MOBILE TEARING-UP APPARATUS FOR TREATING A GROUND SURFACE

Abstract: 1. A mobile tearing-up apparatus for treating a ground surface (4), having a heating device which heats up the ground surface (4) and having a number of tearing-up spikes (1, 2) for penetration into the ground surface (4) and functioning as tearing-up tools upon moving the tearing-up apparatus, characterized in that some tearing-up spikes (11) are attached to the casing (8) in an electrically insulated manner and are connected to a high-frequency generator and serve as "live" electrodes and the remainder (2) as earthed electrodes of the high-frequency heating apparatus exhibit earth potential and are electrically connected to the casing (8).

Description: Mobile Einrichtung zum Erwärmen einer Oberflächenschicht Die vorliegende Erfinden betrifft eine mobile Einrichtung zum Erwärmen einer Oberflächenschicht, mit einem fahrbaren Gehäuse und einer daran befestigten Heizvorrichtung. Aus der DE-OS 26 18 006 ist eine mobile Einrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, bei der im Gehäuse ein Brenner, z.B. ein Propanbrenner, ein Gebläse zum Drücken von Luft durch den Brenner und ein Luftausbiasteil untergebracht sind, so dass erhitzte Luft mit relativ einfachen Mitteln über einen grossen Flächenbereich konzentriert werden kann. Für diese Einrichtung gibt es eine Vielzahl von Anwendungsfällen. So kann sie in der Bauindustrie zum Trocknen von Strassen vor dem Aufbringen von Asphalt oder im allgemeinen nach Regenfällen eingesetzt werden. Beim Strassenbau kann sie auch zur Behebung der Trockenfäule, die darin besteht, dass sich das im Strassenbelag befindliche Oel absetzt, wodurch die Oberfläche bröcklig und trocken wird, verwendet werden. Durch die Einrichtung beim Fahren auf einer Asphaltstrasse abgegebene Wärme zieht das Oel wieder in die Oberfläche der Strasse zurück, wodurch die Strasse in einen guten Zustand gebracht werden kann. Andere Anwendungsbereiche für die Einrichtung ergeben sich in Verbindung mit Sportanlagen, wo Spielfelder, Pferderennbahnen oder Automobilrennstrecken vor der nächsten Sportveranstaltung durch Vorbeifahren der Einrichtung getrocknet werden können. Nachteil dieser Anordnung ist, dass die an der zu erwärmenden Oberfläche vorbeiströmende heisse Luft ihre Wärme nur zu einem kleinen Teil dieser Oberfläche abgibt, die Restwärme wird in Form von Verlustwärme der Umgebung abge geben. Der Energiebedarf dieser Einrichtung ist daher relativ hoch. Zur Durcherwärmung der gewünschten Ober flächenschicht braucht man daher relativ viel Zeit, die in Form von Arbeitszeit aufgebracht werden muss. Aus diesen Gründen ist die in der DE-OS 26 18 006 beschriebene Einrichtung wirtschaftlich nachteilig. Aus der DE-OS 24 41 379 ist eine Aufreisservorrichtung für aus Asphalt bestehende Strassenbeläge bekannt, die eine Arbeitsstation einer Strassenerneuerungsmaschine bildet. Während die Strassenerneuerungsmaschine sich über einen alten Strassenbelag hinweg bewegt, wird am Vorderende der Maschine die Strassenoberfläche bis zu einer Tiefe von etwa 5 cm oder mehr aufgeheizt und in einem Mittelabschnitt der Maschine, wo sich die Aufreisservor- richtung befindet, der Strassenbelag aufgegraben. Der Menge des jetzt zerkleinerten alten Strassenbelages wird eine Menge neuen Asphalt-Materials zugesetzt, um einen Strassenbelag von ursprünglicher Höhe herzustellen. Die Menge des zugesetzten neuen Asphalt-Materials entspricht gerade der Materialmenge, die erforderlich ist, um Schlaglöcher und dergleichen, die im alten Strassenbelag vorhanden waren, zu füllen. Die Maschine hinterlässt eine erneuerte Strassenoberfläche. Nachteil-dieser Anordnung ist, dass für die Aufheizung der Oberlächenschicht der Strasse ein mit Pentan betriebener Strahlungsheizbrenner vorgesehen ist, der zu Verkohlung der Oberfläche und dadurch zur Qualitätsverminderung der- erneuerten Strassenoberfläche führen kann. Anderseits wird auch bei dieser Heizanordnung ein grosser Teil der Wärme von der Strassenoberfläche reflektiert, wodurch der Wirkungsgrad der Heizung relativ schlecht ist und die Umwelt mit der Verlustwärme belastet wird. Die relativ hohe Verlustwärme wirkt auf Pflanzen und Gegenstände der Umgebung negativ aus. Die hintereinander angeordneten Heiz- und Aufreisservor richtungen erfordern eine relativ lange und daher kosten aufwändige Maschine. Gesamthaft gesehen ist die in der DE-OS 24 41 379 beschriebene Strassenerneuerungsmaschine sowohl im Betrieb als auch bei der Herstellung wirtschaftlich nachteilig. Aufgabe der Erfindung ist es, eine mobile Einrichtung zum Erwärmen einer Oberflächenschicht zu schaffen, die sowohl im Betrieb, als auch bei der erstellung wirtschaftlich vorteilhaft ist und die nachteiligen Um.zelt- belastungen vermeiden lässt. Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass die Heizvorrichtung aus mindestens einer für die Ausstrahlung elektromagnetischer Wellen hoher Frequenz vorgesehenen, an einem Hochfrequenzgenerator angeschlossenen Elektrode besteht, wobei die Hochfrequenz führende Heizvorrichtung einerseits durch das metallische Gehäuse und anderseits im zwischen den Gehäuserändern und der Oberflächenschicht vorhandenen Spalt durch eine elektrisch leitende, mit dem Gehäuse elektrisch verbundene, flexible Schutzvorrichtung abgeschirmt ist. Die Elektrode kann bezüglich der Oberflächenschicht abstand- und winkelverstellbar sein. Die elektrisch leitende, flexible Schutzvorrichtung besteht vorteilhafterweise aus einem Netzgeflecht. Bei einer mit mehreren am Gehäuse befestigten, für das Eindringen in die Oberflächenschicht vorgesehenen Dornen ausgerüsteten mobilen Einrichtung können einige Dorne am Gehäuse elektrisch isoliert befestigt und am Hochfrequenzgenerator angeschlossen sein und als "heisse" Elektrode dienen und die übrigen Erdpotential aufweisen und mit dem Gehäuse in elektrischer Verbindung stehen. In einer bevorzugten Einrichtung kann mindestens eine in der zur Oberflächenschicht parallelen Ebene gegen über dem Gehäuse verstellbare Flachelektrode vorgesehen sein. Innerhalb des Gehäuses kann mindestens ein auf die Oberflächenschicht gerichteter für die hochfrequente Strahlung vorgesehener Reflektor eingebaut sein. An sich ist bekannt, dass mit Hilfe von induktiver, kapazitiver (dielektrischer) Erwärmung oder Mikrovzellen-Er- wärmung durch Erzeugung von hochfrequenten Wechsel feldern aus elektromagnetischen Wellen isolierende oder leitende Materialien mit einer bestimmten Dielektrizitätskonstanten, einem bestimmten Verlustfaktor bzw. einer bestimmten Permeabilität wegen der in ihnen auftretenden Verlustwärme je nach Frequenz und Grösse der elektrischen bzw. magnetischen Feldstärke erwärmt werden können. So zum Beispiel ist auch aus der CH-PS 584 391 eine Vorrichtung zum Trocknen von nas sen1 körnigen und/oder stückigen Gütern mittels Mikrowellen bekannt. Diese Vorrichtung, wie auch die anderen bekannten Vorrichtungen sind aber ortsfest. Die Fachwelt hat gegen die Anwendung mobiler Einrichtungen mit Hochfrequenzerwärmung bisher Vorurteile gehabt, denn Mikrowellen Störungen von Radiowellen und nachteilige Wirkungen auf den menschlichen Körper bewirken können. In ortsfesten Vorrichtungen hat man diese Probleme bereits gelöst. Die vorliegende Erfindung zeigt eine für fahrbare Vorrichtungen anwendbare Lösung, indem die Hochfrequenz führenden Teile einerseits durch das metallene Gehäuse und anderseits durch die im zwischen den Gehäuserändern und der zu erwärmenden Oberflächenschicht vor handenen Spalt angebrachte, elektrisch leitende, flexible Schutzvorrichtung gegen das Austreten von Mikrowellen abgeschirmt sind. Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen: Fig 1 eine mobile Einrichtung mit für das Eindringen in die Oberflachenschicht vorgesehenen Dornen, und Fig. 2 eine mobile Einrichtung mit einer Flachelektrode. Das in F gestellte Mobile Bearbeitungs aggregat für Bauflächen-Hochfrequenz-Erwärmung im I3F- oder Mikrowellen-Frequenzbereich 2,4 MIlz ist als Anhänger fahrzeug ausgebildet. Diese mobile Baugrund-Bearbeitungsanlage arbeitet als Aufreissvorrichtung mit einer verschiedenen Anzahl von Stahl bzw. Aufreissern 1 bzw. 2 (Rippern) geeigneten Materials genügender mechanischer Festigkeit für den betreffenden Baugrund. Die verschleissfesten Aufreissdorne, deren Gestaltungsform dem jeweiligen Verwendungszweck zum Aufreissen, Bodenlockern, Strukturieren, Abtrocknen nassen Materials oder Beseitigen von Fremdeinschlüssen in den Teer- bzw. Bitumendecken oder im Erdreich angepasst werden kann, können über Einstellvorrichtungen 3 verschieden tief und unter verschiedenen Winkeln geometrisch in den Baugrund 4 abgesenkt werden. Die Dorne 1 bilden die "heisse" Elektrode des abstrahlenden HF-Sendeaggregates bzw. Mikrowellen-Senders 5. Die mit 2 bezeichneten Dorne sind von den mit 1 bezeichneten Dornen durch die Isolieranordnungen 6 getrennt. Die Elektroden 2 liegen auf geerdetem Potential. Zwischen den Dorn-Elektroden bilden sich aufgrund dieser geometrischen Nondensator-Konstellation elektromagnetische Felder aus, die in bekannter Weise die dazwischen liegende Materie als Dielektrikum mehr oder weniger stark erwärmen. Dabei lassen sich mehrere Aufreisser-Dorne so anordnen, dass elektrische Parallel- oder Reihenschaltungen oder ein Gemisch aus beiden entstehen. Durch geeignete, nicht dargestellte Reflektorvorrichtungen lässt sich die hochfrequente Energie mit Regeleinrichtungen zur Behandlung der Oberflächele schicht des Baugrundes 4 bzw. der zu bestrahlenden Bauflächen optimal einstcllen. Die Hochfrequenz- bzw. Mikrowellenquelle wird über eine Ankoppelvorrichtung, dem Hochfrequenz-Oszil] ator- teil und einem Hochspannungsgleichrichter mit einem elektrischen Kabel 7 versorgt. Die elektrische Energie zur Speisung der gesamten Anlage kann aus einem beliebi gen Stromerzeugungsaggregat auf dem Fahrzeug oder über ein Drehstrom-Schleppkabel direkt aus dem elektrischen Netz bezogen werden. Zur Abschirmung der hochfrequenten Felder sind am Fahrzeuggehäuse 8 verschiedene flexible, elektrisch leitende Netzgeflechte oder ähnliche Schutzvorrichtungen 9 und 10 angebracht, um das Austreten von schädlicher Hochfrequenzenergie zu vermeiden. Das mobile Baubearbeitungsaggregat kann starr an das Zug- oder Schubfahrzeug angekuppelt werden, oder als ein-, zwei- oder mehrachsiger Anhänger mit Drehgestell auf den Rädern (im Beispiel Fig. 1 Räder 11 und 12) vom Mutterfahrzeug gezogen oder geschoben werden. Eine weitere Ausführungsform eines mobilen Baubearbeitungsfahrzeuges zur Erwärmung der Oberflächenschicht des Baugrundes 4 bzw. von Bauflächen mit hochfrequenter Energie zeigt Fig. 2. Dieses ein-, zwei- oder mehrachsige Fahrzeug kann mit Muskel- oder Motorkraft gezogen oder geschoben werden. Es arbeitet ebenfalls mit einer Kondensatoranordnung 13 als Elektrode zur Auskoppelung der hochfrequenten Feldenergie. Die aktive Kondensatorplatte 13 ist in der Höhe und den Seitenlagen 14 mit einem Stellmechanismus 15 verstellbar. Bei Verwendung von Mikrowellenenergie ist eine Gegenelektrode nicht notwendig; jedoch lassen sich durch Anordnung geeigneter, in Fig. 2 nicht näher dargestellter Gegenelektroden oder Reflektoren auch Hochfrequenzanordnungen verwenden, bei denen das Hochfrequenzfeld die zu bearbeitende Materie als Dielektrikum zwischen zwei oder mehreren Elektroden erwärmt. Gemäss Fig. 2 wird die hochfrequente Energie über ein isoliertes Hochfrequenzkabel aus dem Hochfrequenz-Senderteil mit Koppeleinrichtung 16 angeschlossen. Zur Speisung des Hochfrequenzsenders dient der Hochspannungs-Gleichrichter 17 der seinerseits beispielsweise über ein Drehstrom-Schleppkabel 18 mit Elektroenergie versorgt wird. Das auf den Rädern 19 fahrbare Gehäuse 20 kann bedienungstechnisch mit den Steuereinrichtungen 21 zur Einstellung der Bestrahlungstiefe, des Temperaturniveaus der zu bearbel- tenden Materie, der Fahrzeuycgeschwindigkeit, usw. bedient werden. Zur Abschirmung hochfrequenter Strahlung wird das metallische Abschirmnetz 22 oder eine ähnliche Schutzvorrichtung vorgesehen. Die beschriebene mobile Einrichtung eignet sich zur flächenhaften Erwärmung von dielektrischen Oberflächen als zu bestrahlende Flächen, vorwiegend als Untergrund, aber auch als darüber liegende oder seitlich befindliche Oberflächen mittels elektromagnetischer Feldenergie im Hochfrequenz- oder Mikrowellenbereich. Durch den Aufbau der im Baufahrzeug befindlichen Sendeanlage wird vom Arbeitskondensator des Senders oder mit Hilfe von metallischen Reflektoren elektromagnetische Wellenstrahlung auf die zu erwärmende Oberfläche aufgebracht. Diese hochfrequente Strahlung kann mehr oder weniger stark durch eine auf dem Fahrzeugbefindliche Regeleinrichtung dosiert werden, so dass die zu behandelnde Oberfläche berührungslos und homogen oder inhomogen, je nach den dielektrischen Eigenschaften des Mediums, aus kleiner oder grösserer Distanz angestrahlt bzw. durchstrahlt werden kann. Demzufolge lassen sich aus kleiner oder grösserer Distanz verschiedene Bauflächen vertikal, horizontal oder unter beliebigen Anstellwinkeln behandeln, wobei sich beispielsweise als Bauflächen Strassendecken, Mauerwände, Gips-, Kunststoff, Holzwände, usw. dielektrisch oder auch induktiv erwärmen lassen. Es eröffnen sich darüber hinaus zahlreiche neue Perspektiven zur erwärmungstechnischen Behandlung, zur chemisehen und zur mechanischphysikalischen Umstrukturierung der Baugrundflächen, die erst mit der Behandlung durch Hochfrequenz-Erwärmung möglich werden.

Claims: Patentansprüche 1. Mobile Einrichtung zum Erwärmen einer Oberflächen- schicht, mit einem fahrbaren Gehäuse und einer daran be festigten Heizvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung aus mindestens einer für die Aus strahlung elektromagnetischer Wellen hoher Frequenz vor gesehenen, an einem Hochfrequenzgenerator (5,16) ange schlossenen Elektrode (1, 13) besteht, wobei die Hoch frequenz führende Heizvorrichtung einerseits durch das metallene Gehäuse (8, 20) und anderseits im zwischen den Gehäuserändern und der Oberflächenschicht (4) vor handenen Spalt durch eine elektrisch leitende, mit dem Gehäuse (8, 20) elektrisch verbundene, flexible Schutz vorrichtung (9, 10, 22) abgeschirmt ist. 2. Mobile Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeick net, dass die Elektrode (1, 2, 13) bezüglich der Ober flächenschicht (4) abstand- und winkelverstellbar ist. 3. Mobile Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die elektrisch leitende, flexible Schutzvorrichtung (9, 10, 22) aus einem Netzgeflecht be steht. 4. Mobile Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit mehreren am Gehäuse (8) befestigten, für das Ein dringen in die Oberflächenschicht (4) vorgesehenen Dornen (1,2), dadurch gekennzeichnet, dass einige Dorne (1) am Gehäuse (8) elektrisch isoliert befestigt und am Hochfrequenzgenerator (5) angeschlossen sind und als "heisse" Elektroden dienen und die übrigen (2) Erd potential aufweisen und mit dem Gehäuse (8) in elektri scher Verbindung stehen. 5. Mobile Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass mindestens eine in der zur Gberf läcner sc\ -?.-t (4) parallelen Ebene gegenüber dem Gehäuse (20) verstellbare Flachelektrode (13) vorge sehen ist. 6. Mobile Einrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (8, 20) mindestens ein auf die Oberflächen schicht (4) gerichteter, für die hochfrequente Strah lung vorgesehener Reflektor eingebaut ist.

Inventors: GRANELLA, BRUNO
Applicants: GRANELLA, BRUNO
Application year: 1979
Main classification: E01C23
IPC codes: H05B6, E01C23