CN112554258B - 槽壁抓夹器、用于运行槽壁抓夹器的方法和地下工程方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种槽壁抓夹器和一种用于运行槽壁抓夹器的方法，该槽壁抓夹器带有：支架式的引导框架；用于把槽壁抓夹器悬挂在引导框架的上端部区域处的连接设备；和两个抓夹器铲，其布置在引导框架的下端部区域处，并且相应可围绕铲摆动轴承在用于接纳土壤材料的张开的接纳位置与闭合位置之间摆动，在该闭合位置中抓夹器铲彼此贴靠，以便包围所接纳的土壤材料。根据本发明设置成，为了使抓夹器铲摆动，把内部的铲摆动轴承布置在至少一个轴承滑架处，该轴承滑架在下面的滑架位置与上面的滑架位置之间可移动地支承在引导框架处；并且，抓夹器铲相应经由至少一个铰接杆与引导框架连接。

Description

槽壁抓夹器、用于运行槽壁抓夹器的方法和地下工程方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的槽壁抓夹器(Schlitzwandgreifer)，其带有支架式的引导框架、用于把槽壁抓夹器悬挂在引导框架的上端部区域处的连接设备和两个抓夹器铲，所述抓夹器铲布置在引导框架的下端部区域处并且相应可围绕内部的铲摆动轴承在用于接纳土壤材料的张开的接纳位置(Aufnahmeposition)与闭合位置之间摆动，在该闭合位置中抓夹器铲彼此贴靠，以便包围所接纳的土壤材料。

本发明还涉及一种根据权利要求12的前序部分的用于运行槽壁抓夹器的方法，该槽壁抓夹器带有支架式的引导框架、用于把槽壁抓夹器悬挂在引导框架的上端部区域处的连接设备和两个抓夹器铲，所述抓夹器铲布置在引导框架的下端部区域处并且相应可围绕铲摆动轴承在用于接纳土壤材料的张开的接纳位置与闭合位置之间摆动，在该闭合位置中抓夹器铲彼此贴靠，以便包围所接纳的土壤材料，其中，在抓夹器铲张开情况使槽壁抓夹器下降到土壤中，并且使抓夹器铲在接纳了土壤材料的情况下闭合并且向上提升槽壁抓夹器。

最后，本发明还涉及一种根据权利要求13的地下工程方法(Tiefbauverfahren)。

背景技术

所述类型的槽壁抓夹器例如由EP 1 950 353 A1已知。对于这种已知的槽壁抓夹器，抓夹器铲可摆动地支承在引导框架的下面的支承区域处。为了抓夹器铲的张开和闭合，设置对角线伸延的铰接杆，这些铰接杆一方面铰接在抓夹器铲处而另一方面铰接在操纵滑架(Betaetigungsschlitten)处。操纵滑架可竖直移动地支承在引导框架处，并且可以借助液压缸在下面的位置与上面的位置之间移动。在操纵滑架的下面的位置中，抓夹器铲围绕摆动轴承向下摆动并且闭合，而在操纵滑架的上面的位置中，抓夹器铲向上牵拉，并且围绕摆动轴承摆开。

因此在这种已知的槽壁抓夹器中，在抓夹器铲闭合时槽壁抓夹器的轴向长度大于在抓夹器铲张开时槽壁抓夹器的轴向长度。

引导框架以其横截面适配于槽(Schlitz)的横截面，从而槽壁抓夹器可以通过引导框架以其贴靠面本身在槽中引导。

为了保证槽壁抓夹器在所开设的槽中尽量好地引导，引导框架必须具有一定的高度，其可以多达10m及以上。由此限制了槽壁抓夹器的使用，因为在地面以上须存在足够的自由空间。

在某些使用地点，比如在通道(Durchfuehrung)下面或者在工程物中，地面以上的自由空间会受到限制，以致于只能使用具有相应小的竖直长度的槽壁抓夹器。在此基本上已知的是，为了减小槽壁抓夹器的轴向长度，相应地减小支架式的引导框架。但这仅在一定的程度上是可行的，因为否则损害支架式引导框架的充分的引导功能。

由DE 21 61 401 A1已知一种槽壁抓夹器，其具有减小的工作高度。为了减小槽壁抓夹器的竖直长度，把支架式的引导框架的外部部分构造成可翻转，其中，在槽壁抓夹器从槽中提升时，为了减小结构高度，引导框架可以侧向翻转开来。对抓夹器铲的操纵同样经由侧向地(即在外面远处)安装在抓夹器铲处的铰接棒(Anlenkstange)进行，所述抓夹器铲以其内部的(即关联于闭合棱边的)铰接点铰接在引导框架的固定位置处。这些铰接棒与操纵滑架连接，操纵滑架由操纵缆索驶动。抓夹器铲为了闭合而被向下挤压，为了张开而被向上牵拉。

用于引导框架的翻转机构基本上是昂贵的，并且此外损害支架式的引导框架的稳定性，该引导框架应具有尽量高的刚性。

由EP 2 848 740 B1已知一种槽壁抓夹器，其带有彼此嵌入的两个铲对。内部的铲对可以在装填之后提升，从而可用外部的铲对实施另一个接纳过程。

发明内容

本发明的目的是说明一种槽壁抓夹器、一种用于运行这种槽壁抓夹器的方法和一种地下工程方法，它们即使在工作高度受限的情况下也能实现槽壁抓夹器的可靠运行。

根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征的槽壁抓夹器、一种根据权利要求12的用于运行槽壁抓夹器的方法和一种根据权利要求13的地下工程方法得以实现。本发明的优选的实施形式在相应的从属权利要求中说明。

根据本发明的槽壁抓夹器的特征在于，为了使抓夹器铲摆动，内部的铲摆动轴承布置在至少一个轴承滑架处，该轴承滑架相对于引导框架在下面的滑架位置与上面的滑架位置之间可移动地支承，并且抓夹器铲相应经由至少一个外部的铰接杆(Anlenkhebel)与引导框架连接。

本发明的基本构思在于，通过抓夹器铲的内部摆动轴承的竖直调节来引起用于张开和闭合抓夹器铲的移动运动。内部的摆动轴承在此布置在至少一个轴承滑架处，该轴承滑架在上面的滑架位置与下面的滑架位置之间可移动地支承。由此显著简化了抓夹器的机械装置，因为对于至少一个滑架而言仅须产生一个调节运动。

在此，引导框架此外可以箱形地构造成在很大程度上刚性的支架，其中，尤其设置用于贴靠到槽的壁处的贴靠面或引导面。抓夹器铲可通过向上移动轴承滑架而闭合，并且通过向下移动轴承滑架而张开。

在通过移动轴承滑架本身来操纵抓夹器铲时，根据本发明适宜的是，抓夹器铲相应经由至少一个铰接杆与引导框架连接。在通过轴承滑架移动抓夹器铲时(抓夹器铲可摆动地铰接在该轴承滑架处)，铰接杆引起抓夹器铲围绕其摆动轴承摆动至所期望的闭合位置或接纳位置中。在轴承滑架随同抓夹器铲向上移动时，因而可以引起抓夹器铲的闭合运动，而在向下移动时引起抓夹器铲的张开运动。

在该实施方案中，外部的铰接点并非在圆形轨迹上运动，而是在圆形轨迹与圆心点(“内部的摆动轴承”)的竖直运动的叠加上运动。由此使得抓夹器铲的最低点在闭合期间向上游移，由此，在闭合情况下的铲高度小于在张开情况下或者在闭合过程期间。

本发明的一种优选的实施形式在于，设置一种操纵设备用于使抓夹器铲在接纳位置与闭合位置之间摆动。在此，操纵设备可以是任意的线性驱动件，或者也可以是合适的旋转驱动件，其直接地或者经由操纵机构引起抓夹器铲的摆动。

操纵设备在原则上可以具有牵拉缆索或操纵缆索，利用其可以使得抓夹器铲摆动。根据本发明的一种改进方案，特别优选的是，操纵设备具有至少一个伺服缸，尤其液压缸。在结构空间有限的情况下，利用液压缸可以施加高的伺服力。优选可以为每个抓夹器铲都设置单独的使其摆动的伺服缸。

根据本发明的一种改进方案，槽壁抓夹器的特别高效的结构由此实现，即，至少一个伺服缸一方面布置在抓夹器框架处而另一方面布置在轴承滑架处。在把伺服缸(尤其液压缸)布置在轴承滑架处时，该轴承滑架可以用作用于使抓夹器铲摆动的操纵滑架。因此利用该至少一个伺服缸，可以通过轴承滑架的移动不仅引起改变槽壁抓夹器的竖直长度，而且引起抓夹器铲的摆动运动。

根据本发明的一种改进方案，优选的是，设置两个伺服缸，它们关于抓夹器框架的纵轴线彼此对称地布置。在此，伺服缸可以相对于槽壁抓夹器的竖直中间平面成一角度地布置，并且尤其直接地一方面作用在引导框架处而另一方面作用在轴承滑架或抓夹器铲处。

根据本发明的一种设计变型，在槽壁抓夹器中的高效的工作流程可由此实现，即，当轴承滑架移动至下面的滑架位置中时，抓夹器铲在接纳位置中张开，而当轴承滑架移动至上面的滑架位置中时，抓夹器铲在闭合位置中闭合。因而在这种布置中，相比于在抓夹器铲张开时，槽壁抓夹器在抓夹器铲闭合时具有更小的竖直长度。根据本发明，通过由于摆动轴承和铰接轴承的布置引起的抓夹器铲的向下摆动，在抓夹器铲闭合时，可以产生竖直长度的减小。槽壁抓夹器由此可以尤其在地面上方从槽中离开时具有尽量小的竖直长度或高度，从而槽壁抓夹器即使在工作高度受限的狭窄状况下也可以使用。

原则上，轴承滑架可以按任意方式来支承，抓夹器铲铰接在该轴承滑架处。在本发明的一种实施形式中特别有利的是，轴承滑架可在引导框架处沿着线性引导部移动，该线性引导部平行于引导框架的中间纵轴线伸延。按相应的方式，至少一个伺服缸可以居中且平行于中间纵轴线地布置，从而保证尽量无横向力地操纵轴承滑架。

为了避免卡死，在此适宜的是，铰接杆一方面铰接地安装在引导框架处而另一方面铰接地安装在抓夹器铲处。因此可以使得铰接杆本身相对于引导框架以及还有抓夹器铲执行一定的摆动运动。铰接的支承部可以经由滑动衬套或滚动轴承实现。

根据本发明，原则上可行的是，两个抓夹器铲相应支承在可彼此分开地移动的轴承滑架处，由此可以产生非对称的抓夹器铲运动。根据本发明的一种改进方案，槽壁抓夹器的特别高效的构造由此产生，即，抓夹器铲的铲摆动轴承靠近中间纵轴线地布置在共同的轴承滑架处。轴承滑架以及抓夹器铲的整个布置在此关于槽壁抓夹器的通常竖直地伸延的中间纵向平面对称。

本发明的目标尤其是，相比于在接纳位置中在抓夹器铲张开的情况下槽壁抓夹器的竖直长度，在闭合位置中在抓夹器铲闭合的情况下槽壁抓夹器的竖直长度更小。

此外，本发明也包括一种带有承载装置的工程机械，其中，在承载装置处可竖直调节地支承前述的根据本发明的槽壁抓夹器。该承载装置可以是固定不动的引导件，或者是可驶动的比如具有履带式行走机构的承载装置。槽壁抓夹器尤其可以借助于引导缆索，或者也可以借助于引导杆，可竖直调节地比如支承在吊车悬臂或立杆处。

用于运行槽壁抓夹器的方法的特征在于，相比于槽壁抓夹器在下降时抓夹器铲张开的情况下竖直长度，槽壁抓夹器的在提升时抓夹器铲闭合的情况下竖直长度更小。由此可以尤其在抓夹器铲闭合时减小槽壁抓夹器在槽外部的竖直长度。当抓夹器铲带着所接纳的土壤材料从槽中拉出并且移动至卸载位置时，那么这尤其重要。按有利的方式，抓夹器铲在卸载之后可以再闭合，并且以闭合的并且由此竖直方向上紧凑的形式又运动回到槽中。

用于操纵槽壁抓夹器和挖出土壤材料的优选的运行流程尤其具有如下步骤：

经由待开设的槽而使闭合的抓夹器定位。在该位置处，可以事先在地面中引入第一引导沟(Fuehrungsgraben)用于至少容纳槽壁抓夹器的下部区域。

接下来，可以使抓夹器铲张开用于接纳土壤材料，其中，槽壁抓夹器可以占据更大的竖直长度。

可以使槽壁抓夹在抓夹器铲张开的情况下下降，直至该槽壁抓夹与地面达成接触。

随后，通过向上牵拉抓夹器铲，使得槽壁抓夹器的抓夹器铲闭合。在此，槽壁抓夹器可以进一步下降。在抓夹器铲闭合时，同时抓夹器铲装填有土壤材料，槽壁抓夹器可以又占据其更小的竖直长度。

然后，使槽壁抓夹器在抓夹器铲闭合的情况下提升并且运动至卸载位置。

通过张开抓夹器铲使槽壁抓夹器卸载。随后，又可以闭合抓夹器铲，并且摆动回到工作位置，以便执行再次的挖掘过程。

本发明还涉及一种地下工程方法，其中，借助前述的根据本发明的槽壁抓夹器在土壤中开设出槽。尤其可以并排地开设出多个槽，从而开设出总体上在水平方向上更长的槽。对材料的挖掘如前所述那样地进行。

在此特别优选的是，为了形成槽壁，用可硬化的悬浮物填充槽。尤其地，可以把混凝土块导入到槽中。在该块硬化之前，在此可以把加固元件比如金属网笼或钢梁放入到槽中。槽壁可以构造成用于大型工程坑的围墙、防渗墙或构造成支撑墙。

本发明意义下的地下工程方法也包括：借助槽壁抓夹器来开采矿产资源。在这种情况下可将土壤中含有的原材料、例如矿石或钻石从挖掘中过滤出来并且用废料填充槽。

附图说明

下面借助在附图中示意性地示出的优选的实施例进一步描述本发明。在这些附图中：

图1示出了根据本发明的槽壁抓夹器的透视图，其中，抓夹器铲张开；

图2示出了图1的槽壁抓夹器的正视图；

图3示出了根据本发明的槽壁抓夹器的透视图，其中，抓夹器铲闭合；

图4示出了图3的槽壁抓夹器的正视图；和

图5示出了根据图4的槽壁抓夹器的示意图，其中，同时用虚线示出根据图2的在抓夹器铲张开的情况下的状态。

具体实施方式

按照图1至4的根据本发明的槽壁抓夹器10的一个实施形式具有支架式的、箱子形的引导框架12，在该引导框架处在侧向区域处布置板形的引导面14。引导面14用于在所开设的具有矩形横截面的槽中自动地引导槽壁抓夹器10，其中，引导面14按基本上已知的方式引导性地与所开设的槽的侧壁贴靠。在引导框架12处还可以设置可侧向地驶出的控制板16，以便按同样已知的方式影响槽壁抓夹器10在槽内部的位置，并且在一定程度上控制待开设的槽的走向。

在引导框架12的上端部区域处布置有连接设备18，槽壁抓夹器10利用该连接设备例如在支承缆索19处悬挂在未示出的承载装置处。经由连接设备18也可以进行能量供应和控制，其中，在这些图中未示出相应的液压线路、电气线路和数据线路。

在槽壁抓夹器10的下部区域中，两个匙状的抓夹器铲20相应围绕内部的摆动轴承22可摆动地布置。在抓夹器铲20的铲外棱边处，按基本上已知的方式可更换地布置铲除齿(Abtragszahn)24。在抓夹器铲20的图1和2所示的张开位置中，为了形成所述槽，经由矩形的槽横截面接纳土壤材料。

根据本发明，抓夹器铲20的摆动轴承22并非直接支承在引导框架12处，而是支承在轴承滑架30处，该轴承滑架沿着线性引导部34可竖直移动地支承在引导框架12上。箱子形的轴承滑架30为此具有相应的线性的引导条(Fuehrungsleiste)32。线性引导部34和引导条32平行于引导框架12的竖直的纵轴线地延伸。

为了使轴承滑架30竖直移动，在所示的根据本发明的槽壁抓夹器10中设置两个液压的伺服缸42a、42b，其参照引导框架12的中间纵向平面以V形布置方式布置在槽壁抓夹器10处，如在图2和4中直观地示出的那样。液压的伺服缸42a、42b一方面以其缸壳体在引导框架12的上部区域处可摆动地铰接在第一连接轴承43处而另一方面以其活塞杆铰接在轴承滑架30处的第二连接轴承44处，如例如由图4得知的那样。在V形地布置伺服缸42a、42b的情况下，在伺服缸42a、42b之间的空腔内可布置有旋转设备。利用该旋转设备可以实现抓夹器铲20围绕竖直轴线旋转优选180°。

通过液压的伺服缸42a、42b，轴承滑架30可以与铰接在其处的抓夹器铲20一起驶动至在图1和2中示出的下面的终止位置。在该下面的终止位置中，抓夹器铲20的摆动轴承22被向下挤压，其中，抓夹器铲20运动至张开位置，用于接纳土壤材料。通过由于液压的伺服缸42a、42b的驶入引起的轴承滑架30的向上行驶，抓夹器铲20的摆动轴承22向上运动至在图3和4中示出的上面的终止位置中。

在所示的实施例中，在抓夹器铲20的旁侧相应布置有铰接杆46。两个铰接杆46在此相应经由第一铰接轴承47可摆动地与引导框架12连接而另一方面经由第二铰接轴承48可摆动地与相应的抓夹器铲20连接。在通过液压的伺服缸42a、42b使得轴承滑架30向上行驶时，在所示实施例中，在摆动轴承22移动的同时，通过铰接杆46引起抓夹器铲20从根据图1和2的张开的接纳位置被向上挤压到闭合位置中，在该闭合位置中用于接纳土壤材料的抓夹器铲20闭合，如在图3和4中直观地示出的那样。

因此在所示实施例中，液压的伺服缸42a、42b和铰接杆46与可移动的轴承滑架30一起形成操纵设备40，通过该操纵设备可以操纵抓夹器铲20张开和闭合。

如由图5的示意图可直观地得知的那样，在所示的根据本发明的槽壁抓夹器10中，通过轴承滑架30的向下行驶，可以引起抓夹器铲20的摆动轴承22的向下行驶，这引起抓夹器铲20的张开。该张开状态在图5中用虚线示出。

按相反方式，通过液压的伺服缸42a、42b的驶入引起的轴承滑架30的向上行驶，摆动轴承22可随同抓夹器铲20被向上牵引，其中，通过铰接杆46引起抓夹器铲20彼此靠拢地摆动至闭合位置中，该闭合位置在图5中用实线示出。

由槽壁抓夹器10一方面在抓夹器铲20的闭合位置的情况下而另一方面在张开位置的情况下的两个状态的对照阐明如下，即，通过根据本发明的构造，在抓夹器铲20闭合的情况下的闭合位置中可以达到槽壁抓夹器10的轴向长度或高度，其小于在抓夹器铲20张开时槽壁抓夹器10的竖直长度或高度。

因此槽壁抓夹器10在其通常从槽中被拉出的闭合位置中具有最小的竖直长度或高度，从而提供槽壁抓夹器10的特别紧凑的构造。尤其在空间条件狭窄的情况下，尤其是在工作高度受限时，可以采用这种构造。

Claims (15)

1.槽壁抓夹器，带有：

- 支架式的引导框架(12)；

- 在所述引导框架(12)的上端部区域处的连接设备(18)，其用于悬挂所述槽壁抓夹器(10)；和

- 两个抓夹器铲(20)，其布置在所述引导框架(12)的下端部区域处，并且相应能够围绕内部的铲摆动轴承(22)在用于接纳土壤材料的张开的接纳位置与闭合位置之间摆动，在闭合位置中所述抓夹器铲(20)彼此贴靠，以便包围所接纳的土壤材料，

其特征在于，

为了使所述抓夹器铲(20)摆动，把所述内部的铲摆动轴承(22)布置在至少一个轴承滑架(30)处，所述轴承滑架在下面的滑架位置与上面的滑架位置之间可移动地支承在所述引导框架(12)处；并且，

所述抓夹器铲(20)相应经由至少一个外部的铰接杆(46)与所述引导框架(12)连接。

2.根据权利要求1所述的槽壁抓夹器，其特征在于，设置有操纵设备(40)用于使所述抓夹器铲(20)在接纳位置与闭合位置之间摆动。

3.根据权利要求2所述的槽壁抓夹器，其特征在于，所述操纵设备(40)具有至少一个伺服缸(42a、42b)。

4.根据权利要求3所述的槽壁抓夹器，其特征在于，所述至少一个伺服缸(42a、42b)为液压缸。

5.根据权利要求3所述的槽壁抓夹器，其特征在于，所述至少一个伺服缸(42a、42b)一方面布置在所述引导框架(12)处而另一方面布置在所述轴承滑架(30)处。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的槽壁抓夹器，其特征在于，设置关于所述引导框架(12)的纵轴线对称地布置的两个伺服缸(42a、42b)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的槽壁抓夹器，其特征在于，当所述轴承滑架(30)移动至下面的滑架位置中时，所述抓夹器铲(20)在所述接纳位置中张开，而当所述轴承滑架(30)移动至上面的滑架位置中时，所述抓夹器铲(20)在所述闭合位置中闭合。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的槽壁抓夹器，其特征在于，所述轴承滑架(30)能够在所述引导框架(12)处沿着线性引导部(34)移动，所述线性引导部平行于所述引导框架(12)的中间纵轴线伸延。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的槽壁抓夹器，其特征在于，所述铰接杆(46)一方面铰接地安装在所述引导框架(12)处而另一方面铰接地安装在所述抓夹器铲(20)处。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的槽壁抓夹器，其特征在于，所述抓夹器铲(20)的内部的铲摆动轴承(22)靠近中间纵轴线地布置在共同的轴承滑架(30)处。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的槽壁抓夹器，其特征在于，相比于在闭合过程期间或者在接纳位置中在抓夹器铲(20)张开的情况下所述槽壁抓夹器(10)的竖直长度，在闭合位置中在抓夹器铲(20)闭合的情况下所述槽壁抓夹器(10)的竖直长度更小。

12.带有承载装置的工程机械，其特征在于，在所述承载装置处能够竖直调节地支承有根据权利要求1至11中任一项所述的槽壁抓夹器(10)。

13.用于运行根据权利要求1至11中任一项所述的槽壁抓夹器(10)的方法，所述槽壁抓夹器带有：

- 支架式的引导框架(12)；

- 在所述引导框架(12)的上端部区域处的连接设备(18)，其用于悬挂所述槽壁抓夹器(10)；和

- 两个抓夹器铲(20)，其布置在所述引导框架(12)的下端部区域处，并且相应能够围绕内部的铲摆动轴承(22)在用于接纳土壤材料的张开的接纳位置与闭合位置之间摆动，在闭合位置中所述抓夹器铲(20)彼此贴靠，以便包围所接纳的土壤材料，

其中，使所述槽壁抓夹器(10)在抓夹器铲(20)张开情况下降到土壤中，并且使所述抓夹器铲(20)在接纳了土壤材料的情况下闭合，且向上提升所述槽壁抓夹器(10)，

其特征在于，所述槽壁抓夹器(10)在提升时在抓夹器铲(20)闭合的情况下的竖直长度等于或小于所述槽壁抓夹器(10)在下降时在抓夹器铲(20)张开的情况下的竖直长度。

14.地下工程方法，其特征在于，借助根据权利要求1至11中任一项所述的槽壁抓夹器(10)在土壤中开设出槽。

15.根据权利要求14所述的地下工程方法，其特征在于，为了形成槽壁，用可硬化的悬浮物填充所述槽。

Images