DE4119212A1 - Schlitzwandfraese und verfahren zu deren betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlitzwandfräse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Schlitzwandfräse gemaß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

In herkömmlichen Schlitzwandfräsen wird ein Fräsrahmen mit Fräsrädern an einer Tragevorrichtung auf den Boden herabge­ lassen. Durch die Drehbewegung der Fräsräder wird der Boden unterhalb des Fräsrahmens abgetragen und eine Schlitzwand entsteht, indem dieser Vorgang in horizontal beabstandeten Positionen wiederholt wird. Die Fräsrichtung des Fräsrah­ mens wird durch dessen Eigengewicht vertikal nach unten vorgegeben. Hierdurch können mit der bekannten Schlitz­ wandfräse nur vertikale Schlitzwände hergestellt werden. Die Fräsrichtung weist fernerhin von der Vertikalen ab, wenn die Verteilung der Gesteinsschichten im Boden nicht homogen ist. Wenn der Fräsrahmen einseitig auf dichtere Ge­ steinsschichten trifft, wird er in der Regel zur anderen Seite hin ausweichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schlitzwandfräse der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die die Herstellung von Schlitzwänden mit exakt vorgegebe­ ner Richtung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Schlitzwandfräse der gattungs­ gemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß sind am Fräsrahmen Steuerelemente angeord­ net, die derart betätigt werden können, daß sie über die Außenkontur des Fräsrahmens hinausragen. Der Fräsrahmen kann somit in der Schlitzwand in vorgegebenen Positionen festgeklemmt werden. Die Fräsrichtung kann hierdurch sehr genau eingestellt werden. In nicht homogenen Bodenschichten kann auf diese Weise vermieden werden, daß der Fräsrahmen seitlich von der Vertikalen abweicht, was die Herstellung exakt vertikaler Schlitzwände auch in derartigen Böden ermöglicht. Die Steuerelemente sind vorzugsweise als Steu­ erklappen ausgebildet, die an den vertikalen Seitenwänden des Fräsrahmens angeordnet sind. Die Steuerklappen können über ein Hydrauliksystem mit einem Hydraulikzylinder betätigt werden, der zwischen dem Fräsrahmen und der Steu­ erklappe angeordnet ist. Die Steuerklappen sind länglich ausgebildet und vertikal an den parallel zur Vortriebsrich­ tung verlaufenden Seiten des Fräsrahmens angeordnet. An den Breitseiten des Fräsrahmens ist in deren Eckbereichen je­ weils eine Steuerklappe angeordnet. Durch die vertikale Ausrichtung der Steuerklappen können diese entweder am un­ teren Ende oder am oberen Ende gegen die Schlitzwand vorge­ spannt werden, wodurch auf den Fräsrahmen ein Drehmoment in vorgegebener Richtung erzeugt wird. Die Hydraulikzylinder zum Antrieb der Steuerklappen können mit einem Wegaufnehmer und einem Druckschalter versehen sein, wobei der Wegaufneh­ mer zum einen anzeigt, wie weit die Steuerklappe von der Außenkontur des Fräsrahmens hervorsteht, was wiederum Rückschlüsse auf die Neigung des Fräsrahmens und der Schlitzwand zuläßt. Die Meßwerte können einer Steuerein­ richtung zugeführt werden, die wiederum die Antriebe für die Steuerklappen des Fräsrahmens regelt. In dem Fräsrahmen ist vorzugsweise ein Neigungsmesser angeordnet, dessen Aus­ gangssignal zur Richtungskorrektur ausgewertet werden kann. Die Auswertung erfolgt wiederum in der Steuereinrichtung und kann zur Ansteuerung der Antriebe für die Steuerklappen dienen.

Richtungskorrekturen beim Fräsen der Schlitzwand können auf einfache Weise durchgeführt werden, wenn der Fräsrahmen beim Herablassen in den Schlitz durch Betätigung der Steu­ erelemente festgeklemmt wird. Anschließend wird mit dem am Fräsrahmen angeordneten Neigungsmesser die Neigung des Fräsrahmens gemessen. Dieser Vorgang wird in unterschiedli­ chen Tiefen mit mindestens 1 m Abstand wiederholt. Aus die­ sen Meßwerten läßt sich die Neigung des Schlitzes errech­ nen. Aus dem errechneten Neigungswert kann die Steuerein­ richtung die Daten für die Betätigung der Steuerklappen zur Festlegung der weiteren Fräsrichtung ermitteln. Der weitere Fräsvorgang wird also mit einer veränderten Fräsrichtung durchgeführt, die dadurch erhalten wird, daß die Steuerele­ mente den Fräsrahmen im Schlitz in einer bestimmten Rich­ tung festspannen.

Die Hydraulikzylinder oder Kolben zur Betätigung der Steu­ erklappen sind jeweils über Augen am Fräsrahmen bzw. an der Steuerklappe befestigt. Der Hydraulikzylinder ist ferner in einer Kunststoffhülse gelagert, wodurch die Hydraulik le­ diglich Kräfte in Achsrichtung aufnimmt und von Querkräften entlastet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise in der sche­ matischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Schlitzwandfräse mit einem Fräsrahmen, der sechs Steuerklappen zur Festlegung der Fräs­ richtung aufweist, und

Fig. 2 einen Schnitt II-II aus Fig. 1.

Die Schlitzwandfräse 10 besteht aus einem schienengeführten Wagen 12 mit einem Ausleger 14, an dem über ein Tragseil 16 ein Fräsrahmen 18 aufgehängt ist. An dem Fräsrahmen 18 be­ finden sich zwei Paar Fräsräder 20, die von zwei Hydromoto­ ren 22 angetrieben werden. Eine seitliche Steuerung des Fräsrahmens 18 in dem Schlitz 24 wird durch längliche Steu­ erklappen 26, 28 realisiert, die an den vertikalen Breit- bzw. Schmalseiten des Fräsrahmens 18 angeordnet sind.

Die Steuerklappen 26, 28 werden über zwei Hydraulikleitungen 30 und eine im Fräsrahmen angeordnete Ventilanordnung be­ tätigt.

Fig. 2 zeigt einen teilgeschnittenen Ausschnitt des Fräsrahmens 18 aus Fig. 1. Identische Teile sind hierbei mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Steuerklappe 26 liegt in einer ersten nicht ausgefahrenen Stellung inner­ halb der Außenkontur 32 des Fräsrahmens 18. An seinem ober­ en und unteren Ende ist die Steuerklappe 26 mit jeweils ei­ nem Hydraulikzylinder 34, 36 an dem Fräsrahmen 18 befestigt. Die Steuerklappe 26 ist über Augen 38 gelenkig mit den Hy­ draulikzylindern 34, 36 verbunden. Hierdurch wirken auf die Hydraulikzylinder keine Biegekräfte ein, wenn lediglich das untere oder obere Ende der Steuerklappe 26 durch entspre­ chende Betätigung des jeweiligen Hydraulikzylinder 34, 36 ausgefahren wird. Wenn beide Hydraulikzylinder 34, 36 ausge­ fahren werden, kann die Steuerklappe 26 parallel zur Außen­ kontur 32 des Fräsrahmens 18 nach außen gefahren werden und so den Fräsrahmen 18 in der Schlitzwand 24 großflächig festklemmen. Die Betätigung der Hydraulikzylinder 34, 36 wird über Wegaufnehmer 40 überwacht, die ein Ausgangssignal abgeben, das Auskunft darüber gibt, wie weit die Hydraulik­ zylinder 34, 36 ausgefahren sind. In den Hydraulikzylindern 34, 36 sind weiterhin nicht dargestellte Druckschalter ange­ ordnet, die ansprechen, wenn die Steuerklappe 26 an der Schlitzwand anstößt. Anhand dieser Signale und des Signals eines im Fräsrahmen 18 angeordneten, nicht dargestellten Neigungsmessers kann die Neigung der Schlitzwand und/oder die Neigung des Fräsrahmens ermittelt werden und zur Steue­ rung des weiteren Vortriebs verwendet werden.

Vorzugsweise wird hierzu der Fräsrahmen 18 durch Ausfahren der Steuerklappen 26, 28 im Schlitz 24 festgelegt und die Neigung gemessen. Dieser Vorgang wird in unterschiedlichen Tiefen des Schlitzes wiederholt, wobei zwischen den Meßpunkten mindestens 1 m Abstand gehalten wird. Aus den so erhaltenen Meßwerten des Neigungsmessers und/oder der Weg­ aufnehmer 40 wird die Neigung des Schlitzes errechnet. Die Richtungskorrektur wird entweder manuell oder automatisch durch Ausfahren der entsprechenden Steuerklappen oder der entsprechenden Steuerklappe vorgenommen. Das Ausfahren der Steuerklappe kann durch Ausfahren lediglich des oberen En­ des oder nur des unteren Endes oder der gesamten Steuer­ klappe variiert werden. Durch eine derartige Festlegung des Fräsrahmens 18 im Schlitz 24 wird die weitere Fräsrich­ tung festgelegt und eine falsche Neigung der Schlitzwand kann auf diese Weise korrigiert werden.

Die Steuerklappen 26 sind für eine Verklemmung des Fräsrah­ mens 18 quer zur Ebene der Schlitzwand 24 vorgesehen, während die Steuerklappen 28 für eine Festlegung an einer Stirnwand, also in der Ebene der Schlitzwand, vorgesehen sind. Diese Steuerklappen 28 sind demnach in erster Linie relevant, wenn der Fräsrahmen das erste Mal in den Boden abgesenkt wird. Somit kann durch die Steuerklappen 26, 28 eine Richtungskorrektur des Fräsrahmens in der gesamten ho­ rizontalen Ebene durchgeführt werden.

Claims (17)

1. Schlitzwandfräse mit einem Fräsrahmen, an dem mindestens ein Paar Fräsräder angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräsrahmen (18) mindestens ein Steuerelement (26, 28) aufweist, das zwischen einer innerhalb der Außenkontur (32) des Fräsrahmens (18) liegenden er­ sten Stellung und einer über die Außenkontur (32) des Fräsrahmens (18) hinausragenden zweiten Stellung mit­ tels mindestens eines Antriebs (34, 36) betätigbar ist.

2. Schlitzwandfräse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräsrahmen (18) eine quaderförmige Außenkon­ tur (32) hat und daß an jeder vertikal verlaufenden Seitenwand des Fräsrahmens (18) mindestens ein Steuerelement (26, 28) angeordnet ist.

3. Schlitzwandfräse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräsrahmen (18) eine vertikale Breitseite und eine vertikale Schmalseite aufweist, und daß in den beiden Eckbereichen jeder Breitseite jeweils ein Steuerelement (26) angeordnet ist.

4. Schlitzwandfräse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (26, 28) als Steuerklappe ausge­ bildet ist.

5. Schlitzwandfräse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb als Hydraulikantrieb ausgebildet ist.

6. Schlitzwandfräse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß längliche Steuerklappen (26, 28) vertikal angeord­ net sind, und über mindestens zwei quer zur Längs­ richtung der Steuerklappen (26, 28) gerichtete Antrie­ be (34, 36), insbesondere Hydraulikzylinder betätigbar sind.

7. Schlitzwandfräse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steuerklappen (26, 28) über eine an dem Fräsrahmen (18) befindliche elektrisch gesteuerte Ventilanordnung betätigbar sind.

8. Schlitzwandfräse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (34, 36) mit einem Wegaufnehmer (40) versehen ist.

9. Schlitzwandfräse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (34, 36) einen Druckschalter aufweist.

10. Schlitzwandfräse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräsrahmen (18) einen Neigungsmesser aufweist.

11. Schlitzwandfräse nach Anspruch 7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale des Wegaufnehmers (40), des Druckschalters und/oder des Neigungsmessers einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Antriebs zu­ geführt sind.

12. Schlitzwandfräse nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikantrieb als Hydraulikzylinder (34, 36) ausgebildet ist, der über Augen (38) am Fräsrah­ men (18) oder an der Steuerklappe (26, 28) gelenkig befestigt ist.

13. Schlitzwandfräse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (34, 36) in einer Kunst­ stoffhülse gelagert ist.

14. Verfahren zum Fräsen einer Schlitzwand, bei der ein Fräsrahmen an einer Tragevorrichtung vertikal bewegbar gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräsrahmen (18) in verschiedenen Tiefen der Schlitzwand (24) festgelegt wird, daß die Neigung des Fräsrahmens (18) in unterschied­ lichen Tiefen der Schlitzwand (24) gemessen wird und daß für den weiteren Fräsvorgang an dem Fräsrahmen (18) befindliche Steuerelemente (26, 28) derart be­ tätigt werden, daß sie an bestimmten Stellen über die Außenkontur (32) des Fräsrahmens (18) hinausra­ gen und so die weitere Fräsrichtung unter Berück­ sichtigung der gemessenen Neigungswerte festlegen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräsrahmen (18) in unterschiedlichen Tiefen der Schlitzwand (24) mittels der Steuerelemente (26, 28) festgelegt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei den für die Einstellung der Fräsrichtung nicht benötigten Steuerelementen (26, 28) ein Spiel eingestellt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiel von mindestens 10 mm eingestellt wird.