DE4309233C1 - Verfahren und Vorrichtung zum exakten Einhalten der vertikalen Aushubrichtung einer Schlitzwand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum exakten Einhalten der vertikalen Aushubrichtung einer Schlitzwand unter Verwendung eines mit einem Bagger zusam­ menwirkenden, hydraulischen Schlitzwandgreifers mit einem äußeren Führungskörper und einem die Greifervorrichtung aufnehmenden Innenkörper.

Schlitz- und Dichtwände sind zu einem wichtigen Bestandteil im Grundbau geworden. Üblicherweise wird eine Schlitzwand in einzelnen Segmenten hergestellt. Ihre Tiefe ist grund­ sätzlich nicht fest begrenzt, doch ergibt sich bei größeren Tiefen die Gefahr des "Verlaufens" von Schlitzwandelemen­ ten, wobei infolge Abweichung von der lotrechten Sollage im
unteren Wandbereich Spaltöffnungen zwischen den Segmenten entstehen, welche die Stabilität der zu erstellenden Wand beeinträchtigen. Die Erstellung von Schlitzwänden über 40 m Tiefe erfordert besondere Erfahrungen und Maßnahmen beim Aushub, wie beispielsweise umfangreiche Messungen an den offenen Schlitzen. Diese werden ohne Ausbau ausgehoben und neigen daher bei inhomogenem Bodenmaterial zur Abweichung von der vorgegebenen lotrechten Richtung.

Gebräuchliche Breitenabmessungen einer Schlitzwand betragen 600-800 mm, es sind aber auch Breiten von 400-1500 mm, je nach Tiefe und Zweck der Schlitzwand, beim Bau anzutreffen. Im Falle einer Abweichung aus der vorgegebenen vertikalen Richtung eines Schlitzwandsegmentes ergibt sich die Notwen­ digkeit, die Wände mit Profilmeißeln nachzuschneiden, um eine einwandfreie Senkrechtstellung der Wand zu erreichen. Dieses Verfahren ist jedoch zeitraubend, und erhöht die Baukosten, weswegen die Bauaufsicht bestrebt ist, den Schlitzwandaushub möglichst exakt in der vorgegebenen Rich­ tung zu halten.

Beim Stand der Technik ist es bekannt, Schlitzwandgreifer mit sogenannten Steuerplatten, die am Grundrahmen ange­ bracht sind, auszurüsten. Eine solche Anordnung ist bei­ spielsweise aus dem Sonderdruck 66 der Salzgitter Maschinen AG in dem Aufsatz "Anbaugeräte für Bagger", Spezialeinrich­ tungen für Bohr- und Bauarbeiten von Dr. -Ing. Hans Barthol­ mai, beschrieben und auf Seite 6, Bild 15 gezeigt. Diese Ausrüstung ist geeignet, die vertikale Lage beim Aus­ hub einer Schlitzwand zu stabilisieren, nicht aber eine einmal eingetretene Abweichung aus der vorgegebenen Arbeitsrichtung zu kompensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum exakten Einhalten der vertikalen Aus­ hubrichtung einer Schlitzwand mit einem Schlitzwandgreifer anzugeben, die es ermöglichen, primär eine Abweichung von der vorgegebenen Aushubrichtung unverzüglich zu erkennen, diese beim Leitstand der Schlitzwandgreiferbedienung anzu­ zeigen und sekundär mittels einer Richtungsänderung des Greifers zu kompensieren.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Verfahren entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit der Erfin­ dung vorgeschlagen, daß die vertikale Lage des Innenkörpers und/oder des Führungskörpers mittels eines Neigungsdetek­ tors kontinuierlich überwacht und dessen Signale auf eine Regeleinrichtung übertragen werden, und daß im Falle einer Abweichung der Körper aus der vorgegebenen vertikalen Rich­ tung diese durch eine der Abweichung entgegengesetzt gerichtete Schwenkbewegung des Innenkörpers relativ zum Führungskörper kompensiert wird.

Mit dem Verfahren wird erstmals eine selbsttätige exakte Einhaltung der vertikalen Aushubrichtung einer Schlitzwand unter Verwendung eines hydraulischen Schlitzwandgreifers ermöglicht. Hierdurch wird ein zügiger Fortschritt beim Aushub einer Schlitzwand verwirklicht, indem das aufwendige und zeitraubende intermittierende Vermessen der ausgehobe­ nen Schlitzwandpartie sowie eine Nacharbeit unterbleiben und ein ununterbrochen fortschreitender Aushub unter erheb­ licher Kostenersparnis durchgeführt werden kann.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß eine fallweise Winkelab­ weichung von der Vertikalen mit einer dem Schlitzwandgrei­ fer zugeordneten Tiefenmeßeinrichtung kombiniert, daraus eine Zuordnung von Abweichung und Tiefe der Schlitzwand errechnet und diese an den Leitstand der Schlitzwandgrei­ ferbedienung signalisiert wird. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Regeleinrichtung durch einen übergeordneten manuellen Steuereingriff vom Bagger­ leitstand aus gesteuert.

Eine Vorrichtung zum exakten Einhalten der vertikalen Aus­ hubrichtung einer Schlitzwand unter Verwendung eines mit einem Bagger zusammenwirkenden hydraulischen Schlitzwand­ greifers und eines diesem zugeordneten Führungskörpers, wo­ bei dieser in der Breite der Greiferschaufeln ausgebildet ist und am Kopfende ein Geschirr zum Anhängen an eine Trag­ seilanordnung oder an ein Teleskopgestänge aufweist, ist nach der Erfindung durch die Merkmale gekennzeichnet:
daß der Führungskörper einen äußeren Rahmen bildet, in welchem ein Innenkörper mit daran angelenkten Greiferschau­ feln und deren hydraulischer Betätigungsvorrichtung angeordnet ist;
daß der Innenkörper im Führungskörper mittels horizon­ taler, in Richtung der Schlitzwand angeordneter Lagerzapfen quer zum vertikalen Verlauf der Stützwand schwenkbar ange­ lenkt ist;
daß zwischen dem Führungskörper und dem Innenkörper hydrau­ lische Verschwenkungsmittel vorgesehen sind;
daß am Innenkörper und/oder am Führungskörper ein Detektor zum Überwachen der vertikalen Lage angeordnet ist und der Bagger eine vom Detektor beherrschte Regelvorrichtung zur Betätigung der Verschwenkungsmittel aufweist.

Im Gegensatz zu der bekannten Führung der Greifereinrich­ tung durch starre Steuerplatten, kann durch die erfin­ dungsgemäß neigungssteuerbare Ausgestaltung des Schlitz­ wandgreifers eine sehr exakte, feinfühlige und selbsttätige Vertikalsteuerung der Greifervorrichtung verwirklicht wer­ den.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß dem Schlitzwandgreifer eine Tiefenmeßeinrichtung zugeordnet ist und Mittel vorge­ sehen sind, mit welchen die Anzeige des Lagedetektors und die Anzeige der Tiefenmeßeinrichtung einander zuordenbar sind.

Mit Hilfe dieser Einrichtung kann der den Schlitzwandgrei­ fer bedienende Baggerführer jederzeit erkennen, ob sich die im Aushub befindliche Schlitzwand bei der erreichten Tiefe innerhalb der vorgegebenen Lagetoleranzen befindet, bzw. ob und welche Korrekturen erforderlich sind.

Hierfür sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß der Schwenkeinrichtung und der sie beherrschenden Regeleinrich­ tung Mittel für einen übergeordneten manuellen Steuerein­ griff vom Baggerleitstand aus zugeordnet sind, mit deren Hilfe eine Richtungskorrektur des Greifers nach Maßgabe der Anzeige des Detektors möglich ist.

Weiterhin ist vorgesehen, daß als Mittel zum gegenseitigen Verschwenken von Führungskörper und Innenkörper je links und rechts am Rahmen des Führungskörpers eine hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit angelenkt ist, die mit einer eben­ falls am Rahmen schwenkbar gelagerten Hebelgelenkanord­ nung mit einem in hin- und hergehende Schwenkbewegungen versetzbaren Nocken in Wirkungsverbindung steht, wobei die­ ser in eine U-förmige Führung des Innenkörpers eingreift und diesen nach Maßgabe der Stellung des Nockens relativ zum Führungskörper aus der orthogonalen Lage in eine davon abweichende Schwenklage entsprechend einem Korrekturwinkel verschwenkt.

Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in bevor­ zugten Ausführungsformen gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schlitzwandgreifer in Ansicht aus einer Richtung quer zur Schlitzwand;

Fig. 2 den Schlitzwandgreifer nach Fig. 1 in Seiten­ ansicht aus einer Blickrichtung entlang der Schlitzwand, mit unverschwenkter Stellung von Führungskörper und Innenkörper;

Fig. 3 und Fig. 4 je eine Seitenansicht gemäß Fig. 2, jedoch mit in einem Korrekturwinkel α relativ zum Führungskörper verschwenktem Innenkörper;

Fig. 5 eine etwas andere Ausführungsform des Schlitzwandgreifers in Ansicht quer zum Schlitzwandverlauf;

Fig. 6 den Schlitzwandgreifer gemäß Fig. 5 in Seiten­ ansicht aus einer Blickrichtung längs der Schlitzwand.

Der in der Fig. 1 dargestellte Schlitzwandgreifer weist einen von einem äußeren Rahmen 12 gebildeten Führungskörper 11 auf. In diesem ist ein Innenkörper 10 mit daran ange­ lenkten Greiferschaufeln 1 und hydraulischer Betätigungs­ vorrichtung 2 angeordnet. Der Innenkörper 10 ist im Füh­ rungskörper 11 mittels horizontaler, in Richtung der Schlitzwand 40 siehe Fig. 2 angeordneter Lagerzapfen 20 quer zum verti­ kalen Verlauf der Schlitzwand 40 schwenkbar angelenkt. Zwi­ schen dem Führungskörper 11 und dem Innenkörper 10 sind hydraulische Verschwenkungsmittel 30 vorgesehen. Weiterhin sind am Innenkörper 10 und/oder am Führungskörper 11 Detek­ toren 25 zum Überwachen der vertikalen Lage dieser Körper angeordnet. Der bzw. die Detektor(en) 25 stehen über eine Signalleitung mit einer von diesen beherrschten Regelvor­ richtung zur Betätigung der Verschwenkungsmittel 30 in ständiger Wirkbindung.

Dem Schlitzwandgreifer kann eine Tiefenmeßeinrichtung zu­ geordnet sein (nicht gezeigt), wobei Mittel vorgesehen sind, mit welchen die Anzeige des Lagedetektors 25 und die Anzeige der Tiefenmeßeinrichtung einander zuordenbar sind. Weiterhin kann sehr vorteilhaft von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß den Mitteln 30 zum Verschwenken des In­ nenkörpers 10 bzw. der sie beherrschenden Regeleinrichtung weitere Mittel für einen übergeordneten manuellen Steuer­ eingriff vom Baggerleitstand aus zugeordnet sind (nicht gezeigt), mit deren Hilfe eine Lagekorrektur des Innenkör­ pers 10 relativ zum Führungskörper 11 nach Maßgabe der La­ geanzeige des Lagedetektors 25 möglich ist.

Als Mittel zum gegenseitigen Verschwenken von Führungskör­ per 11 und Innenkörper 10 ist je links und rechts am Rahmen 12 des Führungskörpers als hydraulisches Verschwenkungsmittel eine Kolben/Zylinder-Einheit 30 an­ gelenkt, die mit einer ebenfalls am Rahmen 12 schwenkbar gelagerten Hebelgelenkanordnung 32 mit einem daran in hin- und hergehende Schwenkbewegungen versetzbaren Nocken 33 in Wirkverbindung steht. Dieser greift in eine U- förmige Führung 34 des Innenkörpers 10 ein und verschwenkt diesen nach Maßgabe der Stellung des Nockens 33 relativ zum Führungskörper 11 aus der in den Fig. 2 und 6 gezeigten orthogonalen Lage in eine davon abweichende Schwenklage entsprechend dem Korrekturwinkel α in den Fig. 3 und 4. Wie aus den Fig. 1, 2, 5 und 6 erkennbar ist, hängt der Schlitzwandgreifer mit seinem Führungskörper 11 in einem Seilgehänge 3. Ein Vergleich der Schlitzwandgreifer nach den Fig. 1 und 5 zeigt geringfügige Unterschiede. Der Greifer nach Fig. 5 ist eine vergleichsweise schwerere Ausführung mit einem verstärkten Rahmen 12 des äußeren Füh­ rungskörpers 11. Darin ist der Innenkörper 10 in den Lager­ zapfen 20 quer zur Schlitzrichtung schwenkbar gelagert. Die hydraulischen Zylinder 30 sind dabei abweichend von der hängenden Anordnung nach den Fig. 1-4 stehend angeord­ net. Es handelt sich dabei um eine rein handwerkliche, im Ermessen des Konstrukteurs liegende Maßnahme. Ansonsten sind die beiden Ausführungen nach Fig. 1 und Fig. 5 funk­ tionell gleich.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 ist vorzugsweise der Greiferinnenkörper 10 mit dem Winkelmeßgerät 25 ausge­ bildet, und die Anzeige der Abweichung kann mit einer Tie­ fenmeßeinrichtung kombiniert werden, so daß die Abweichung auch der entsprechenden Schlitztiefe zugeordnet und am Leitstand angezeigt werden kann. Die Verstellung über das Hebelsystem 32 ist äußerst unkompliziert, bedarf in der Praxis kaum einer Wartung und arbeitet mit großer Genauig­ keit. Die Verstellorgane 30 können aus einem Zylinderkörper mit mittigem Zylinderboden bestehen, aus dem unabhängig voneinander zwei Kolbenstangen ausfahrbar sind, von denen die eine am Greiferaußenkörper 11 und die andere am Greifer­ innenkörper 10 angelenkt ist. Wie die Fig. 3 und 4 zei­ gen, kann bei doppelseitig ausgefahrenen Kolbenstangen ge­ mäß Fig. 3 eine Schwenkung in einer Richtung bis zum Winkel α und bei beidseitig eingefahrenen Kolbenstangen eine Ver­ schwenkung in Gegenrichtung bis zum Winkel α ausgeführt werden. Dabei kann die hydraulische Steuerung der Verstell­ zylinder derart ausgeführt sein, daß sowohl eine stufenlose Verstellung in beiden Richtungen als auch eine definierte Mittelstellung bzw. Neutralstellung vom Geräteführer belie­ big angesteuert werden kann.

Der hydraulische Schlitzwandgreifer nach der Erfindung ist mit seiner Gelenkanordnung ein sehr unkompliziertes und ro­ bustes Gerät und ermöglicht ein entweder vollautomatisches oder handgesteuertes Korrigieren der Vortriebsrichtung der Greiferschaufeln. Insofern erfüllt die Erfindung in idealer Weise die eingangs gestellte Aufgabe.

Claims (7)

1. Verfahren zum exakten Einhalten der vertikalen Aushub­ richtung einer Schlitzwand unter Verwendung eines mit einem Bagger zusammenwirkenden hydraulischen Schlitz­ wandgreifers mit einem äußeren Führungskörper und einem die Greifervorrichtung auf nehmenden Innenkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Lage des In­ nenkörpers und/oder des Führungskörpers mittels eines Neigungsdetektors kontinuierlich überwacht und dessen Signale auf eine Regeleinrichtung übertragen werden, welche im Falle einer Abweichung der Körper von der vorgegebenen vertikalen Richtung diese durch eine der Abweichung entgegengesetzt gerichtete Schwenkbewegung des Innenkörpers relativ zum Führungskörper kompen­ siert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung durch einen übergeordneten manuel­ len Steuereingriff vom Baggerleitstand aus gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Winkelabweichung von der Vertikalen mit einer dem Schlitzwandgreifer zugeordneten Tiefenmeßeinrichtung kombiniert und daraus eine Zuordnung von Abweichung und Tiefe der Schlitzwand errechnet und an den Leitstand des Schlitzwandgreifers signalisiert wird.

4. Vorrichtung zum exakten Einhalten der vertikalen Aus­ hubrichtung einer Schlitzwand mit einem hydraulischen Schlitzwandgreifer und einem diesem zugeordneten Füh­ rungskörper, wobei dieser in der Breite der Greifer­ schaufeln ausgebildet ist und am Kopfende ein Geschirr zum Anhängen an eine Tragseilanordnung oder an ein Teleskopgestänge aufweist, gekennzeichnet dadurch,

• - daß der Führungskörper (11) als äußerer Rahmen 12 ausgebildet ist, in welchem ein Innenkörper (10) mit daran angelenkten Greiferschaufeln (1) und deren hy­ draulischer Betätigungsvorrichtung (2) angeordnet ist;
• - daß der Innenkörper (10) im Führungskörper (11) mittels horizontaler, in Richtung der Schlitzwand (40) ange­ ordneter Lagerzapfen (20) quer zum vertikalen Verlauf der Schlitzwand (40) schwenkbar angelenkt ist;
• - daß zwischen dem Führungskörper (11) und dem Innen­ körper (10) hydraulische Verschwenkungsmittel (30) vor­ gesehen sind; und
• - daß am Innenkörper (10) und/oder am Führungskörper (11) ein Lagedetektor (25) zum Überwachen der vertikalen Lage angeordnet ist und der Bagger eine von diesem beherrschte Regeleinrichtung zur Betätigung der Verschwenkungsmittel (30) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlitzwandgreifer eine Tiefenmeßeinrichtung zugeordnet ist und Mittel vorgesehen sind, mit welchen die Anzeige des Lagedetektors (25) und die Anzeige der Tiefenmeßeinrichtung einander zuordenbar und an den Leitstand der Schlitzwandgreiferbedienung signalisier­ bar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Mittel (30) zum Verschwenken des Innenkörpers (10) beherrschenden Regeleinrichtung Mittel für einen übergeordneten manuellen Steuereingriff vom Bagger­ leitstand aus zugeordnet sind, mit deren Hilfe eine Lagekorrektur des Innenkörpers (10) relativ zum Führungs­ körper (11) nach Maßgabe der Lageanzeige des Lagedetek­ tors (25) durchführbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Mittel zum gegenseitigen Ver­ schwenken von Führungskörper (11) und Innenkörper (10) je links und rechts am Rahmen (12) des Führungskörpers (11) eine hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit (30) angelenkt ist, die in einer ebenfalls am Rahmen (12) schwenkbar gelagerten Hebelgelenkanordnung (32) mit einem in hin- und hergehende Schwenkbewegungen versetzbaren Nocken (33) in Wirkbindung steht, wobei dieser in eine U- förmige Führung (34) des Innenkörpers (10) eingreift und diesen nach Maßgabe der Stellung des Nockens (33) relativ zum Führungskörper (11) aus der orthogonalen Lage in eine davon abweichende Schwenklage entsprechend einem Kor­ rekturwinkel α verschwenkt.