DE3116874C2 - Self-propelled machine for repairing a road surface made of a bituminous mass - Google Patents
Self-propelled machine for repairing a road surface made of a bituminous massInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstfahrende Maschine zur Ausbesserung von aus bituminösem Gemenge bestehendem Straßenbelag. Zur Erwärmung dieses Belags verwendet die Maschine einen Mikrowellenhochfrequenzgenerator, welcher mit einer Wellenleitbahn gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist auf einem Gestell ein Elektroaggregat (6) angeordnet zur Speisung des Hochfrequenzgenerators. Weiterhin sind Einrichtungen (15) zum Abbau der auszubessernden Straßendecke sowie Einrichtungen (14, 16 und 17) zu deren Abfuhr und Abhebung vorgesehen. Die Maschine besitzt außerdem eine homogenisierende und mischende Einrichtung (12), einen Behälter (10) mit bituminösem Binder sowie einen Behälter (11) mit Dosierungsapparat zur Beigabe von Bitumen und Zusatzstoffen. Über eine Einrichtung (21) wird das Material wieder aufgetragen. Es genügt hierbei eine Fahrt der Maschine, um die gesamte Oberfläche einer Fahrbahn von 4,00 bis 4,50 m und deren Decke zunächst zu erwärmen, die Belagschicht abzuheben, das Material zu regenerieren und dann wieder aufzutragen. Alle Elemente der Maschine sind so dimensioniert, daß der gesamte Betrieb kontinuierlich erfolgt.The invention relates to a self-propelled machine for repairing road surfaces consisting of bituminous mixtures. To heat this surface, the machine uses a microwave high-frequency generator which is coupled to a waveguide. According to the invention, an electric unit (6) is arranged on a frame to feed the high-frequency generator. Furthermore, devices (15) for dismantling the road surface to be repaired and devices (14, 16 and 17) for removing and lifting it are provided. The machine also has a homogenizing and mixing device (12), a container (10) with bituminous binder and a container (11) with a dosing device for adding bitumen and additives. The material is reapplied via a device (21). One run of the machine is sufficient to first heat the entire surface of a 4.00 to 4.50 m roadway and its surface, lift off the surface layer, regenerate the material and then apply it again. All elements of the machine are dimensioned so that the entire operation takes place continuously.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstfahrende Maschine zum Ausbessern für eine aus einer bituminösen Masse bestehenden Straßendecke, mit einer Vorrichtung zur Erwärmung der Decke, mit Abtrageinrichtungen, Einrichtungen zum Sammeln und Aufheben, mindestens einem Mischer mit gegendrehenden Schaufeln, einem Behälter mit bituminösem Binder, einer Verteilerschnecke zur Verteilung des aus dem Mischer austretenden Materials und einer Platte zum Ausbreiten des regenerierten Gemenges.The invention relates to a self-propelled machine for repairing a road surface consisting of a bituminous mass, with a device for heating the surface, with removal devices, devices for collecting and lifting, at least one mixer with counter-rotating blades, a container with bituminous binder, a distribution screw for distributing the material emerging from the mixer and a plate for spreading the regenerated mixture.
Als Stand der Technik ist bereits eine derartige selbstfahrende Maschine bekannt, welche so ausgebildet ist, daß zwei Raupenkettenpaare im Abstand hintereinander angeordnet sind (US-PS 38 43 274). Zwischen diesen beiden Raupenkettenpaaren befindet sich als Vorrichtung zur Erwärmung der zu bearbeitenden Straßendecke ein Infrarotheizer. Der Wirkungsgrad dieses Infrarotheizers ist bezüglich seiner Effizienz stark witterungsabhängig, so daß der Einsatzbereich jahreszeitlich beschränkt ist. Weiterhin ist infolge der Lage dieses Infrarotheizers zwischen den beiden Raupenkettenpaaren eine Erweiterungsmöglichkeit der Vorrichtung zur Erwärmung der Strassendecke nicht gegeben. Such a self-propelled machine is already known in the state of the art, which is designed in such a way that two pairs of crawler tracks are arranged one behind the other at a distance (US-PS 38 43 274). Between these two pairs of crawler tracks there is an infrared heater as a device for heating the road surface to be worked on. The efficiency of this infrared heater is highly dependent on the weather, so that its area of application is limited by the season. Furthermore, due to the position of this infrared heater between the two pairs of crawler tracks, there is no possibility of expanding the device for heating the road surface.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der im Oberbegriff angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, daß eine besonders wirkungsvolle erweiterungsfähige Vorrichtung zur großflächigen Erwärmung der zu regenerierenden Straßendecke geschaffen wird.In contrast, the present invention is based on the object of further developing a machine of the type specified in the preamble in such a way that a particularly effective expandable device is created for large-area heating of the road surface to be regenerated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zur Erwärmung der Straßendecke stirnseitig der Maschine angeordnet ist, daß jede Heizungsgruppe aus einem wassergekühlten Mikrowellen-Hochfrequenz-Oszillator besteht, der über einen mit drei Ausgängen versehenen Leistungszirkulator mit einer als geschlitzten Hohlleiter ausgebildeten Antenne verbunden ist, die am Ende durch ein Kurzschlußelement gesperrt ist, wobei jeder Schlitz einen Dipol bildet und so angeordnet ist, daß die Ausstrahlung einförmig über die gesamte Länge des Schlitzes erfolgt und daß ein Widerstandselement mit dem Leistungszirkulator verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that the device for heating the road surface is arranged at the front of the machine, that each heating group consists of a water-cooled microwave high-frequency oscillator which is connected via a power circulator provided with three outputs to an antenna designed as a slotted waveguide which is blocked at the end by a short-circuit element, each slot forming a dipole and being arranged so that the radiation is uniform over the entire length of the slot and that a resistance element is connected to the power circulator.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß infolge der Anordnung der Erwärmungsvorrichtung stirnseitig der Maschine eine Ausbaumöglichkeit geschaffen wird, wobei zusätzlich die Heizungsgruppe aus einem Mikrowellen-Hochfrequenz-Oszillator besteht und damit unabhängig von der Außentemperatur einen hohen Wirkungsgrad besitzt.This has the advantage that the arrangement of the heating device at the front of the machine creates the possibility of expansion, whereby the heating group additionally consists of a microwave high-frequency oscillator and thus has a high degree of efficiency regardless of the outside temperature.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments arise from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigtThe invention is described in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der selbstfahrenden Maschine; Fig. 1 is a schematic side view of the self-propelled machine;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig. 1; Fig. 2 is a plan view of the machine according to Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A nach Fig. 1; Fig. 3 is a section along the line AA of Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie B-B nach Fig. 1; Fig. 4 is a section along the line BB of Fig. 1;
Fig. 5 einen Schnitt durch die Maschine nach Fig. 1 in Seitenansicht; Fig. 5 is a section through the machine of Fig. 1 in side view;
Fig. 6 die schematische Darstellung eines Hochfrequenzgenerators, welcher mit einem Erwärmungselement mit einer gespaltenen Wellenleitbahn gekoppelt ist. Fig. 6 is a schematic representation of a high frequency generator coupled to a heating element with a split waveguide.
Nach Fig. 1 besteht die selbstfahrende Maschine aus einem fahrbaren Gestell 1, welches auf Raupenketten 2 montiert ist. Weiterhin ist ein Motor 3 und eine Kabine 4 mit Führungs- und Lenkmitteln vorgesehen. Auf dem Gestell befindet sich weiterhin ein Generator 6 zur Erzeugung von Elektroenergie, ein Kraftstoffbehälter sowie ein Behälter 8 für Kühlwasser. Weiterhin ist ein Behälter 9 als Quelle für den hydraulischen Antrieb sowie ein Behälter 10 zur Lagerung des bituminösen Binders und ein Behälter 11 für Zusatzstoffe vorgesehen.According to Fig. 1, the self-propelled machine consists of a mobile frame 1 which is mounted on crawler tracks 2. Furthermore, an engine 3 and a cabin 4 with guidance and steering means are provided. On the frame there is also a generator 6 for generating electrical energy, a fuel tank and a tank 8 for cooling water. Furthermore, a tank 9 is provided as a source for the hydraulic drive as well as a tank 10 for storing the bituminous binder and a tank 11 for additives.
Auf dem Gestell 1 ist weiterhin eine homogenisierende, mischende Einrichtung 12 nach Fig. 3 und 4 angeordnet. Diese Einrichtung 12 weist gegenläufig drehende Schrauben 13 auf, welche schräg angeordnet sind, damit das aus der vorderen Öffnung der Einrichtung 12 ankommende Material in das Innere geführt und zur Ausgangsöffnung transportiert wird. Vorher wird jedoch das Material erwärmt und durch Hobel und Schaber 15 und 17 von der Straßendecke gelöst.Furthermore, a homogenizing, mixing device 12 according to Fig. 3 and 4 is arranged on the frame 1. This device 12 has counter-rotating screws 13 which are arranged at an angle so that the material arriving from the front opening of the device 12 is guided into the interior and transported to the exit opening. Before this, however, the material is heated and loosened from the road surface by planers and scrapers 15 and 17 .
Während seines Laufs durch die mischende Einrichtung 12 wird das bituminöse Gemenge homogenisiert und gemischt und eventuell mit Zusätzen von Bitumen und Füllmaterial ausgestattet. Der Zusatz von Bitumen kann über Düsen 18 erfolgen, welche durch ein Rohr 19 aus einem Behälter 10 zugeführt werden. Durch die Düsen 18 kann gemäß Fig. 5 das Bitumen eingespritzt werden. Die Zufuhr von Zusatzstoffen erfolgt über eine Dosierungsschnecke 20, welche nach Fig. 5 im Behälter 11 angeordnet ist. Dieser Behälter 11 weist unterhalb der Dosierungsschnecke 20 eine Anzahl von Löchern auf, durch welche die Zusatzstoffe in die mischende Einrichtung 12 gelangen können.During its passage through the mixing device 12, the bituminous mixture is homogenized and mixed and optionally provided with additives of bitumen and filler material. The addition of bitumen can be carried out via nozzles 18 , which are fed through a pipe 19 from a container 10. The bitumen can be injected through the nozzles 18 as shown in Fig. 5. The addition of additives takes place via a dosing screw 20 , which is arranged in the container 11 as shown in Fig. 5. This container 11 has a number of holes below the dosing screw 20 , through which the additives can enter the mixing device 12 .
Das unter dem Druck der gegenläufig drehenden Schaufeln 13 behandelte Material wird ohne Unterbrechung durch die Einrichtung 12 gefördert und über eine Verteilerschnecke 21, welche ebenfalls im Gestell 1 gelagert ist, über die gesamte Breite der Straßendecke verteilt. Dieses Material wird damit aufgelegt und über die in Fig. 5 dargestellte Platte 22 einer Druckbelastung unterzogen, so daß damit die fertige, regenerierte Straßendecke vorliegt.The material treated under the pressure of the counter-rotating blades 13 is conveyed without interruption through the device 12 and distributed over the entire width of the road surface by a distribution screw 21 , which is also mounted in the frame 1. This material is then placed on top and subjected to a pressure load via the plate 22 shown in Fig. 5, so that the finished, regenerated road surface is thus present.
Das Gestell 1 weist im vorderen Bereich eine Winkelkonsole 23 gemäß Fig. 1 und 5 auf zur Unterstützung einer oder mehrerer Heizungsgruppen 24, welche zur Erwärmung einer Schicht der Straßendecke bestimmt sind.The frame 1 has in the front area an angle bracket 23 according to Fig. 1 and 5 for supporting one or more heating groups 24 which are intended for heating a layer of the road surface.
Diese Schicht besteht aus einem bituminösen Gemenge, wobei die Länge einer Heizungsgruppe 24 auf diese Schichtdicke abgestellt ist. Die Wirkung der Heizungsgruppe 24 ist je nach Schichtdicke und Umgebungstemperatur regulierbar.This layer consists of a bituminous mixture, whereby the length of a heating group 24 is adjusted to this layer thickness. The effect of the heating group 24 can be regulated depending on the layer thickness and the ambient temperature.
In Fig. 6 ist eine derartige Gruppe 24 dargestellt. Jede Gruppe besteht aus einem Mikrowellen-Hochfrequenz-Oszillator 25. Dieser Oszillator 25 ist an einen Leistungszirkulator 26 angeschlossen, der drei Eingänge und einen koaxialen Ausgang aufweist. Der Zirkulator 26 ist mit seinem Eingang an eine Antenne, z. B. einen geschlitzten Hohlleiter 27, angeschlossen, der am anderen Ende durch einen Kurzschlußelement 28 abgeschlossen ist. Außerdem ist eine ohm'sche Last 29 angeschlossen. Der Oszillator 25 wird mit entsprechender Spannung von der Stromversorgung 6 gespeist und er kann beispielsweise ein Dauerstrich- Magnetron sein, dessen Leistung im Millimeterwellenbereich liegt. Zur Abkühlung des Oszillators 25 ist ein Wasserkreislauf 30 vorgesehen, welcher mit dem Behälter 8 in Fig. 2 in Verbindung steht.Such a group 24 is shown in Fig. 6. Each group consists of a microwave high-frequency oscillator 25. This oscillator 25 is connected to a power circulator 26 which has three inputs and a coaxial output. The circulator 26 is connected with its input to an antenna, e.g. a slotted waveguide 27 , which is terminated at the other end by a short-circuit element 28. In addition, an ohmic load 29 is connected. The oscillator 25 is fed with an appropriate voltage from the power supply 6 and it can, for example, be a continuous wave magnetron whose power is in the millimeter wave range. A water circuit 30 is provided for cooling the oscillator 25 , which is connected to the container 8 in Fig. 2.
Der Leistungszirkulator 26 hat die Funktion, zu vermeiden, daß die Rückstrahlleistung zum Oszillator 25 wiederkehrt und damit einen negativen Betriebsablauf verursacht. Diese Rückstrahlleistung ist beispielsweise auf die unterschiedlichen Straßendeckenmaterialien sowie auf die Rückstrahlung in der Antenne 27 zurückzuführen. Die Antenne 27 ist in Form eines geschlitzten Hohlleiters ausgebildet, wobei jeder Spalt einen elementaren Dipol aufweist. Diese Dipole werden so angeordnet, daß die Strahlung einförmig über die gesamte Länge des Hohlleiters verbreitet wird.The function of the power circulator 26 is to prevent the reflected power from returning to the oscillator 25 and thus causing a negative operating sequence. This reflected power is due, for example, to the different road surface materials and to the reflection in the antenna 27. The antenna 27 is designed in the form of a slotted waveguide, each slot having an elementary dipole. These dipoles are arranged so that the radiation is spread uniformly over the entire length of the waveguide.
Nach einer alternativen, nicht näher dargestellten Ausführungsform kann auch eine Endanordnung vorgesehen sein. Diese Anordnung ist dann von Interesse, wenn die Leistung wiederverwendet werden soll, welche nicht von der Antenne ausgestrahlt werden kann.According to an alternative embodiment, not shown in detail, a final arrangement can also be provided. This arrangement is of interest if the power that cannot be emitted by the antenna is to be reused.
Die Antenne 27 ist mit zwei Ausweitungen versehen, welche über Flansche miteinander verbunden sind, wodurch sich eine raumsparende Anordnung ergibt. Alternativ kann jede Heizungsgruppe 24 durch zwei Erwärmungselemente gebildet werden, welche symmetrisch auf der gleichen Linie angeordnet sind.The antenna 27 is provided with two extensions which are connected to one another via flanges, resulting in a space-saving arrangement. Alternatively, each heating group 24 can be formed by two heating elements which are arranged symmetrically on the same line.
Aus Sicherheitsgründen und zum Schutz der Bedienpersonen werden die Heizungsgruppen 24 durch eine Abschirmung nach außen geschützt. Diese Abschirmung besteht aus einer Modularkupferkappe 32, durch welche unerwünschte Strahlungsverluste vermieden werden. Diese Kappe 32 kann mit biegsamen Elementen 33 integriert sein, welche beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen und gegen die Oberfläche der Straßendecke gerichtet sind.For safety reasons and to protect the operators, the heating groups 24 are protected from the outside by a shield. This shield consists of a modular copper cap 32 , which prevents undesirable radiation losses. This cap 32 can be integrated with flexible elements 33 , which consist for example of a plastic and are directed towards the surface of the road surface.
Will man die richtige Erwärmung des bituminösen Gemenges ohne erhöhte Temperatur erzielen, so lassen sich mehrere Heizungsgruppen 24 verwenden. Diese sind nach Fig. 2 hintereinander angeordnet, damit eine Vergrößerung der strahlenden Oberfläche erzielt wird. Jede Heizungsgruppe kann etwa 4,00 bis 4,50 m lang sein. Durch diese Länge ergibt sich eine Einwirkung auf die gesamte Schichtdicke der zu regenerierenden Straßendecke. Jede Gruppe ist hierbei etwa 50 cm breit.If the correct heating of the bituminous mixture is to be achieved without increasing the temperature, several heating groups 24 can be used. These are arranged one behind the other as shown in Fig. 2 in order to increase the radiating surface. Each heating group can be about 4.00 to 4.50 m long. This length results in an effect on the entire thickness of the road surface to be regenerated. Each group is about 50 cm wide.
Die gesamte fahrbare Maschine ist sehr kompakt aufgebaut, gut zu manövrieren und weist eine hohe Effektivität auf. Mittels des Generators 6 ist die Maschine in der Lage, kontinuierlich zu arbeiten.The entire mobile machine is very compact, easy to maneuver and highly effective. The machine is able to work continuously thanks to the generator 6 .
Zur Bewegung der Heizungsgruppen 24 sind hydraulische Elemente 34 vorgesehen, welche mit einer Konsole 23 nach Fig. 1 verbunden sind, wobei die Ölhydraulik mit einer Quelle 9 in Verbindung steht.For moving the heating groups 24, hydraulic elements 34 are provided which are connected to a console 23 according to Fig. 1, wherein the oil hydraulics are connected to a source 9 .
Die Fahrgeschwindigkeit der Maschine liegt bei etwa 4 m/min. Die Maschine arbeitet, wie ausgeführt, kontinuierlich. Das erwärmte, herausgebrochene, gesammelte und regenerierte bituminöse Gemenge wird durch die mischende Einrichtung 12 in den hinteren Teil der Maschine bewegt und dort über die Verteilerschnecke 21 und die Platte als regenerierter Straßenbelag wieder aufgetragen.The travel speed of the machine is approximately 4 m/min. The machine operates continuously, as described. The heated, broken out, collected and regenerated bituminous mixture is moved by the mixing device 12 to the rear part of the machine and there reapplied as regenerated road surface via the distribution screw 21 and the plate.
Die Erwärmung der Schicht, welche unter der abzutragenden Schicht liegt, ist vorteilhaft, weil eine totale oder partielle Erwärmung der Materialien, die die darunterliegende Schicht bilden, zu besseren Ergebnissen führt. Durch den Hobel 15 sowie durch den Schaber 17 und die Gleitbahn 14 wird das Material abgetragen und zu der mischenden Vorrichtung 12 bewegt. Da die mischende Einrichtung 12 höhenverstellbar ausgebildet ist, wird in optimaler Weise das durch den Hobel und Schaber 15 und 17 herausgearbeitete Material abtransportiert und erneuert.Heating the layer that lies beneath the layer to be removed is advantageous because total or partial heating of the materials that form the underlying layer leads to better results. The material is removed by the planer 15 , the scraper 17 and the slideway 14 and moved to the mixing device 12. Since the mixing device 12 is designed to be height-adjustable, the material removed by the planer and scraper 15 and 17 is transported away and renewed in an optimal manner.
Claims (4)
daß die Vorrichtung zur Erwärmung der Decke stirnseitig der Maschine angeordnet ist und aus mindestens einer Heizungsgruppe (24) besteht,
daß jede Heizungsgruppe (24) aus einem wassergekühlten Mikrowellen-Hochfrequenz-Oszillator (25) besteht, der über einen mit drei Ausgängen versehenen Leistungszirkulator (26) mit einer als geschlitzten Hohlleiter ausgebildeten Antenne (27) verbunden ist, die am Ende durch ein Kurzschlußelement (28) gesperrt ist, wobei jeder Schlitz (31) einen Dipol bildet und so angeordnet ist, daß die Ausstrahlung einförmig über die gesamte Länge des Schlitzes erfolgt und
daß ein Widerstandselement (29) mit dem Leistungszirkulator verbunden ist. 1. Self-propelled machine for repairing a road surface consisting of a bituminous mass, with a device for heating the surface, with removal devices, devices for collecting and lifting, at least one mixer with counter-rotating blades, a container with bituminous binder, a distribution screw for distributing the material emerging from the mixer and a plate for spreading the regenerated mixture, characterized in that
that the device for heating the ceiling is arranged at the front of the machine and consists of at least one heating group ( 24 ),
that each heating group ( 24 ) consists of a water-cooled microwave high-frequency oscillator ( 25 ) which is connected via a power circulator ( 26 ) provided with three outputs to an antenna ( 27 ) designed as a slotted waveguide which is blocked at the end by a short-circuit element ( 28 ), each slot ( 31 ) forming a dipole and being arranged so that the radiation is uniform over the entire length of the slot and
that a resistance element ( 29 ) is connected to the power circulator.
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