Fakten zu Bohlen

Die Verdichtungsaggregate der Bohle sollen eine möglichst große Vorverdichtung erzeugen, damit unterschiedliche Einbaustärken einen geringen Einfluss auf das Walzmaß bei der Endverdichtung haben. Bei VÖGELE kommen die im Folgenden aufgeführten Verdichtungsaggregate zum Einsatz:

• T > Tamper: Der Tamper wird von einer Exzenterwelle in eine vertikale Auf-und-ab-Bewegung versetzt.
• V > Vibration: Die Vibration wird durch eine Unwuchtwelle quer zur Fahrtrichtung auf dem Glättblech erzeugt.
• P > Pressleiste: Die Pressleisten werden hydraulisch mit einer Frequenz von ca. 68 Hz und einem Druck von maximal 130 bar auf das Mischgut gepresst.
• P1 > Ausführung mit einer Pressleiste
• P2 > Ausführung mit zwei Pressleisten
• Plus > Ausführung mit zwei Pressleisten; geänderte Tampergeometrie und Zusatzgewichte im Bohlenrahmen

Einsatzgebiete

V- und TV-Bohlen kommen bei allen üblichen, leichter zu verdichtenden Mischgütern zum Einsatz. Beim Einsatz von TP1- und TP2-Bohlen ist ein geringerer Aufwand bei der Nachverdichtung erforderlich. Die beiden Varianten unterscheiden sich hinsichtlich der zu erzeugenden Verdichtungswerte, wobei alle üblichen Mischgüter bearbeitet werden können. Die TP2-Ausführung liefert eine hohe Vorverdichtung gerade auch bei großen Einbaustärken.

TVP2-Bohlen können für alle üblichen Mischgüter verwendet werden. Darüber hinaus eignet sich diese Variante auch für den Einbau von PCC (Paver Compacted Concrete), da bei dieser Anwendung anschließend keine Nachverdichtung mehr erfolgt. Die Variante TP2 Plus mit nochmals gesteigerten Verdichtungswerten kommt im VÖGELE InLine Pave-Zug zur Erzeugung der Binderschicht zum Einsatz. Diese Schicht muss aufgrund des unmittelbaren Überfahrens des nachfolgenden Fertigers bereits Endverdichtungswerte aufweisen. Alle Verdichtungsaggregate bei VÖGELE Bohlen – Tamper, Vibration und Pressleiste – werden getrennt gesteuert und lassen sich nach Bedarf zu- oder abschalten.

Verdichtungsaggregate der Ausziehbohlen

Verdichtungsaggregate der starren Bohlen

Der Tamper stampft das einzubauende Mischgut durch den vertikalen Hub unter den Bohlenkörper. Er sorgt so für eine geregelte Materialzufuhr und erzielt die nötige Vorverdichtung.

Die Auf-und-Ab-Bewegung des Tampers stellt aufgrund der andauernden Schlagbelastung höchste Anforderungen an das Material. Eine harte Oberfläche und ein zäher Kern sind wichtige Eigenschaften, die Tamperleisten dabei erfüllen müssen. Zu Beginn des Fertigungsprozesses schneidet eine CNC-gesteuerte Säge die Profilstangen auf die gewünschte Länge. Dank der abgeschrägten Vorderkante gewährleisten die Tamper im späteren Einsatz einen gleichmäßigen Mischguteinzug und eine optimale Verdichtung. Die Lebensdauer dieser Komponenten hängt von ihrem Härtegrad ab. Durch Induktionshärtung wird, wie bei den Pressleisten auch, ein gleichmäßiger Härteverlauf über die gesamte Leistenlänge und eine Einhärtetiefe von mindestens 5 mm erreicht. Der Kern bleibt zäh und flexibel und die Oberfläche, die in ständigem Kontakt mit dem zu verdichtenden Mischgut steht, bleibt verschleißresistent. In der speziell für VÖGELE entwickelten CNC-Tieflochbohrmaschine werden die Bohrungen für die Heizstäbe eingebracht. Durch diese Bohrung können die Heizstäbe die Leisten (Tamper- und Pressleisten) zentral von innen über die gesamte Länge beheizen – eine homogene Durchwärmung ist garantiert. So werden im späteren Einbau Verklebungen durch Bitumenreste gelöst (gerade beim Vorheizen vor Arbeitsbeginn) und der abrasive Verschleiß an den Kontaktstellen wird vermindert.

Abschließend werden alle Leisten auf einer Richtbank gerichtet. Die zulässige Ebenheitsabweichung liegt bei maximal 0,5 mm.

Der verschleißfeste Stahl der Glättbleche vereint die optimalen Eigenschaften wie Zähig- und Rissfestigkeit. Sie sind aufgrund der auftretenden Gleitreibung auf dem einzubauenden Mischgut für die Lebensdauer dieser Komponenten unbedingt erforderlich.

Im Fertigungsprozess wird das Rohmaterial der Glättbleche zunächst mithilfe eines Lasers auf die gewünschten Abmaße zugeschnitten. An der zukünftigen Unterseite des Glättblechs wird, in Fahrtrichtung vorne, eine Fase eingefräst, die einen hohen Materialeinzug hinter der Tamperleiste garantiert. Um eine Kaltverschweißung zwischen der Tamperrückseite und der Glättblechvorderkante (Fahrtrichtung vorne) zu vermeiden, wird auch diese entsprechend bearbeitet. Diese Optimierung gewährleistet eine maßgenaue Tamperleistenführung und verlängert außerdem die Lebensdauer beider Komponenten deutlich. Nach dem spannungsarmen Richten zur Sicherstellung der Ebenheit werden die Gewindebolzen mit einer CNC-gesteuerten Bolzenschweißmaschine auf der Oberseite angebracht. Im Durchschnitt werden 25 Gewindebolzen pro Glättblech mit höchster Zug- und Scherfestigkeit aufgeschweißt.

Die impulshydraulisch beaufschlagten Pressleisten in einfacher oder doppelter Ausführung (als TP1- oder TP2- Variante) unterliegen im Einsatz ähnlichen Belastungen wie die Tamperleisten.

Alle Hochverdichtungsbohlen von VÖGELE sind mit Pressleisten ausgerüstet. Sie befinden sich unmittelbar hinter den Glättblechen und bilden den Abschluss der Verdichtung durch die Bohle. Die Positionierung der Pressleisten am Bohlenende hat den Vorteil, dass die Verdichtungswirkung unabhängig von Materialzufuhr und Vorverdichtung geregelt werden kann. Ist das Profil der Pressleisten bereits zu stark verschlissen, liegen die Verdichtungsergebnisse weit unter den geforderten Werten des Auftraggebers. Der Fertigungsprozess der Pressleisten ähnelt dem der Tamperleisten, wobei es bei den Pressleisten zwei unterschiedliche Formen gibt:

Die Pressleiste 1, unmittelbar hinter dem Glättblech, besitzt ein durchgehend schräges Profil. Die darauffolgende Pressleiste 2 ist im Profil im hinteren Drittel abgeflacht. Bei Bohlen in TP1-Ausführung ist ausschließlich die Pressleiste des Typs 2 montiert.

Die 3-Punkt-Lagerung der VÖGELE Ausziehbohlen setzt sich aus den folgenden Komponenten zusammen: dem Ausziehrohr, dem Hydraulikzylinder im Zusammenspiel mit dem Führungsrohr und der Drehmomentabstützung. Die ErgoPlus Bedienkonsole steuert zwei Hydraulikzylinder, die für die exakte Breitenverstellung der Ausziehbohlen sorgen. Das groß dimensionierte Ausziehrohr hält die seitlichen Ausziehteile dabei sicher in Position. Bei voller Bohlenbreite sind die drei ineinander verschachtelten Einzelrohre des Ausziehrohrs noch zur Hälfte eingespannt. Aufgrund der großen Stützweite wird den vertikalen Auftriebskräften sicher entgegengewirkt. Der störungsfreie Lauf der Ausziehrohre, ohne Verklemmen und Verkanten, ist wichtige Voraussetzung für eine einwandfreie Projektabwicklung – gerade dort, wo häufig wechselnde Einbaubreiten gefordert sind. Die Gleitbänder im Inneren der Rohre garantieren die Spielfreiheit und sorgen für eine ruckfreie Bewegung beim Aus- und Einfahren. VÖGELE erreicht die Breitenvariabilität unter Wahrung der hohen Stabilität durch ein zusätzliches Führungsrohr. Dieses Rohr, das mit dem Ausziehteil über ein lineares Gleitlager verbunden ist, ermöglicht die präzise, parallele Breitenverstellung der Bohle bis in große Arbeitsbreiten. Auf die Bohlenausziehteile wirkt in horizontaler Richtung ein enormer Materialdruck. Es entsteht ein Drehmoment.

Diesem Drehmoment wird durch eine Abstützung, der sogenannten Drehmomentabstützung, entgegengewirkt. Sie verhindert, dass sich das Ausziehteil um das Ausziehrohr windet bzw. dreht.

Die Ausziehrohre verleihen den Ausziehbohlen die nötige Stabilität (Steifigkeit des Systems) und sorgen für höchste Präzision (Spielfreiheit des Systems) beim Aus- und Einfahren. Wird die Steifigkeit vor allem durch die großen Rohrdurchmesser bestimmt, ist für die Spielfreiheit eine hohe Passgenauigkeit der Innen- und Außenrohre entscheidend. Aufgrund der geforderten Präzision der Ausziehrohre werden sie in einem aufwendigen Verfahren in mehreren Arbeitsschritten gefertigt. Nach den Zerspanungsvorgängen werden die Elemente in mehreren Hon- und Schleifprozessen bearbeitet, um ein möglichst geringes Passungsspiel zu gewährleisten. Auf der Honmaschine werden extrem feine und genaue Oberflächen an den Innenflächen der Ausziehrohre mit einer Rautiefe von maximal 5 Tausendstel Millimeter erreicht.

Für eine harte und korrosionsbeständige Oberfläche werden die Außenflächen erst nochmals geschliffen und abschließend kanigenvernickelt. Die Ausziehrohre von VÖGELE werden ausschließlich als Satz in einem Verfahren hergestellt. Damit werden die Stabilität und Präzision sichergestellt sowie die gewohnt hohe Einbauqualität gewährleistet.

Die Führungsleisten und Gleitsteine sind Teil der VÖGELE Drehmomentabstützung. Die Führungsleiste wird mit Schrauben am Bohlenkörper der Ausziehteile angebracht. Die Schrauben werden mit einem speziellen Sicherheitsklebstoff versehen und an der Unterseite angeraut. So wird einem Lösen der Schrauben durch die andauernde Vibration der Bohle effektiv entgegengewirkt. Die Gleitsteine sind an den außenliegenden Ausziehteilen der Einbaubohle befestigt. Ein Gleitstein befindet sich oberhalb, der andere unterhalb der Führungsleiste.

Der untere Gleitstein ist fest verschraubt, der obere hingegen so angebracht, dass er sich über eine Exzenterbefestigung bei Abnutzung problemlos neu einstellen lässt. Dies gewährleistet eine sichere Führung der Ausziehteile und eine hohe Steifigkeit des gesamten Bohlensystems.

Alle Elemente der Einbaubohlen und speziell jene, die an der Verdichtung direkt beteiligt sind (Tamperleisten, Glättbleche und Pressleisten), unterliegen einem materialabhängigen, mehr oder minder starkem Verschleiß. Die Gründe hierfür sind vielseitig. Verschleißerscheinungen lassen sich bedingt hinauszögern, jedoch nicht vermeiden. Verschmutzungen, falsche Montage oder nicht-baugleiche Elemente anderer Hersteller beeinträchtigen nicht nur die Produktivität und/oder Einbaugüte, sondern fördern auch den Verschleiß anderer Komponenten.

Zu den häufigsten Gründen für eine ungewohnt kurze Lebensdauer der Komponenten zählen:

Wie lässt sich Verschleiß vermeiden?

Verschmutzungen verstärken den Abnutzungsprozess: Abrasive Materialien schmirgeln zwischen allen Kontaktstellen und reduzieren die Lebensdauer der Komponenten drastisch. Eine regelmäßige Wartung und Reinigung ist unabdingbare Voraussetzung, um die Lebensdauer der Bauteile zu maximieren.

Es kann generell zwischen externen und internen Einflussfaktoren unterschieden werden.

Dabei sind die externen Einflussfaktoren solche Faktoren, die durch das einzubauende Material, die Tonnage pro Stunde oder besondere Baustellenanforderungen vorgegeben werden.

Die internen Einflussfaktoren sind meist Fehleinstellungen an der Bohle oder die Folgen mangelnder Reinigung.

Beim Einbau von Mischgut spielt der Anstellwinkel der Bohle eine maßgebliche Rolle. Dieser Winkel wird durch den Zugpunkt am Bohlenholm des Fertigers eingestellt. Die Bohle reagiert in ihrer Position, neben der Höhenverstellung des Bohlenzugpunkts, auch auf eine sich verändernde Vorschubgeschwindigkeit des Fertigers und auf die unterschiedlichen Eigenschaften des zu verdichtenden Mischguts. Die Einbaustärke sollte nach dem Anfahren geprüft werden, um die ideale Stellung des Zuglaschenpunkts und somit des resultierenden Anstellwinkels zu ermitteln. Dieser kann positiv wie negativ sein (siehe Abbildungen). Ein leicht positiver Anstellwinkel ist für die Einbauqualität und -quantität von Vorteil. Zudem wird der anwendungsbedingte Verschleiß auf ein Minimum reduziert.

Ein zu großer, positiver Anstellwinkel sorgt für einen erhöhten Verschleiß an den Glättblechen und verursacht Unebenheiten im Belag. Ein negativer Anstellwinkel, hervorgerufen durch eine zu hohe Tamperdrehzahl oder einen zu großen Tamperhub, fördert kleine, regelmäßig auftretende Unebenheiten. Bei korrekt eingestelltem, leicht positivem Anstellwinkel wird die gesamte Glättblechfläche zum Glätten der Belagsoberfläche genutzt.

Alle Glättbleche einer Ausziehbohle sollten denselben Anstellwinkel aufweisen, damit unterschiedliche Einbaubreiten das Schwimmverhalten der Bohle nicht beeinträchtigen. Hierzu sollte die Vorderkante des Glättblechs der Ausziehteile beim Einrichten der Bohle um ca. 0,5 – 1 mm höher liegen als seine Hinterkante.

Der Tamper ist das entscheidende Verdichtungsaggregat, wenn es gilt, den Verschleiß an den weiteren Komponenten wie Glättblech und Pressleisten möglichst gering zu halten. Das heißt: Ist der Verschleiß des Tampers stark fortgeschritten, folgt in kurzem zeitlichen Abstand der Verschleiß von Glättblech und Pressleisten. Wenn im mittleren Bereich der Tamperleiste ein erhöhter Verschleiß festzustellen ist, liegt die Ursache meist an einer verdrillten (verdrehten) Leiste. Die Leiste sollte auf Geradheit überprüft und bei Bedarf ausgetauscht werden. Wenn die Ausziehteile nicht korrekt in der Höhe eingestellt sind, kann es bei nicht komplett ausgefahrener Bohle im hinter der Grundbohle liegenden Teil der Tamperleiste zu einem erhöhten Verschleiß kommen. Der „freilaufende“ Abschnitt der Tamperleiste verschleißt langsamer, da hier das Material noch nicht von der Grundbohle verdichtet wurde und im Vergleich zum bereits verdichteten Material hinter der Grundbohle „weicher“ ist.

Ein unnatürlich hoher Verschleiß an den Außenkanten der Tamperleisten entsteht, wenn häufig überlappend „heiß an kalt“ eingebaut wird. In diesen Fällen verdichten die Tamperleisten auf ca. 3 bis 4 cm Länge auf bereits fertig verdichtetem Belag.

Auswirkung des Tamperverschleißes auf das Schwimmverhalten der Bohle

Die Form des Tampers beeinflusst das Schwimmverhalten der Bohle. Wenn der Tamper spitz zuläuft, fehlt dem gesamten Bohlensystem die Vorverdichtungswirkung und die Hinterkante sinkt ab. Die Bohle erfährt einen zu hohen Anstellwinkel. Darauf folgt, dass sie starke Reaktionen im Einbau zeigt, eine unebene Belagsoberfläche entsteht und der Verschleiß aller weiteren Komponenten stark ansteigt.

Wenn das Glättblech im hinteren Bereich stark keilförmig verschlissen ist, war der Anstellwinkel dauerhaft zu groß und infolgedessen die Vorverdichtung unterhalb der Bohle zu gering.

Die Ursache dafür liegt zumeist in einer permanent zu niedrig eingestellten Tamperdrehzahl. Häufig kommt es zu starkem Verschleiß an der Vorderkante des Glättblechs, verursacht durch eine zu hohe Anpresskraft – ausgeübt durch die Bohlenvorderwand – über den Tamper auf die Glättblechvorderkante. Beim Auftreten von Schattenbildungen in der Einbauoberfläche sind meist partielle Auswaschungen im Glättblech der Grund. Diese entstehen durch starken partiellen Verschleiß (z. B. beim Ausgleichbauen) in Kombination mit großer thermischer Einwirkung.

Bei Glättblechen mit durchgebohrten Stehbolzen (nicht original VÖGELE Glättbleche) kommt es an der Unterseite des Glättblechs fast immer rund um die Bolzen zu partiellen Auswaschungen. Das liegt daran, dass Bolzen- und Glättblechmaterial ein unterschiedliches Verschleißverhalten aufweisen.