DE4229464A1 - Schwarzdeckenfertiger mit ausziehbarer Glättbohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwarzdeckenfertiger mit einer ausziehbaren Glättbohle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 38 38 156 ist ein derartiger Schwarzdeckenfertiger bekannt, dessen Ausziehbohle mittels einer entlang der Führungsachse verlaufenden Führungseinrichtung bestehend aus zwei parallelen Führungen mit zylindrischen Querschnitt verschiebbar und drehgesichert an der Grundbohle gehalten ist. Mittels einer Antriebseinrichtung kann die Ausziehbohle zwecks Vergrößerung der Arbeitsbreite der Glättbohle seitlich nach außen über die Grundbohle ausgefahren und, umgekehrt, wieder eingefahren werden.

Die im Betrieb dieses bekannten Schwarzdeckenfertigers vom ausgebrachten Schwarzdeckenmaterial auf die ausgefahrene Ausziehbohle ausgeübten Kräfte greifen im Bereich deren Bodenfläche an und erzeugen auf diese Weise, wie dies in Fig. 5 schematisch dargestellt ist, ein Biegemoment Mx = P×1/2 und ein Torsionsmoment My = P×a×1/b, wobei P die an der Ausziehbohle 32 angreifenden Kräfte, zusammengefaßt als Einzelkraft, 1 die Ausfahrstrecke der Ausziehbohle 32, a der Abstand zwischen der Führungseinrichtung 33, 34 und dem Bereich der Bodenfläche 35, in welchem P angreift, und b der Abstand zwischen den beiden Führungen 33, 34 ist.

Die durch diese Momente hervorgerufenen Beanspruchungen sind außerordentlich hoch und können zur Verformungen der Führungen bzw. der darin geführten Teile der Ausziehbohle mit entsprechenden Bewegungen der letzten relativ zur Grundbohle führen. Infolgedessen bildet die Glättbohle dieses bekannten Schwarzdeckenfertigers mit ausgefahrener Ausziehbohle keine ausreichend starre Einheit.

Die gleichen Nachteile weist der in der GB-A 2 024 900 beschriebene Schwarzdeckenfertiger auf, der im Unterschied zum vorgenannten Schwarzdeckenfertiger eine Führungseinrichtung in Form einer Führung umfaßt, die zwecks Drehsicherung der Ausziehbohle einen vieleckigen Querschnitt aufweist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schwarzdeckenfertiger der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Glättbohle mit ausgefahrener Ausziehbohle bei geringem konstruktiven Aufwand eine insgesamt möglichst starre Einheit bildet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Aufgrund der drehbaren Halterung der Ausziehbohle an der Grundbohle treten in der Führung bzw. in dem darin geführten Teil der Ausziehbohle keine Torsionsbeanspruchungen und damit keine Verdrehungen der Ausziehbohle gegenüber der Grundbohle auf. Die Führung bzw. der darin geführte Teil der Ausziehbohle werden lediglich auf Biegung beansprucht. Diese Biegebeanspruchung kann durch Vergrößerung des Durchmessers der Führung und des darin geführten Teils der Ausziehbohle verringert und damit die Biegesteifigkeit der Glättbohle mit ausgefahrener Ausziehbohle entsprechend vergrößert werden. Bereits bei Ausbildung mit der gleichen Querschnittsfläche wie die aus dem Stand der Technik bekannte Doppelführung weist die erfindungsgemäße Führung bzw. der darin geführte Teil der Ausziehbohle ohne konstruktiven Mehraufwand eine deutlich höhere Biegesteifigkeit aus. Drehungen der Ausziehbohle werden durch die Kupplung verhindert, die unterhalb der Führung, vorzugsweise im Bereich der Bodenfläche der Glättbohle angeordnet ist, d.h. in dem Bereich, in welchem die vom Schwarzdeckenmaterial ausgeübten Kräfte angreifen. Auf diese Weise wird die Kupplung und damit die Glättbohle lediglich auf Zug beansprucht. Der konstruktive Aufwand für eine derart beanspruchte Kupplung ist sehr gering, insbesondere auch deshalb, weil die vom Schwarzdeckenmaterial ausgeübten Kräfte in lediglich eine Richtung, d.h. entgegen der Fahrtrichtung des Schwarzdeckenfertigers, sowie im wesentlichen horizontal und normal auf die Glättbohle wirken. Auch die Verwendung lediglich einer einzigen Führung und der Ausbildung derselben sozusagen als Loslager bedeutet im Vergleich zu den bekannten Führungseinrichtungen mit zwei Führungen von zylindrischem oder einer einzigen Führung von Vieleckquerschnitt eine erhebliche konstruktive Vereinfachung, bei der auch die in den Führungen zu führenden Teile der Ausziehbohle zu berücksichtigen sind und gegenüber denen der Mehraufwand für die Kupplung vernachlässigbar ist.

Die Kupplung ist vorzugsweise von der Ausziehbohle und/oder von der Grundbohle lösbar. Günstig ist hierbei eine Ausbildung der Kupplung derart, daß sie in einem Schwenklager schwenkbar an der Ausziehbohle gelagert ist und ein Eingriffselement aufweist, das bei in Eingriff befindlicher Kupplung ein Gegenelement an der Grundbohle hintergreift. Hierbei kann die Kupplung als sehr einfaches Konstruktionselement in Art einer Zugstange mit einem das Eingriffselement darstellenden Haken ausgebildet sein. Günstig ist hierbei die Verwendung einer in Querrichtung der Grundbohle verlaufenden Stufe als Gegenelement.

Vorzugsweise ist die Kupplung mit ihrem Eingriffselement oberhalb des Gegenelements angeordnet und durch ihr Eigengewicht im Eingriff mit diesem gehalten. Hierbei kann die Kupplung einen Schwenkzapfen aufweisen, der im Schwenklager drehbar und verschiebbar angeordnet ist, vorzugsweise um eine solche Strecke verschiebbar, daß die Glättbohle bei vollständig ausgefahrener Ausziehbohle die 1,5-fache, die Verwendung von zwei Ausziehbohlen die doppelte Breite wie die Grundbohle aufweist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine radial auf den in der Führung geführten Teil der Ausziehbohle wirkende Druckeinrichtung zur Reduzierung des Spiels in der Führung, vorzugsweise bis auf Null, vorgesehen. Auf diese Weise werden auch geringste, durch das Spiel in der Führung hervorgerufene Relativbewegungen vermieden. Die Ausziehbohle ist auf diese Weise völlig starr mit der Grundbohle verbunden und erlaubt es, den Einsatz der üblicherweise zwecks Verdichtung des ausgebrachten Schwarzdeckenmaterials verwendeten Vibratoren auf die Grundbohle zu beschränken. Synchron laufende Vibratoren auf der Ausziehbohle, wie sie im Stand der Technik aufgrund der Relativbewegungen derselben gegenüber der Grundbohle verwendet werden müssen, sind beim erfindungsgmäßen Schwarzdeckenfertiger nicht erforderlich. Diese Druckeinrichtung umfaßt vorzugsweise wenigstens eine in der Führungsbohrung angeordnete Druckfeder, kann jedoch auch beispielsweise als hydraulischer Zylinder ausgebildet sein.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Schwarzdeckenfertiger gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Ausziehbohle nach Fig. 1 und der an ihr angreifenden Kräfte, und

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Ausziehbohle.

Schwarzdeckenfertiger sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt, so daß sich die nachstehende Beschreibung lediglich auf die wesentlichen Bauteile beschränkt.

Der in der Zeichnung dargestellte Schwarzdeckenfertiger umfaßt einen über zwei angetriebene Raupenketten (nicht gezeigt) eines ebenfalls nicht gezeigten Fahrwerks am Untergrund abgestützten Rahmen (nicht gezeigt) mit einem ebenfalls nicht gezeigten Bunker zur Aufnahme von Schwarzdeckenmaterial sowie eine im Heckbereich des Schwarzdeckenfertigers hinter dem Bunker angeordnete, sich in Querrichtung des Schwarzdeckenfertigers erstreckende Glättbohle 1, der ein in Längsrichtung des Schwarzdeckenfertigers verlaufendes Transportband (nicht gezeigt) aus dem Bunker austretendes Schwarzdeckenmaterial zuführt. Ein im Bereich zwischen dem Transportband und der Glättbohle 1 angeordneter Querverteiler dient dazu, das vom Transportband auf den Untergrund abgegebene Schwarzdeckenmaterial gleichmäßig über die Breite der Glättbohle 1 zu verteilen, die ihrerseits die Aufgabe hat, die Dicke des abgegebenen Schwarzdeckenmaterials zu bestimmen, dasselbe durch Vibrationen zu verdichten und überflüssiges Material zu entfernen. Zu diesem Zweck ist die Glättbohle 1 in der Höhe und in ihrem Neigungswinkel zum Untergrund verstellbar an zwei Pendelstützen 2 aufgehängt, die am Rahmen angelenkt und mittels nicht gezeigter Hubzylinder in eine Transportstellung angehoben und in eine Arbeitsstellung für die Glättbohle 1 abgesenkt werden können.

Die Glättbohle 1 ist als sogenannte ausziehbare Bohle von variabler Breite, gemessen in Querrichtung des Schwarzdeckenfertigers ausgebildet; sie umfaßt eine an den Pendelstützen 2 aufgehängte Grundbohle 3 festgelegter Breite sowie zwei Ausziehbohlen 4, 5, die jeweils die halbe Breite der Grundbohle 3 aufweisen und entlang je einer in Querrichtung der Glättbohle 1 verlaufenden Führungsachse 6, 7 verschiebbar an der Grundbohle 3 gehalten sind. Je ein Hydraulikzylinder 8, 9 dient zur Verschiebung der Ausziehbohlen 4, 5 zwischen einer nicht ausgefahrenen Stellung, in der sie sich in Fahrtrichtung F hinter der Grundbohle 3 befinden (siehe rechte Hälfte von Fig. 2 und 3), und einer völlig ausgefahrenen Stellung (siehe linke Hälfte in Fig. 2 und 3), in der die Glättbohle 1 die doppelte Breite der Grundbohle 3 aufweist. Die Festlegung der Ausziehbohlen 4, 5 in den jeweiligen Stellungen einschließlich Zwischenstellungen erfolgt ebenfalls durch die Hydraulikzylinder 8, 9, die unabhängig voneinander betätigt werden können. Mittels nicht gezeigter, an der Grundbohle 3 angreifender Vibratoren kann die Glättbohle 1 zwecks Verdichtung des ausgebrachten Schwarzdeckenmaterials in Schwingungen versetzt werden.

Beide Ausziehbohlen 4, 5 umfassen je eine äußere und je eine innere Wange 10, 11, die beide parallel zueinander in vertikalen, in Längsrichtung des Schwarzdeckenfertigers verlaufenden Ebenen angeordnet und an den freien Enden je eines Querträgers 12 befestigt sind. Im nicht ausgefahrenen Zustand sind die inneren Wangen 11 der Ausziehbohlen 4, 5 mit einem Abstand c von den Seitenflächen einer mittig ausgebildeten Mittelwange 13 der Grundbohle 3 angeordnet, während ihre äußeren Wangen 10 mit je einer Außenwange 14 der Grundbohle 3 fluchten. Letztere übergreift beide Ausziehbohlen 4, 5 mit je einem Vorsprungsteil 15, 16. Beide Vorsprungsteile 15, 16 sind in zwei Ebenen untereinander angeordnet und mit je einer entlang der Führungsachse 6 bzw. 7 verlaufenden zylindrischen Führungsbohrung 17, 18 ausgebildet, in denen je ein zylindrischer Führungszapfen 19, 20 mit Spiel verschiebbar und drehbar aufgenommen ist. Mit ihrem jeweils äußeren Ende sind die Führungszapfen 19, 20 an den äußeren Wangen 10 der beiden Ausziehbohlen 4, 5 befestigt. In den Führungsbohrungen 17, 18 sind Druckfedern 21 befestigt, die die Führungszapfen 19, 20 radial beaufschlagen, so daß eine spielfreie Führung derselben in den Führungsbohrungen 17, 18 möglich ist. In den Vorsprungsteilen 15, 16 sind ebenfalls je einer der Hydraulikzylinder 8, 9 ausgebildet, deren Kolbenstangen an den äußeren Wangen 10 der Ausziehbohlen 4, 5 befestigt sind.

Die Grundbohle 3 und die Ausziehbohlen 4, 5 sind mit je einem Bodenblech 22, 23 bzw. 24 versehen, das an der Unterseite sowie der in Fahrtrichtung F vorderen und rückwertigen Seite der Mittelwange 13 und der Außenwangen 14 bzw. der äußeren und der inneren Wangen 10, 11 befestigt ist. Die an den Unterseiten der Grundbohle 3 und der Ausziehbohlen 4, 5 befestigten Teile sämtlicher Bodenbleche liegen in einer Ebene und stellen die Bodenfläche 25 der Glättbohle dar.

Jeder Führungszapfen 19, 20 bzw. jede Ausziehbohle 4, 5 ist durch je eine Kupplung 26 gegen Drehung innerhalb der jeweiligen Führungsbohrung 17, 18 bzw. um die jeweilige Führungsachse 6, 7 gesichert. Jede Kupplung 26 ist in Art eine Zugstange mit Hochkantquerschnitt ausgebildet, deren eines Ende über einen Schwenkzapfen 27 in einem Schhwenklager 28 in der inneren Wange 11 der jeweiligen Ausziehbohle 4 bzw. 5 drehbar sowie verschiebbar angeordnet ist und deren anderes Ende einen nach unten abgebogenen Haken 29 aufweist, der, wie Fig. 1 zeigt, eine Stufe 30 hintergreift, die an der Grundbohle 3 in Querrichtung derselben verlaufend, ausgebildet ist. Wie Fig. 1 ebenfalls zeigt, sind die Stufe 30 sowie die Schwenklager 28 beider Kupplungen 26 im Bereich der Bodenfläche 25 in einer parallel zu dieser verlaufenden Ebene angeordnet. Die Kupplungen 26 befinden sich aufgrund ihres Eigengewichts ständig im Eingriff mit der Stufe 30, können jedoch durch Anheben von dieser gelöst werden. Die Schwenkzapfen 27 beider Kupplungen 26 sind in den Schwenklagern 28 um die Strecke c verschiebbar, so daß die Glättbohle 1 bei vollständig ausgefahrenen Ausziehbohlen 4, 5 die doppelte Breite wie die Grundbohle 3 aufweist. Diese Strecke c entspricht der Breite je einer der Zugstangen 25, die bei nicht ausgefahrenen Ausziehbohlen 4, 5 zwischen deren inneren Wangen 11 und der Mittelwange 13, diesen anliegend, angeordnet sind.

Zu Beginn des Betriebs des Schwarzdeckenfertigers wird die Glättbohle 1 auf die jeweils gewünschte Arbeitsbreite, beispielsweise die maximale Arbeitsbreite, eingestellt. Zu diesem Zweck werden beide Hydraulikzylinder 8, 9 betätigt und die Ausziehbohlen 4, 5 entlang den Führungsachsen 6, 7 vollständig ausgefahren und in der erreichten Stellung fixiert. Während dieses Vorgangs gleiten die Haken 29 der Kupplungen 26 entlang der Stufe 30, bis sie an den Außenwangen 14 der Grundbohle 3 anliegen und dadurch eine Relativverschiebung der Schwenkzapfen 27 in den Schwenklagern 28 um Strecke c auslösen. Die Resultierende P der bei Fahrt des Schwarzdeckenfertigers in Fahrtrichtung F vom ausgebrachten Schwarzdeckenmaterial auf die Ausziehbohlen 4, 5 ausgeübten Kräfte greift, wie in Fig. 4 dargestellt, an deren in Fahrtrichtung F vorderen Seiten 31, d.h. in den dort befindlichen Teilen der Bodenfläche 23, 24, im wesentlichen horizontal und normal an, und zwar in Höhe der Kupplungen 26, die somit lediglich auf Zug beansprucht sind und die Ausziehbohlen 4, 5 gegenüber Drehungen um die Führungsachsen 6, 7 sichern. Dabei treten aufgrund des Verlaufs der Wirklinie der Resultierenden P durch die Kupplungen 26, d.h. ohne Wirkabstand zu diesen, keine Torosionsmomente und somit keine entsprechenden Verformungen der Ausziehbohlen 4, 5 sowie der Führungszapfen 19, 20 und der Führungsbohrungen 17, 18 auf. Die vorgenannten Bauteile werden lediglich durch das Biegemoment der Resultierenden P multipliziert mit der Ausfahrstrecke der Ausziehbohlen 4, 5 (siehe Fig. 2) beansprucht.

Claims (12)

1. Schwarzdeckenfertiger mit einer im wesentlichen quer zu dessen Längsachse verlaufenden ausziehbaren Glättbohle, die eine Grundbohle und wenigstens eine Ausziehbohle umfaßt, die entlang einer im wesentlichen in Querrichtung der Glättbohle verlaufenden Führungsachse verschiebbar und gegen Drehung um die Führungsachse gesichert an der Grundbohle gehalten ist, wobei die Führungsachse mit Abstand oberhalb der Bodenfläche der Ausziehbohle angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausziehbohle (4, 5) mittels lediglich einer entlang der Führungsachse (6, 7) verlaufenden Führung (17, 18) - in Art eines Loslagers - sowohl verschiebbar als auch drehbar und mittels einer mit Abstand unterhalb der Führungsachse (6, 7) angeordneten Kupplung (26) drehgesichert an der Grundbohle (3) gehalten ist, wobei die Kupplung (26) lediglich zur Aufnahme von entgegen der Fahrtrichtung (F) des Schwarzdeckenfertigers im wesentlich horizontal und normal auf die Ausziehbohle (4, 5) wirkenden Kräften aufgebildet ist.

2. Schwarzdeckenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (26) im Bereich der Bodenfläche (25) der Glättbohle (1) angeordnet ist.

3. Schwarzdeckenfertiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (26) von der Ausziehbohle (4, 5) und/oder von der Grundbohle (3) lösbar ist.

4. Schwarzdeckenfertiger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (26) in einem Schwenklager (28) schwenkbar an der Ausziehbohle (4, 5) gelagert ist und ein Eingriffselement (29) aufweist, das bei in Eingriff befindlicher Kupplung (26) ein Gegenelement (30) an der Grundbohle (3) hintergreift.

5. Schwarzdeckenfertiger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (26) in Art einer Zugstange mit einem das Eingriffselement darstellenden Haken (29) ausgebildet ist.

6. Schwarzdeckenfertiger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenelement als eine in Querrichtung der Grundbohle (3) verlaufende Stufe (30) ausgebildet ist.

7. Schwarzdeckenfertiger nach wenigsten einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (26) mit ihrem Eingriffselement (29) oberhalb des Gegenelements (30) angeordnet und durch ihr Eigengewicht im Eingriff mit diesem gehalten ist.

8. Schwarzdeckenfertiger nach wenigsten einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (26) einen Schwenkzapfen (27) aufweist, der im Schwenklager (28) drehbar und verschiebbar angeordnet ist.

9. Schwarzdeckenfertiger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkzapfen (27) im Schwenklager (28) um eine solche Strecke (c) verschiebbar ist, daß die Glättbohle (1) bei vollständig ausgefahrener Ausziehbohle (4, 5) die 1,5fache Breite wie die Grundbohle (3) aufweist.

10. Schwarzdeckenfertiger nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Führung eine zylindrische Führungsbohrung (17, 18) in der Grundbohle (3) zur Aufnahme eines zylindrischen Führungszapfens (19, 20) an der Ausziehbohle (4, 5) umfaßt.

11. Schwarzdeckenfertiger nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, eine radial auf den Führungszapfen (19, 20) wirkende Druckeinrichtung (21) zur Reduzierung des Spiels in der Führung (17, 18).

12. Schwarzdeckenfertiger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung wenigstens eine in der Führungsbohrung (17, 18) angeordnete Druckfeder (21) umfaßt.