CN1928262B - 沟壁切割机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于形成沟壁的沟壁切割机构，其包括：用于形成带有矩形截面的明沟的沟壁切割器，其中所述沟壁切割器设置有框架，并且至少一个切割轮位于该框架上，所述框架的截面小于所述明沟的截面，从而在所述框架上形成自由空间，以及运载机构，其中沟壁切割器由线性引导机构在所述运载机构上被引导移动。

Description

沟壁切割机构

本申请是分案申请，其母案的申请号为200410008261.4，母案的申请日是2004年2月27日，母案的发明名称是“在地面形成沟壁的方法、沟壁切割器和沟壁切割机构”。

技术领域

本发明涉及一种在地面形成沟壁的方法，其中沟壁切割器的至少一个切割轮可受驱动作旋转运动，沟壁切割器可下降到地面以下，切割轮下面的土壤被剥离，形成明沟，然后向明沟加入可固化的液体。

本发明还涉及一种用于形成明沟的沟壁切割器。这种沟壁切割器具有框架和位于框架上的至少一个切割轮。

本发明最后还涉及一种用于形成沟壁的沟壁切割机构，该切割机构非常适合实施上述方法，其设有运载机构和沟壁切割器，该切割器以可垂直调节的方式安装在运载机构上。

背景技术

在地面形成沟壁的方法已在德国专利DE 195 30 827 C2公开。在这种所谓双阶段的方法中，第一阶段开挖明沟，将沟中的土传递到地面上。形成的明沟用支承悬架支撑，依靠这样的方式进行支撑。在第二阶段，明沟完成掘深后，将一种硬化悬浮物引入明沟中，随即移开支承悬架。

在德国专利DE 41 41 629 C2公开的单阶段方法中，一开始明沟就用悬浮物来支撑，悬浮物在地面通过将挖出的土与粘结剂混合而成。

实施该已知方法，可以使用德国专利DE 34 24 99 C2公开的沟壁切割器。这种已知的沟壁切割器设有切割框架和可受驱动旋转的切割轮，切割轮固定到所述框架的下侧。沟壁切割器吊在缆绳上从施工车辆上下降，靠自身的重量进入到地面以下。

沟壁切割器在明沟中通过支撑在沟壁上的切割框架来引导移动。切割轮剥离的土壤通过切割轮传递到固定在切割框架上的吸入装置中，再传送到地面上。

但是，就形成粘结剂和土壤的混合物而言，上述方法要求采用位于地面上的比较复杂的泵吸、混合和储存装置。

发明内容

本发明的目的是提出一种在地面形成沟壁的方法、沟壁切割器和沟壁切割机构，其可通过非常简单的方式形成沟壁。

本发明提供一种用于形成沟壁的沟壁切割机构，其包括：用于形成带有矩形截面的明沟的沟壁切割器，其中所述沟壁切割器设置有框架，并且至少一个切割轮位于该框架上，所述框架的截面小于所述明沟的截面，从而在所述框架上形成自由空间，以及运载机构，其中沟壁切割器由线性引导机构在所述运载机构上被引导移动。

该目的的实现是通过一种在地面形成沟壁的方法实现，其中

a)安装在沟壁切割器的板状框架上的至少两个切割轮可受驱动作旋转运动，

b)带有所述框架的所述沟壁切割器可下降到地面以下，所述切割轮下面的土壤被剥离，形成明沟，

c)所述剥离的土壤以预计的方式从切割轮通过在框架上的自由空间传送到明沟的后区，

d)所述剥离的土壤在明沟中与可固化的液体混合，和

e)所述剥离的土壤至少部分剩留在明沟中以形成沟壁，

其中

f)在形成过程中向所述明沟加入所述可固化的液体，所述可固化的液体在所述框架引入到所述明沟；

g)所述沟壁切割器通过导向杆在所述明沟中线性地导向，和

h)框架相对于明沟的沟壁无接触地固定，以便形成所述自由空间，其中框架的截面的周边尺寸小于明沟的截面的内部尺寸，所述框架在由所述切割轮到所述导向杆的方向上形成锥度。

以及一种形成明沟的沟壁切割器，包括

a)框架，

b)至少两个位于所述框架的切割轮，

c)位于所述框架上的供应机构，用于向明沟提供液体，和

d)设置在所述框架上的自由空间，通过所述自由空间，剥离的土壤以预计的方式从切割轮传送到明沟的后区，

其中

e)在所述框架的一个上端设置有导向杆，和

f)所述框架紧凑形成为支撑板形式，其中框架的截面的周边尺寸小于明沟的截面的内部尺寸以便形成所述自由空间，从而所述框架可以被无接触地引导并与所述明沟的沟壁隔开，和

g)所述框架在由所述切割轮到所述导向杆的方向上形成锥度。

根据本发明的用于在地面形成沟壁的方法的特征是，剥离的土壤从切割轮传递到明沟的后区，剥离的土壤在明沟中与可固化的液体混合，且剥离的土壤至少部分留在明沟中以形成沟壁。

本发明的基本想法是切割轮剥离的土壤在明沟中通过所述切割轮的动作与可固化的液体混合，可以讲这些都在现场发生，通过这种方式得到硬化的液体土壤混合物。不再需要通过泵吸装置以复杂的方式将所有剥离的土壤传递到地面上。根据本发明，剥离的土壤通过切割轮传递到明沟的后区。后区可在明沟中框架上方形成。根据本发明，与液体混合的剥离土壤至少部分留在明沟中，并在明沟中硬化形成沟壁。由于在供应可固化的液体的过程中，土壤可能发生体积改变，故最好将一部分剥离土壤与悬浮物一起移出明沟。为此，可以在沟壁切割器或明沟边的地面上设置传送机构。

一般在明沟加深的过程中可以匀速地驱动至少一个切割轮。而非常好的切割作用和/或土壤与可固化液体的非常好的混合还可通过反向驱动至少一个切割轮来实现。通过暂时地使切割轮的旋转方向反向，在土壤中产生扰动，导致与可固化液体有非常好的混合。最好在将沟壁切割器移出明沟时使至少一个切割轮匀速地驱动或反向转动，这样可以大大减少用于拉拔操作的力，并使剥离土壤与可固化的液体更彻底地混合。

当形成明沟时，可在地面下匀速地移动沟壁切割器。但是，沟壁切割器最好能至少暂时作交替的上下移动。这将导致剥离的土壤与可固化的液体有非常好的混合。交替上下运动的行程可比沟整体高度小很多，具体地可以是切割轮直径的量级。实现这样的至少暂时进行的交替上下移动可以通过施工机械提升沟壁切割器，然后再下降。交替的上升/下降运动可在明沟加深期间和在沟壁切割器从完成的明沟中升起期间进行。

根据本发明的沟壁切割器的特征在于，框架的截面小于明沟的截面，因而形成自由空间，使得剥离的土壤能够通过框架上的至少一个切割轮传递到明沟的后区。

根据本发明的沟壁切割器的基本想法是，在框架中或在框架旁形成自由空间，使得在形成明沟和/或在从完成的明沟中移出沟壁切割器的过程中，剥离土壤和悬浮物可以不受阻碍的方式通过沟壁切割器框架。这样可形成非常快速和节省能量的切割，并同时具有高效的混合效果。根据本发明，为了形成自由空间，框架截面不要在与沟壁切割器前进方向正交的方向完全覆盖明沟。这可通过使框架截面周边尺寸小于明沟的内部尺寸和/或在框架截面上设置一个或多个开口来实现。这样设置使得剥离土壤可以沿与框架移动方向相反的方向流过框架。

在优选的沟壁切割器上设置了多个不限定数目的具有平行旋转轴的切割轮。优选的实施例中设有4个切割轮，切割轮成对设置以便绕相同的旋转轴转动。明沟的截面最好是矩形的。

在本发明的沟壁切割器的优选实施例中，至少一个切割轮具有适合于反向旋转运动的切割齿。这种切割齿在切割轮转动时可顺时针方向和逆时针方向剥离土壤。这样使土壤形成非常好的混合，同时可得到很高的工作速度。

基本上可以在明沟的任意位置设置可提供液体，尤其是可固化的液体，的供应机构。然而，这样的机构最好位于框架上。特别地，通过设置在靠近至少一个切割轮的机构，可使剥离的土壤和液体得到非常好的混合。

根据本发明的沟壁切割机构的特征是，沟壁切割器通过线性引导机构和运载机构引导移动。

根据本发明的沟壁切割机构的一个方面，沟壁切割器是在与所述切割器间隔开的运载机构上引导，而不是在沟壁上引导。具体地，引导是在平行于沟壁切割器前进方向的方向上进行。这样设置可使沟壁切割器的框架截面尽可能的小。特别地，沟壁切割器框架不再需要与进行侧向引导的明沟壁接触。因此，框架可设计成没有导向件，其尺寸可保持相对较小，这样可形成剥离土壤的简单通道。沟壁切割器可设置在引导机构上，如已知的连接振动器的引导机构。

在非常优选的沟壁切割机构中，线性引导机构设有导向杆，尤其是伸缩杆，其上固定有沟壁切割器。这样的导向杆对沟壁切割器有非常好的侧向导向。尤其是可允许沿前进方向的轴向力从运载机构传递到沟壁切割器，这样可使所述切割机在深挖过程中非常快速地前进。然而，沟壁切割器还可以构建成各个旋转切割轮仅凭其自身重量就可进入地面之下。这种情况下也可以使用导向杆，这时导向杆不是设计用来传递沿前进方向的轴向力。

导向杆的直径尺寸最好小于框架截面的直径。导向杆最好具有基本为矩形或基本为圆形的截面。最好使用凯氏方钻杆(kelly rod)作为伸缩杆。

非常优选的沟壁切割机构的特征还有，线性引导机构具有位于运载机构的导向套筒，导向杆穿过导向套筒。这样的导向套筒可沿整个周边或只是部分地包围导向杆。在导向套筒上可形成突出部和/或凹部，可与导向杆上对应的凹部和/或突出部接合，因此可保证导向杆导向时不会旋转。

最好在运载机构上设置伺服机构，尤其是缆索牵引机构，以便使导向杆垂直移动。除了可从明沟中提出沟壁切割器外，该伺服机构还可以设计成将沟壁切割器前进方向上的轴向力传递到所述切割机。这样可保证非常高的切割效率。伺服机构还可以设计成能使沟壁切割器作交替的上下运动。伺服机构的可能实施例还包括齿条机构或液压机构。

根据本发明的沟壁切割机构最好具有上面介绍的沟壁切割器。根据本发明的方法可通过这两种方式来实施。

附图说明

下面通过优选实施例和附图对本发明进行更详细的介绍。其中：

图1是本发明的沟壁切割器和导向杆的部分正视截面图；

图2是本发明的另一带有导向杆的沟壁切割器的部分正视截面图；

图3是沿图2中A-A的导向杆的截面图；

图4是根据本发明的沟壁切割机构的侧视图；

图5是本发明的另一沟壁切割机构的侧视图；

图6是本发明的沟壁切割机构在上升状态下的部分视图；

图7是本发明的沟壁切割机构在底端位置的部分视图。

具体实施方式

图1和图2是根据本发明的两个不同的沟壁切割器10的实施例的前视图，两个切割轮12，12`以可转动的方式固定到具有支撑板形状的框架。切割轮12，12`以并列的方式设置并具有平行的转动轴。具有液压马达形式的封装的驱动件15，15`固定在框架20上并可拆卸地连接到切割轮12，12`。

在框架20远离切割轮12，12`的侧面上固定有导向杆33。从图3中可以看出，导向杆33具有近似圆形的截面。突出部35设置在导向杆33的侧面，用于使导向杆33在套筒34中导向时不发生旋转。液压流体供应管线40位于导向杆33中。具有供应管线形式的液体供应机构41也位于导向杆33中和框架20上。如图2所示，作为供应管线的供应机构41穿过框架20，终止于切割轮12，12`之间。

切割齿13沿切割轮12，12`的周边设置。切割齿13用于切割轮的反向旋转操作。图2中左边的切割轮12顺时针旋转。而位于右侧的切割轮12`逆时针旋转。因此，在中间区域悬浮物受到切割轮12，12`产生的抽力作用，而剥离的土壤与悬浮物一起向上传递到外面。沿切割轮12，12`圆周还设置了已知的可作侧向枢轴转动的铰接齿14，其可剥离齿轮罩下的土壤。

图4到图7显示了根据本发明的沟壁切割机构。沟壁切割机构带有运载机构30，可具有履带式施工车辆的形式。在运载机构30上安装了桅杆31，桅杆上的导向套筒34在两个点固定。导向杆33垂直穿过导向套筒34，其中沟壁切割器10固定到导向杆33的下端。缆索牵引机构37(见图4)或滑动机构38(见图5)用于垂直移动导向杆33。液压流体供应管线40和可固化液体的具有供应管线形式的供应机构41在导向杆33的上端引出。沟壁切割器10处于上升状态时(见图6)，切割器的框架直接接合到引导套管34。

沟壁切割器10的框架20设置成，当沟壁加深时在框架20和明沟3的侧壁之间可形成自由空间6(见图7)。自由空间6允许剥离的土壤通过框架20进入明沟3的后区4，后区位于沟壁切割器10的上方。

Claims (15)

1.一种用于形成沟壁的沟壁切割机构，其包括：

用于形成带有矩形截面的明沟的沟壁切割器，

其中所述沟壁切割器设置有框架，并且四个切割轮独立地位于该框架上，其中每两个切割轮成对地设置以绕相同的旋转轴转动，所述框架的截面小于所述明沟的截面，从而在所述框架和明沟的一个壁之间形成自由空间，使得剥离的土壤越过框架进入明沟的后部区域，以及

运载机构，其中沟壁切割器由线性引导机构在所述运载机构上被引导移动；

其中所述线性引导机构具有导向杆，其上固定有所述沟壁切割器，

通过所述导向杆，在下沉过程中沿前进方向的轴向力能够从所述运载机构传递到所述沟壁切割器。

2.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，所述导向杆为伸缩杆。

3.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，所述导向杆被设计成从所述运载机构向所述沟壁切割器传递轴向力。

4.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，所述导向杆的直径小于框架截面的直径。

5.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，所述运载机构为施工车辆。

6.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，所述线性引导机构具有导向套筒，所述导向杆穿过所述套筒。

7.根据权利要求6所述的沟壁切割机构，其特征在于，所述导向套筒位于所述运载机构上。

8.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，所述运载机构上设置了伺服机构，用于垂直移动所述导向杆。

9.根据权利要求8所述的沟壁切割机构，其特征在于，所述伺服机构适用于将轴向力从运载机构传递到沟壁切割器。

10.根据权利要求9所述的沟壁切割机构，其特征在于，所述轴向力是沿沟壁切割器的前进方向的轴向力。

11.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，为了形成所述自由空间，所述框架的截面的周边尺寸小于明沟的内部尺寸，和/或者在所述框架截面上设有一个或多个开口。

12.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，提供一个设置在框架上的传送机构，用于带走由切割轮所剥离的土壤，和/或一个供应机构设置在框架上，用于向所述明沟供应液体。

13.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，沟壁切割器以基本上可垂直移动的方式设置在运载机构上。

14.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，通过所述至少一个切割轮剥离的土壤通过所述至少一个切割轮以预定方式被运输经过框架进入明沟的后部区域。

15.根据权利要求1所述的沟壁切割机构，其特征在于，在所述运载机构上设置有缆索牵引机构，用于导向杆的垂直移动。

Images