekannten teuren Spezial-Aufrauhfahrzeugen ist dies ein kostengünstiger und bezüglich des Transportes und des universellen Einsatzes besonders wichtiger Aspekt.

Die Ausführungsform gemäß Anspruch 23 läßt sich in der Arbeitsbreite auf die jeweiligen Anforderungen einstellen, was den Einsatzbereich der Aufrauhbohlen-Anbaueinheit erweitert.

In Verbindung damit ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 24 wichtig, weil durch das Stillsetzen einzelner Antriebe bzw. Antriebsgruppen der Energieeinsatz genau auf die jeweilige Arbeitsbreite abstimmbar ist und über die eingestellte Arbeitsbreite eine gleichmäßige Aufrauhung sichergestellt wird.

Eine besonders wichtige Ausführungsform geht aus Anspruch 25 hervor. Ein Fahrbahndeckenfertiger ist das ideale Zugfahrzeug für die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit. Diese wird anstelle der üblicherweise benutzten Einbaubohle angebaut. Der Fertiger stellt die Antriebsenergie für die Antriebe der Anbaueinheit zur Verfügung, kann ausreichend langsam und exakt gesteuert gefahren werden, und erfüllt einen bisher nicht möglichen Einsatzzweck. Ein gesondertes Schleppfahrzeug wird nicht gebraucht.

Wichtig ist hierbei die Ausführungsform gemäß Anspruch 26, weil die Umwelt vor dem beim Aufrauhen zwangsweise entstehenden Staub und Schmutz geschützt wird und gemäß Anspruch 27, weil auch der Fahrzeugführer gegen den auftretenden Staub geschützt ist.

Eine weitere Ausführungsform mit eigenständiger erfinderischer Bedeutung geht aus Anspruch 28 hervor. Ein an sich herkömmlicher Fahrbahndeckenfertiger wird durch Anbau der Aufrauhbohlen-Anbaueinheit zur Aufrauhmaschine. Mit der normalen Einbaubohle arbeitet er hingegen als Deckenfertiger. Bisher war es üblich, für das Aufrauhen und das Deckenfertigen unterschiedliche Maschinen einzusetzen, was teuer und wegen des Transports, der Lagerhaltung und der Wartung aufwendig ist. Die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit muß nicht notwendigerweise so konzipiert sein, wie dies anhand der verschiedenen Ausführungsformen erläutert wurde. Vielmehr könnte jeder Deckenfertiger durch Anbau einer passenden Aufrauhbohlen-Anbaueinheit umgrüstet werden, um einen erweiterten Einsatzbereich zu erhalten.

Zweckmäßigerweise entspricht die benutzte Aufrauhbohlen-Anbaueinheit jedoch Anspruch 29, weil mit den zwischen einem massiven Rahmen und dem beweglichen Aufbauelementen erzeugten Schwellkräften ein optimaler Aufrauheffekt erzielbar ist.

Bei dem vorerwähnten Fahrbahndeckenfertiger ist es schließlich zweckmäßig, den Querantrieb gemäß Anspruch 30 auszubilden, um eine schlangenlinienförmige Bewegung der Aufrauhelemente zu erreichen. Für die Querbewegung ist, z. B. ein Hub von ca. 12,5 mm zu jeder Seite durchaus ausreichend. Dafür kann ohne bauliche Modifikationen die Querelastizität der Ausleger ausgenutzt werden. Es ist auch denkbar, die Seitenausleger mit einem Spiel am Deckenfertiger zu lagern und dieses Spiel bei der Querbewegung zu nutzen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:.

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Aufrauhen von Fahrbahndecken,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Aufrauhelemente der Vorrich­ tung von Fig. 1,

Fig. 3 + 4 einander zugeordnete Schnitte eines Details der Vorrichtung der Fig. 1 und 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Fahr­ bahndeckenfertigers, der mit einer Aufrauhbohlen-Anbauein­ heit ausgestattet ist, und

Fig. 6 ein Schema zur hydraulischen Steuerung.

Eine Vorrichtung V zum Aufrauhen einer Fahrbahndecke (Beton- oder bituminöse Fahrbahndecke) ist als Aufrauhbohlen-Anbaueinheit A ausgebildet und mit Befestigungselementen E versehen, um, z. B. an Auslegern B angeschlossen, von einem Schlepperfahrzeug über die aufzurauhende Fahrbahndecke gezogen zu werden. Das Schleppfahrzeug kann von beliebiger Bauart sein. Da die Vorrichtung V, die mit fester Breite, sozusagen einteilig, ausgebildet sein kann, jedoch gemäß Fig. 1 und 2 als Ausziehbohle mit einem mittleren Bohlenhauptteil H und zwei seitlich aus- und einfahrbaren Bohlenzusatzteilen Z ausgebildet ist, wird die die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit A zweckmäßigerweise anstelle einer üblichen Einbaubohle an einen Fahrbahndecken-Fertiger D als Schleppfahrzeug S angebaut (Fig. 5).

Die Vorrichtung V weist eine Vielzahl quer zur Hauptbewegungsrichtung F in drei Reihen angeordneter Aufrauhelemente W auf, die von oben an der Fahrbahndecke anliegen und von Antrieben P in die Fahrbahndecke eingedrückt werden. Die Aufrauhelemente W sind einzeln in einem Träger 3 vertikal auf- und abverschiebbar geführt. Vor dem Träger 3 ist ein Aufstandsteil (Gleitblech 4 oder Laufrollen 4a) fest mit einem oberhalb der Aufrauhelemente W liegenden Rahmen 2 verbunden. Der Rahmen 2 sitzt fest an obenliegenden Rahmenteilen 1. Die Antriebe P für die Aufrauhelemente W sind fest mit dem Rahmen 2 verbunden und mit den Aufrauhelementen W zumindest in Druckrichtung nach unten gekoppelt. Ähnlich sind die Bohlenzusatzteile Z ausgebildet. Am Rahmen 2 jedes Bohlenzusatzteils Z ist der Träger 3 für die Aufrauhelemente W angebracht. Die Bohlenzusatzteile Z sind mit ihren Oberteilen 5 über Schiebeführungen 6, 7 am Oberteil 1 des Bohlenhauptteils H befestigt und mittels nicht dargestellter Antriebsvorrichtungen seitlich ausfahrbar, um die Arbeitsbreite den jeweiligen Anforderungen anzupassen (Fig. 2). Solche Bohlenkonzepte sind bei Deckenfertigern für die dort verwendeten Einbaubohlen bekannt.

Im Träger 2 sind für die Aufrauhelemente W vordere und hintere Führungselemente 8, 9 sowie dazwischenliegende Gleitbleche 10 angeordnet. Jedes Aufrauhelement W besteht aus einem quaderförmigen Halter 11 und einem unterseitigen Werkzeugeinsatz 12. Die Antriebe P sind hydraulische Arbeitszylinder, die an eine Steuervorrichtung 35, z. B. einen Drehschieber 37, s. Fig. 6, und eine Druckversorgung 33 angeschlossen sind. Jedem Aufrauhelement W ist ein eigener Antrieb P zugeordnet. Die Antriebe P erzeugen nach unten gerichtete Schwellkräfte für die Aufrauhelemente W und stützen sich nach oben am Rahmen 2 und an der großen Masse M der Vorrichtung V ab. Die Schwellkräfte werden mit einer Frequenz erzeugt, die oberhalb der Eigenfrequenz der Masse M liegt, z. B. in einem Bereich zwischen 50 und 70 Hertz. In der dynamischen Phase geht die Masse M gegen unendlich, so daß die Antriebe P Schwellkräfte erzeugen können, die in der Lage wären, die Vorrichtung in einer statischen Phase anzuheben. In der dynamischen Phase wird durch die oberhalb der Eigenfrequenz der Masse liegende Frequenz der Schwellkräfte sichergestellt, daß die Schwellkräfte vom Aufrauhelement W voll in die aufzurauhende Fahrbahndecke eingebracht werden, weil die obenliegende Masse wie ein oberes starres Widerlager wirkt.

Die Vorrichtung V wird in der Richtung F entlang der Fahrbahndecke bewegt. Es entstehen zueinander parallele, dicht aneinander liegende Rillen von einer Tiefe bis zu beispielsweise 6 mm. Ein Querantrieb C bewegt die Vorrichtung V gleichzeitig periodisch hin und her (Pfeil Q). Aus der Überlagerung der beiden Bewegungen resultiert ein schlangenlinienförmiges Rillenbild in der Fahrbahndecke. Der Antrieb C kann z. B. ein hydraulischer Exzenterantrieb sein, der seitlich an der Vorrichtung V angreift.

Gemäß Fig. 2 sind im Hauptbohlenteil H und in den Zusatzbohlenteilen Z jeweils drei quer zur Hauptbewegungsrichtung F liegende parallele Reihen von Aufrauhelementen W vorgesehen. Die Aufrauhelemente W in der einen Reihe sind zu denen der anderen Reihen seitlich (auf Lücke) versetzt. Die Länge jedes Werkzeugeinsatzes 12 kann ca. 75 mm betragen, der Querabstand zwischen den Werkzeugeinsätzen 12 beträgt höchstens 150 mm. Die Antriebe P können einzeln von der Druckversorgung abgetrennt werden. Zweckmäßigerweise sind die Antriebe P gruppenweise (Gruppe Gr in Fig. 2) abschaltbar. Damit wird bei kleiner Arbeitsbreite vermieden, daß sich in Fahrtrichtung F überlappende Bereiche doppelt arbeiten.

Gemäß den Fig. 3 und 4 ist an jedem Halter 11 der Werkzeugeinsatz 12, z. B. durch Löten oder Verschrauben, lösbar festgelegt. Der Werkzeugeinsatz 12 besitzt nach unten weisende, z. B. pyramidenförmige, Aufrauhzähne 25. Zumindest die Aufrauhzähne 25 bestehen aus Hartmetall. Jedes Aufrauhelement W ist als Querholm in ein starres rahmenförmiges Teil 13 eingegliedert, das ein Querjoch 16 und Verbindungselemente 14 und 15 aufweist. Im Querjoch 16 sind Durchgangsbohrungen 17 vorgesehen. Auf dem mittleren Verbindungselement 15 ist an der dem Antrieb P zugewandten Seite ein Gegenlager 18 befestigt, an dem ein Arbeitskolben 21 eines hydraulischen Arbeitszylinders 19 angreift. Der Arbeitszylinder 19 ist in den Rahmen 2 geschraubt. Er besitzt einen Anschluß 20 für eine hydraulische Versorgungsleitung 34, die über die Steuervorrichtung 35 an eine Druckleitung 33 bzw. eine Druckquelle 36 angeschlossen ist. Das Gegenlager 18 und der Arbeitskolben 21 bilden ein Gelenk G, das zwar nach unten gerichtete Druckkräfte vom Arbeitskolben 21 an das Aufrauhelement W überträgt, gleichzeitig Schwenkbewegungen des Aufrauhelementes W in Fig. 3 parallel zur Zeichnungsebene zuläßt. Dadurch paßt sich der Werkzeugeinsatz 12 an das jeweilige Fahrbahndeckenprofil (Spurrillen, Senken, Kuppen) an. Im Rahmen 2 sind nach unten strebende Zuganker 22 befestigt, die die Bohrungen 17 des Querjoches 16 mit einem Spiel x durchsetzen und an ihren unteren Enden mit Federwiderlagern 23 Rückholfedern 24 abstützen, die von unten gegen das Querjoch 16 drücken und das Gegenlager 18 in Anlage am Kolben 21 halten. Senkrecht zur Zeichnungsebene sind in Fig. 3 die Halter 11 durch die Führungselemente 8, 9 und die Gleitbleche 10 gegen ein Ausweichen abgestützt.

In Fig. 5 dient als Schleppfahrzeug S für die Vorrichtung V ein Fahrbahndecken-Fertiger D. Anstelle der üblicherweise an Seitenauslegern 30 des Fertigers D angebauten, strichliert angedeuteten Einbaubohle R ist mittels Befestigungselemente E die Vorrichtung V als Aufrauhbohlen-Anbauteil A mit ihren Befestigungselementen E angebracht. Die Antriebe P der Vorrichtung V sind an die Versorgung des Fertigers D angeschlossen. Vorne ist im Fertiger D eine Staubabsaugevorrichtung 28 vorgesehen, die beim Arbeiten entstehenden Staub absaugt. Der Fahrzeugführerstand ist mit einer staubdichten Kabine 29 eingekapselt.

In einem Unterbau 27 des Fertigers D ist ein als Räder- oder Raupenfahrwerk ausgebildetes Fahrwerk 26 angeordnet. Die Seitenausleger 30 sind bei 31 am Unterbau 27 schwenkbar gelagert. Eine hydraulische Stützvorrichtung 32 dient zum Anheben der Anbaueinheit A. Sie kann auch als Entlastungsvorrichtung benutzt werden, um den Auflagedruck der Anbaueinheit A zu regulieren.

Wird der Fertiger D mit der Einbaubohle R betrieben, dann ist er mit üblichen Gutaufnahme-, Gutförder- und Ausgabemitteln bestückt. Beim Einsatz mit der Aufrauh-Bohlen-Anbau-Einheit A können diese Komponenten abgebaut sein.

Der Fertiger D ist somit wahlweise zum Aufbringen einer Fahrbahndecke mit gleichzeitiger Glättung und Verdichtung der Fahrbahndecke durch eine Hochverdichtungs-Einbaubohle R oder nach Austausch der Einbaubohle R gegen die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit A zum Aufrauhen glatter Fahrbahndecken einsetzbar. Die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit ist so dimensioniert, daß sie auch an bereits im Betrieb gewesene Fertiger D paßt.

Gemäß Fig. 5 ist beispielsweise der Antrieb C für die Querbewegung der Vorrichtung V zwischen den Seitenauslegern 30 und dem Unterbau 27 des Deckenfertigers D eingeordnet. Zur Querbewegung wird entweder die seitliche Elastizität der Seitenausleger 30 genutzt. Die Seitenausleger 30 können bei 31 auch mit einem Spiel gelagert sein, das die Querbewegungen der Vorrichtung V gestattet.

In Fig. 6 ist schematisch dargestellt, wie die Aufrauhelemente W hydraulisch beaufschlagt und in ihrer Beaufschlagung gesteuert werden.

Die in Fig. 6 linke Gruppe der Aufrauhelemente W gehört zu einer halben Reihe der Aufrauhelemente W im Bohlenhauptteil H (Fig. 2). Die rechte Gruppe der Aufrauhelemente W ist hingegen eine Reihe von Aufrauhelementen W im Bohlenzusatzteil Z. Die Antriebe P der in Fig. 6 gezeigten Aufrauhelemente werden gemeinsam von einer Steuervorrichtung 35, nämlich dem Drehschieber 37, angesteuert. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind insgesamt sechs Drehschieber erforderlich, die miteinander gekoppelt sein können. Jeweils eine ganze Reihe des Bohlenhauptteils H und der Bohlenzusatzteile Z arbeitet mit Phasenverschiebung zur nächsten Reihe. Die Frequenz wird für alle Reihen gleich eingestellt. Die Antriebe P in den Bohlenzusatzteilen Z sind einzeln durch Absperrventile 43 vom zugehörigen Drehschieber 37 abtrennbar. Bei jeweils drei schräg hintereinander liegenden Antrieben P in den Bohlenzusatzteilen Z sind die Absperrventile 43 miteinander gekoppelt, um eine Gruppe Gr gemeinsam ab- oder zuschaltbarer Aufrauhelemente W zu bilden. Das Ab- und Zuschalten kann mechanisch, hydraulisch oder elektrisch erfolgen.

Der Drehschieber 37 ist in einem Hydraulikkreis angeordnet und wird durch einen Hydraulikmotor 38 angetrieben. Die Arbeitsgeschwindigkeit des Hydraulikmotors wird durch einen verstellbaren Ablaßregler 39 eingestellt. Der Systemdruck ist durch ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 40 überwacht. Das von der Druckquelle bereitgestellte Druckmittel wird über einen Mengenteiler einerseits zum Hydraulikmotor 38 und andererseits zum Drehschieber 37 aufgeteilt. In der Verbindung vom Mengenteiler 41 zum Drehschieber 37 ist ein Druckspeicher 42 vorgesehen.

Zum Aufrauhen wird die Vorrichtung V, z. B. gemäß den Fig. 1 und 2, in der Hauptbewegungsrichtung F über die aufzurauhende Fahrbahndecke geschleppt, wobei sie auf den Glättblechen 4 bzw. den Laufrollen 4a fährt. Die Aufrauhelemente W sind in ihrer Höhenlage so einjustiert, daß sie zunächst noch keine Bodenberührung haben. Sobald das hydraulische System unter Grunddruck gesetzt wird, fahren die Aufrauhelemente W nach unten, bis die Aufrauhzähne 25 auf der Fahrbahndecke aufliegen. Danach wird die Steuervorrichtung 35 betätigt, so daß jedes Aufrauhelement W periodisch mit Schwellkräften beaufschlagt und in die Fahrbahndecke eingedrückt wird.

Die Reaktionskräfte aus den Schwellkräften werden auf den Rahmen 2 und auf die oberhalb der Aufrauhelemente W liegende, große Masse M übertragen. Da die Frequenz der Schwellkräfte oberhalb der Eigenfrequenz der Masse M liegt, verharrt diese praktisch bewegungslos. Die Aufrauhelemente W ritzen ohne hämmernden oder schlagenden Effekt fortlaufende Rillen in die Fahrbahndecke. Durch den Antrieb C wird die Vorrichtung V gleichzeitig in Querrichtung Q hin- und herbewegt, was ein schlangenförmiges Rillenbild erzeugt. Jedes Aufrauhelement W paßt sich der Kontur der Fahrbahndecke an, so daß auch stark unebene Fahrbahndecken gleichmäßig aufgerauht werden.

Bei Abstellen der Steuervorrichtung 35 ziehen die Rückholfedern 24 die Aufrauhelemente W in eine vorherbestimmte Grundstellung zurück. Auch kann - falls erforderlich - die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit A durch die Vorrichtung 32 des Fertigers D angehoben werden.

Unabhängig davon, ob die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit A als Aufrauhbohle mit fester Breite oder als Ausziehbohle ausgebildet ist, läßt sie sich an jedes andere Schleppfahrzeug anbauen, das in der Lage ist, die ausreichende hydraulische Energieversorgung sicherzustellen und langsam mit genau eingehaltener Geschwindigkeit zu fahren. Es ist auch denkbar, die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit A mit einer eigenen Energieversorgung zu versehen, so daß das Schleppfahrzeug nur die Hauptfahrbewegung zu erzeugen hat. Ferner ist es denkbar, das geschilderte Prinzip, die Aufrauhelemente einzeln mit hydraulischen Schwellkraftantrieben zu koppeln und die Reaktionskräfte aus den Schwellkräften nach oben an einer großen Masse abzustützen, bei einem Aufrauh-Fahrzeug mit baulich integrierter Vorrichtung V anzuwenden. Dank des vibrationsarmen Betriebes ließe sich die Vorrichtung durchaus in das Fahrgestell eines herkömmlichen Lastkraftwagens eingliedern oder hinten bzw. vorne an dessen Fahrgestell anschließen.

Claims (30)

1. Verfahren zum Aufrauhen von Fahrbahndecken, bei dem eine Vielzahl von Aufrauhelementen entlang der Fahrbahndecke bewegt und periodisch zumindest nach unten kraftbeaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhelemente mittels zwischen den auf der Fahrbahndecke aufliegenden Aufrauhelementen und einer großen darüberliegenden Masse pulsierend erzeugter Schwellkräfte in die Fahrbahndecke eingedrückt und zugleich in etwa parallel zur Fahrbahndecke translatorisch bewegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhelemente jeweils einzeln oder in kleinen Gruppen kraftbeaufschlagt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhelemente geradlinig translatorisch bewegt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhelemente schlangenlinienförmig translatorisch bewegt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellkräfte mit einer oberhalb der Eigenfrequenz zumindest der großen darüberliegenden Masse liegenden Frequenz erzeugt werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellkräfte hydraulisch, vorzugsweise mit einer für alle vorgesehenen Aufrauhelemente zwischen 50 und 70 Hertz liegenden Frequenz, erzeugt werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellkraft jedes Aufrauhelements bei an die Fahrbahndecke angelegtem und an das Fahrbahndeckenquerprofil angeschmiegtem Aufrauhelement erzeugt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellkräfte, vorzugsweise in Hauptbewegungsrichtung (F), benachbarter Aufrauhelemente zueinander phasenverschoben erzeugt werden.

9. Vorrichtung zum Aufrauhen von Fahrbahndecken, mit einem entlang der Fahrbahndecke bewegbaren, eine Vielzahl zumindest quer zur Bewegungsrichtung nebeneinander liegender, periodisch mit nach unten gerichteten Kräften beaufschlagbarer Aufrauhelemente aufweisenden Träger, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Aufrauhelement (W) am Träger (3) auf- und abbeweglich angeordnet ist, daß der Träger (3) an einem darüberliegenden und eine große Masse (M) repräsentierenden Rahmen (2) befestigt ist, und daß zwischen den Aufrauhelementen (W) und dem Rahmen (2) mehrere nach unten wirkende Antriebe (P) vorgesehen sind, mit denen sich am Rahmen (2) nach oben abstützende, nach unten die Aufrauhelemente (W) in die Fahrbahndecke eindrückende Schwellkräfte erzeugbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Aufrauhelement (W) und dem Rahmen (2) ein, vorzugsweise hydraulischer, Antrieb (P) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine quer zur Hauptbewegungsrichtung (F) des Trägers (2) ausgerichtete Reihe nebeneinander liegender Aufrauhelemente (W) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Hauptbewegungsrichtung (F) des Trägers (2) mehrere, vorzugsweise drei, Reihen von Aufrauhelementen (W) hintereinander liegen, und daß die Aufrauhelemente (W) in einer Reihe gegenüber den Aufrauhelementen (W) in der (den) nächsten Reihe(n) quer zur Hauptbewegungsrichtung (F) des Trägers (2) versetzt angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Antrieb (P) aus einem am Rahmen (2) befestigten hydraulischen Arbeitszylinder (19) mit einem einseitig beaufschlagbaren Arbeitskolben (21) besteht, der zumindest in Druckrichtung nach unten starr mit dem Aufrauhelement (W) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Aufrauhelement (W) aus einem Halter (11) und einem daran, vorzugsweise auswechselbar, angeordneten Werkzeugeinsatz (12) besteht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugeinsatz (12) leistenförmig und/oder mit einzelnen Aufrauh-Zähnen (25), vorzugsweise aus Hartmetall, ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (11) zwischen zwei quer zur Hauptbewegungsrichtung (F) des Trägers (2) und vertikal liegenden Führungselementen (8, 9, 10) angeordnet ist, und daß in der Verbindung zwischen dem Aufrauhelement (W) und dem Arbeitskolben (21) ein Gelenk (G) vorgesehen ist, derart, daß das Aufrauhelement (W) um das Gelenk auslenkbar und dadurch an das Fahrbahndecken-Querprofil anschmiegbar ist.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (11) über beabstandete nach oben verlaufende Verbindungselemente (14) mit einem zum Halter (11) parallelen Querjoch (16) starr gekoppelt ist, daß am Rahmen (2) nach unten greifende Zuganker (22) angeordnet sind, die sich mit Spiel (X) am Querjoch (16) vorbei- oder durch dieses hindurcherstrecken, und daß an den Zugankern (22) Rückholfedern (24) angeordnet sind, die sich am Querjoch (16) unterseitig abstützen und das Querjoch (16) im Gelenk (G) an den Arbeitskolben (21) des im Rahmen (2) befestigten Arbeitszylinders (19) andrücken.

18. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei drei Aufrauhelementreihen jeder Werkzeugeinsatz (12) quer zur Hauptbewegungsrichtung (F) des Trägers (2) ca. 75 mm lang ist, und daß der quer zur Haupt-Bewegungsrichtung des Trägers gesehene Abstand zwischen benachbarten Werkzeugeinsätzen (12) höchstens ca. 150 mm beträgt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) zusätzlich zu quer zur Hauptbewegungsrichtung (F) verlaufenden, vorderen und hinteren Führungselementen (8, 9) zwischen in Hauptbewegungsrichtung (F) benachbarten Haltern (11) als weitere Führungselemente (10) im Träger (3) befestigte Gleitbleche aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder (19) mit einer hydromechanischen Steuervorrichtung (35), z. B. einem Drehschieber (37), für Frequenz, Größe, Dauer und Verlauf der Schwellkräfte verbunden sind, und daß die Steuervorrichtung (35) in einen hydraulischen Versorgungskreis (33, 36) eingegliedert ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorrichtung (V) ein Querantrieb (C), z. B. ein hydromechanischer Exzenterantrieb, für eine oszillierende Hin- und Herbewegung (Q) des Trägers (3) und des Rahmens (2) quer zur Hauptbewegungsrichtung (F) des Trägers angreift.

22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) mit dem Träger (3) , den Aufrauhelementen (W), den Antrieben (P) und dem Querantrieb (C) eine Aufrauhbohlen-Anbaueinheit (A) bildet, die mit Befestigungselementen (E) zum Anbauen an ein Schleppfahrzeug (S) und mit einem Aufstandsteil (4, 4a), z. B. einem Glättblech oder Laufrollen, zum Aufsetzen auf die Fahrbahndecke ausgestattet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit (A) als Ausziehbohle mit einem mittleren Hauptbohlenteil (H) und wenigstens einem seitlich aus- und einfahrbaren Zusatzbohlenteil (Z) ausgebildet ist, und daß im Hauptbohlenteil (H) und im Zusatzbohlenteil (Z) Aufrauhelemente (W) angeordnet sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß von den vorgesehenen Antrieben (P) der Aufrauhbohlen-Anbaueinheit (A) einzelne Antriebe (P) bzw. Antriebsgruppen (Gr) abschaltbar sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit (A) anstelle einer Einbaubohle an einem Fahrbahndecken-Fertiger (D) angebracht und an die Energieversorgung und Steuerung des Fertigers (D) angeschlossen ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Aufrauhelemente (W) ausgerichtete Staubabsaugevorrichtung (28) vorgesehen und in den Fahrbahndeckenfertiger (D) eingebaut ist.

27. Vorrichtung nach den Ansprüchen 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrbahndeckenfertiger (D) eine Staubschutzkabine (29) für den Fahrzeugführer vorgesehen ist.

28. Fahrbahndecken-Fertiger, mit einem Fahrwerk mit seitlichen Bohlen-Auslegern zum Tragen einer Einbaubohle, und mit wenigstens einer Antriebsquelle für das Fahrwerk sowie für hydraulisch betätigte Komponenten des Fertigers, dadurch gekennzeichnet, daß an den Bohlen-Auslegern (30) wahlweise anstelle der Einbaubohle eine Aufrauhbohlen-Anbaueinheit (A) anbaubar und mit der hydraulischen Versorgung des Fertigers (D) verbindbar ist.

29. Fahrbahndecken-Fertiger nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit (A) als Vorrichtung (V) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 24 ausgebildet ist.

30. Fahrbahndecken-Fertiger nach den Ansprüchen 28 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Querantrieb (C) zwischen die Ausleger (30) und die Aufrauhkolben-Anbaueinheit (A) oder zwischen die Ausleger (30) und den Fertiger-Grundkörper (27) eingesetzt ist, derart, daß die Anbaueinheit relativ zu den Auslegern (30) oder die Ausleger und die Aufrauhbohlen-Anbaueinheit (A) relativ zum Grundkörper in Querrichtung hin- und herbewegbar ist bzw. sind.