DE602004008375T2

DE602004008375T2 - Fräswerkzeug zur Herstellung von Schlitzen, das ein schnelles Wechseln des Schneidekopfes zulässt.

Info

Publication number: DE602004008375T2
Application number: DE602004008375T
Authority: DE
Inventors: Philippe c/o COMPAGNIE DU SOL Chagnot; Fabrice c/o Compagnie du Sol Mathieu
Original assignee: Compagnie du Sol SARL
Current assignee: Compagnie du Sol SARL
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2024-06-11
Also published as: EP1486620B1; CA2470810A1; US20050000122A1; FR2856088A1; US7114271B2; JP2005002785A; KR20040106241A; HK1072793A1; DE602004008375D1; FR2856088B1; CA2470810C; PL1486620T3; ES2293183T3; ATE371060T1; KR101093292B1; JP4503360B2; EP1486620A1

Description

Die vorliegende Erfindung hat als Gegenstand ein Fräswerkzeug zur Herstellung von Schlitzen.
Für das Ausheben von Schlitzen im Boden zur Herstellung von gegossenen Wänden sind Ausgrabungsmaschinen bekannt, die meistens Fräsen genannt werden. Sie umfassen einen Rahmen, der am Ende von Hebeelementen hängt, wobei dieser Rahmen an seinem unteren Ende mit zwei Rädern ausgestattet ist, die durch hydraulische Motoren angetrieben werden und mit Zähnen ausgestattet sind, die auf zwei Walzen mit horizontalen Achsen verteilt sind. Die Aufgabe dieser Zähne ist es, den Boden auszuheben, um ihn in kleinere Stücke zu zerteilen, die dann durch Ansaugen mittels eines mit einer Ansaugpumpe verbundenen und auf der Fräse platzierten Rohrs transportiert werden können.
Ein solches Werkzeug zum Fräsen oder Ausheben ist insbesondere im europäischen Patent EP 262 050 im Namen der Anmelderin beschrieben. Die Fräse ist mit zwei Rädern ausgestattet, die in entgegengesetzter Richtung drehen, wobei jedes Rad zwei Walzen aufweist. Die Räder, wie beschrieben, werden durch einen hydraulischen Motor oder durch zwei hydraulische Motoren angetrieben, die in der mittigen Nabe jedes Rads positioniert und am unteren Ende des Werkzeugkörpers angeordnet sind. Die Walzen tragen die zum Ausheben der Bodens verwendeten Zähne.
Für jede Art von Boden ist es notwendig, Zähne zu verwenden, die für die Art des auszuhebenden Bodens geeignet sind. In der Tat ist, je nachdem, ob der Boden hart, weich oder klebrig ist, die Wahl der zu verwendenden Zähne sowie deren Position auf den Walzen unterschiedlich. Das Patent FR 2 819 834 beschreibt beispielsweise die Form und Positionierung von zu verwendenden Zähnen im Falle von harten oder klebrigen Böden. Das Dokument EP 0 496 926 A1 beschreibt ein Fräswerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Ausheben erfahren die Zähne sehr hohe mechanische Belastungen, obwohl sie fest auf den Walzen befestigt sind.
Im Allgemeinen besteht der auszugrabende Boden aus einer Übereinanderlagerung von Schichten aus Naturgestein mit unterschiedlichen Härten. Daher ist es bei einem Ausgrabungsvorgang möglich, dass die Fräse eine Folge von Schichten mit weichern, dann sehr hartem Gestein durchqueren muss. Das sich hier stellende Problem besteht in der Wahl des Zahntyps. Da, wie bereits dargestellt, einer Bodenart ein Zahntyp entspricht. Somit wäre es besonders interessant, den Zahntyp im Laufe ein und desselben Ausgrabungsvorgangs wechseln zu können, um die Fräse dem Boden anzupassen.
Eine erste Lösung bestände darin, die Walzen, an denen die Zähne befestigt sind, zu demontieren, dann andere Walzen, an denen eine andere Art von Zähnen befestigt ist, zu montieren. Obwohl dies machbar ist, weist diese Lösung zahlreiche Nachteile auf. Wie bereits erwähnt, sie die Zähne stark befestigt, somit wären die aufeinander folgenden Vorgänge von Ab- und wieder Anmontieren langwierig, schwierig und riskant. Ein anderer Nachteil bestände in der für die Benutzer der Fräse verlorenen Zeit, was zusätzliche Kosten mit sich brächte, die für den Ausgrabungsvorgang berücksichtigt werden müssen.
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Lösung dieses Problems ab, indem sie eine einfache, modulare und ökonomische Vorrichtung offenbart.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass das Fräswerkzeug gemäß Anspruch 1, umfasst:

– einen Rahmen,
– eine Vielzahl von Fräselementen, die auf wenigstens einer zylindrischen Fläche angeordnet sind,
– eine Motoreinheit,
– Mittel zur Energiezufuhr für die Motoreinheit,

– demontierbare Verbindungsmittel für wenigstens einen Teil der Motoreinheit, auf dem die Fräselemente befestigt sind, mit dem unteren Ende des Rahmens;
– Mittel zur relativen Positionierung zwischen dem Rahmen und der Motoreinheit;
– Mittel zum Verbinden der Mittel zur Energiezufuhr mit der Motoreinheit,

Es versteht sich, dass durch die Vorrichtungen der Erfindung es besonders einfach und schnell geht, die Fräszähne an den auszuhebenden Boden anzupassen, durch ein einfaches und schnelles Wechseln des Schneidkopfs der gleichzeitig die Motoren und/oder das Transmissionssystem des Moments, wie ein Reduzierstück, die Walzen und die Zähne umfasst. Die demontierbaren Mittel zur Verbindung und die Mittel zur Positionierung gewährleisten die Steifigkeit und Stabilität des Fräswerkzeugs beim Ausgrabevorgang.
Vorteilhafterweise besteht die Motoreinheit aus einem Motor, auf dem die Fräselemente befestigt sind.
Es versteht sich, dass beim Wechseln des Schneidkopfs, das demontierbare Teil die Motoren und die Fräselemente umfasst.
Vorteilhafterweise umfasst das Fräswerkzeug außerdem ein mit dem Rahmen verbundenes Ansaugmittel, eine Ansaugdüse, die mit wenigstens dem Teil der Motoreinheit, auf dem die Fräselemente befestigt sind, demontierbar ist, und ein Mittel zur demontierbaren Verbindung dieser beiden Elemente. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung Verbindungsmittel vorsieht, die die Demontage der Ansaugdüse gleichzeitig mit dem Schneidkopf ermöglichen.
Vorteilhafterweise umfassen die demontierbaren Verbindungsmittel eine Platte auf deren Unterseite wenigstens das Teil der Motoreinheit montiert ist, auf dem die Fräselemente befestigt sind. Es versteht sich, dass hier eine solche Platte als Träger gleichzeitig für den Motor, die Fräsen und auch die Ansaugdüse dient.
Vorteilhafterweise umfasst das untere Ende des Rahmens außerdem eine Platte, auf der die Platte, die mit dem Teil der Motoreinheit, das die Fräselemente trägt, zum Aufliegen kommt. Es versteht sich, dass das Interesse hier im Halten von Ebene zu Ebene besteht, das die beim Fixieren des Schneidkopfs am Rahmen notwendige Stabilität verleiht.
Vorteilhafterweise umfassen die Mittel zur relativen Positionierung und die Verbindungsmittel zwischen dem Rahmen und wenigstens dem Teil der Motoreinheit, auf dem die Fräselemente befestigt sind, zwei Befestigungsachsen, die auf der mit der Motoreinheit verbundenen Platte zusammengefügt sind. Bei dieser Anordnung ermöglichen die Achsen erstens eine korrekte Positionierung der beiden Platten eine in Bezug zur anderen, zweitens das Verhindern jeder Bewegung zwischen den beiden Platten und drittens eine leicht demontierbare gegenseitige Befestigung der beiden Platten.
Vorteilhafterweise umfasst die Befestigungsachse eine Öffnung, die diese von einer Seite zur anderen durchquert und die zur Aufnahme eines auf dem Rahmen montierten Verriegelungselements bestimmt ist. Es versteht sich, dass wenn die beiden Platten aufeinander positioniert sind und die beiden Achsen in den entsprechenden Achsen enden, die Öffnungen die Verriegelungselemente aufnehmen können.
Vorteilhafterweise ist das Verriegelungselement ein Keil. In der Tat ist eine für die demontierbare Befestigung besonders leistungsfähige Ausführungsform ein Verriegelungssystem der Achsen durch Verkeilung. Der Keil ist in der Öffnung der geöffneten Achse der mit dem Rahmen verbundenen Platte positioniert.
Vorteilhafterweise ist die mit dem Rahmen verbundene Achse mit dem unteren Ende des Rahmens durch ein Schwenksystem verbunden. Es versteht sich, dass bei dieser Konfiguration der Schneidkopf bezüglich des Rahmens neigbar ist. Man verfügt dann über mehrere Arbeitspositionen, die unterschiedlichen Neigungswinkeln entsprechen.
Die Erfindung wird besser verstanden und ihre Vorteile verdeutlichen sich beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen, die als nicht einschränkende Beispiele dargestellt sind. Die Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht des auf dem Rahmen befestigten Scheidkopfs darstellt;
2 eine perspektivische Ansicht des vom Rahmen losgelösten Schneidkopfs darstellt;
3 eine Seitenansicht des Schneidekopfs darstellt; und
4 eine allgemeine Ansicht des Schneidwerkzeugs darstellt.
In den 1 und 3 ist der Schneidekopf 10 in demontierter Position dargestellt. Die Motoreinheit 12 umfasst zwei (nicht dargestellte) hydraulische Motoren, die fest auf dem unteren Teil einer Platte 14 miteinander verbunden sind. Vier durch Ringe gebildete zylindrische Walzen 16 werden durch die Motoren mit Hilfe von hier nicht dargestellten Verbindungsmitteln in Rotation gebracht. Am Rand der Walzen sind fest die Fräselemente 18, die auch Fräszähne genannt werden, befestigt. Die hydraulischen Motoren sind durch hydraulische, biegsame Verbindungsstücke mit zwei hydraulischen Verbindungsgehäusen 20, die auf dem oberen Teil der Platte 14 symmetrisch bezüglich des Zentrums der Platte befestigt sind, verbunden. Diese biegsamen Wellen und die Verbindungsgehäuse 20 sind Teil der Mittel zur Energiezufuhr der Motoreinheit 12. In diesem Fall ist die verwendete Energie der hydraulische Druck.
Die Platte 14 umfasst auf ihrem oberen Teil Mittel zur Verbindung der Motoreinheit 12 mit dem unteren Ende des Rahmens. Die Mittel sind durch zwei Achsen gebildet, die die Form von metallischen, zylindrischen Vorsprüngen 22 aufweisen, die fest auf der Platte 14, symmetrisch bezüglich des Zentrums der Platte 14 und senkrecht zu dieser Platte, befestigt sind. Die Vorsprünge 22 weisen außerdem eine innere Bohrung 24 auf, die diese horizontal von einer Seite zur anderen durchquert und haben ein oberes, konisches Teil 26, um die im Folgenden noch detaillierter ausgeführte Montage zu erleichtern.
Eine zum Ansaugen der abgetrennten Teilchen bestimmte Ansaugdüse 28 ist in der Mitte des unteren Teils der Platte 14 zwischen den Motoren befestigt. Um diese Düse 28 mit der Ansaugleitung 30, die nachfolgend noch beschrieben wird, zu verbinden, umfasst die Platte 14 in ihrer Mitte ein zylindrisches Loch 32.
In den 1 und 2 ist der untere Teil des Rahmens 34 dargestellt. Am unteren Ende des Rahmens 34 ist eine metallische Platte 36 befestigt, die bezüglich des Rahmens, der im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die mit dem Schneidkopf 10 verbundene Platte 14 aufweist, neigbar ist. Die Neigung der Platte 36 wird durch auf der Platte befestigte, hydraulische Zylinder 38 gesteuert.
Entlang des Rahmens 34 ist außerdem eine Ansaugleitung 30 befestigt, die zum Ableiten der abgetrennten Steinteilchen an die Oberfläche bestimmt ist. Das untere Ende von dieser durchquert die Platte 36 auf Höhe ihrer Mitte.
Auf der mit dem Rahmen verbundenen Platte 36 sind zwei zylindrische Öffnungen 40 vorhanden, mit einem Durchmesser der im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Vorsprünge 22 ist, die auf der mit dem Schneidkopf 10 verbundenen Platte 14 befestigt sind. Diese Löcher 40 sind symmetrisch bezüglich des Zentrums der Platte 36 angeordnet, so dass die Vorsprünge 22 aufgenommen werden, wenn die beiden Platten aufeinander positioniert sind.
In der Nähe dieser Löcher 40 sind hydraulische Zylinder 42 auf dem oberen Teil der mit dem Rahmen verbunden Platte 36 befestigt. Am Ende der Zylinderstangen ist ein metallischer Keil 44 befestigt, dessen Breite etwas kleiner ist als die Breite des Lochs 24 der oben erwähnten Vorsprünge 22 und dessen Länge sich entlang der Achse XX' erstreckt. Die Position der Zylinder 42 ist so, dass man die Keile 44, in angetriebener Stellung, entlang der Achse XX' bewegen kann, wobei die Keile 44 exakt über den Löchern 24 der Platte 36 zu Liegen kommen.
Die 1 zeigt den Rahmen 34 und den Schneidkopf 10 in verbundener Stellung, d.h. in der beim Aushebevorgang existierenden Konfiguration. In dieser Konfiguration sind die Seiten der beiden Platten parallel zueinander, die Vorsprünge 22 des Schneidkopfs 10 sind in den Löchern 24 der mit dem Rahmen 36 verbundenen Platte positioniert und die Keile 44 sind in den Löchern 24 der Vorsprünge 22 positioniert, so dass jede Bewegung untereinander zwischen den beiden Platten blockiert wird.
Mit dem Ziel, die Motoren mit hydraulischer Flüssigkeit zu speisen, sind die hydraulischen biegsamen Wellen 46, die von einem an der Oberfläche positionierten Abwickler G stammen (zu sehen in 4), am Rahmen 34 befestigt und ihre unteren Enden umfassen Verbindungen 48, die dazu bestimmt sind, mit den Verbindungsgehäusen 20, die auf der mit dem Schneidkopf 10 verbundenen Platte 14 liegen, verbunden zu werden.
Immer bei dieser Konfiguration kommt das untere Ende der Ansaugleitung 30 in engen Kontakt mit dem oberen Ende der Düse 28. Der Kontakt Ebene auf Ebene der beiden Platten gewährleistet in der Tat die Abdichtung des so gebildeten Ansaugelements.
Es versteht sich, dass bei dieser Anordnung die relative Anordnung des Endes des Rahmens 34, des Schneidkopfs 10, der Mittel zur Speisung mit hydraulischer Flüssigkeit und die Mittel zum Ableiten, eine Vorrichtung liefert, die dieselben Funktionalitäten wie ein nicht demontierbares Fräswerkzeug liefern kann.
Dennoch ermöglicht die gesamte Demontage des Schneidkopfs 10 einen sehr schnellen Werkzeugwechsel. Außerdem wird die Demontage bei der beschriebenen Ausführungsform durch Antrieb der Zylinder erhalten, was diesen Vorgang wesentlich erleichtert.
Es versteht sich von selbst, dass der Rahmen der Erfindung nicht verlassen wird, wenn die Motoreinheit durch einen Motor und durch eine Anordnung zur Übertragung des Rotationsmoments, wie einem Reduzierstück, gebildet wird, so dass der Motor mit dem Rahmen verbunden bleibt und die Anordnung zur Momentübertragung mit den Fräselementen demontierbar ist.
Andererseits wird der Rahmen der Erfindung auch nicht verlassen in dem Falle, in dem der Motor ein elektrischer Motor ist und die Mittel zur Energiezufuhr elektrische Kabel sind.
Der Schneidkopf 10 kann auf einem in 4 gezeigten Schneidwerkzeug montiert sein, um im Wesentlichen vertikale Schlitze realisieren, um gegossene Wände, vorzugsweise mit großer Tiefe, beispielsweise wenigstens 20 Meter, herzustellen.
Das Schneidwerkzeug umfasst ein Raupenfahrzeug A, das mit einem Träger B ausgestattet ist, auf dem ein Fräsrahmen C mittels eines Kabels aufgehängt ist. Zwei Paare von durch hydraulische Motoren angetriebenen Fräswalzen D mit horizontalen Achsen sind am unteren Ende des Fräsrahmens C angeordnet. Diese Fräsräder sind mit Zähnen ausgestattet, die am Rand verteilt und zum Ausgraben des Bodens bestimmt sind.
Eine hydraulische Pumpe C ist ebenfalls auf diesem Teil des Rahmens C, oberhalb der Fräsräder, angeordnet. Diese Pumpe ermöglicht es, die durch die Fräsen abgetrennten Teile anzusaugen und sie durch ein Ansaugrohr F an die Oberfläche zu leiten.

Claims

Fräswerkzeug zur Herstellung von vertikalen Schlitzen, umfassend: – einen Träger (B), an dem ein Fräsrahmen (34; C) mittels eines Kabels aufgehängt ist, – eine Vielzahl von Fräselementen (18), die auf wenigstens einer zylindrischen Fläche angeordnet sind, – eine Motoreinheit (12), – Mittel zur Energiezufuhr (46) für die Motoreinheit (12), dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem umfasst: – demontierbare Verbindungsmittel (22; 44) für wenigstens einen Teil der Motoreinheit (12), auf dem die Fräselemente (18) befestigt sind, mit dem unteren Ende des Rahmens (34); – Mittel zur relativen Positionierung zwischen dem Rahmen (34) und der Motoreinheit (12); – Mittel zum Verbinden der Mittel zur Energiezufuhr (46) mit der Motoreinheit (12), wodurch wenigstens ein Teil der Motoreinheit (12) mit den Fräseelementen (18) bezüglich des Rahmens (34) der Maschine leicht demontiert werden können.
Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoreinheit (12) ein Motor ist, der mit dem Rahmen (34) durch die demontierbaren Verbindungsmittel (22; 44) verbunden ist.
Fräswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein hydraulischer Motor ist.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Energiezufuhr hydraulische biegsame Wellen sind.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem ein Ansaugmittel (30, F), das mit dem Rahmen (34; C) verbunden ist, eine Ansaugdüse (28), die mit wenigstens dem Teil der Motoreinheit (12), auf dem die Fräselemente (18) befestigt sind, demontierbar ist, und ein Mittel zur demontierbaren Verbindung dieser beiden Elemente aufweist.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verbindung der Motoreinheit (12) mit den Mitteln zur Energiezufuhr Verbindungsgehäuse (20) aufweisen.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die demontierbaren Verbindungsmittel eine Platte (14) aufweisen, auf deren Unterseite wenigstens der Teil der Motoreinheit (12), der die Fräselemente (18) trägt, befestigt ist.
Fräswerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des Rahmens (34) außerdem eine Platte (36) aufweist, auf der die Platte (14), die mit wenigstens dem einen Teil der Motoreinheit (12), das die Fräselemente (18) trägt, zum Aufliegen kommt.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur relativen Positionierung und die Verbindungsmittel zwischen dem Rahmen (34) und einem Teil wenigstens der Motoreinheit (12) wenigstens eine Befestigungsachse (22) aufweisen, die auf der Platte (14), die mit dem Teil wenigstens der Motoreinheit (12), das die Fräselemente (18) trägt, verbunden ist.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur relativen Positionierung und die Verbindungsmittel zwischen dem Rahmen (34) und einem Teil wenigstens der Motoreinheit (12) zwei Befestigungsachsen (22) aufweisen, die auf der Platte (14), die mit dem Teil wenigstens der Motoreinheit (12), das die Fräselemente (18) trägt, verbunden ist.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur relativen Positionierung zwischen dem Rahmen (34) und dem Teil wenigstens der Motoreinheit (12), das die Fräselemente (18) trägt, wenigstens eine Öffnung (40) aufweist, die auf der mit dem Rahmen (34) verbundenen Platte aufliegt und zur Aufnahme einer Befestigungsachse (22) bestimmt ist.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsachse (22) eine Öffnung (24) aufweist, die diese von einer Seite zur anderen durchquert, und dass sie zur Aufnahme eines auf dem Rahmen (34) befestigten Verriegelungselements (44) bestimmt ist.
Fräswerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (44) durch Motorenmittel (42) angetrieben ist.
Fräswerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorenmittel wenigstens einen Zylinder (42) aufweisen.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (44) ein Keil ist.
Fräswerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Rahmen (34) verbundene Platte mit dem unteren Ende des Rahmens (34) durch ein Schwenksystem verbunden ist.
Fräswerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenksystem hydraulische Zylinder (38) umfasst.