EP2020462A2 - Tiefbauvorrichtung zum Erstellen von Schlitzen im Boden - Google Patents

Tiefbauvorrichtung zum Erstellen von Schlitzen im Boden Download PDF

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EP2020462A2
EP2020462A2 EP08009953A EP08009953A EP2020462A2 EP 2020462 A2 EP2020462 A2 EP 2020462A2 EP 08009953 A EP08009953 A EP 08009953A EP 08009953 A EP08009953 A EP 08009953A EP 2020462 A2 EP2020462 A2 EP 2020462A2
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EP
European Patent Office
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frame
civil engineering
control body
control
engineering device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08009953A
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English (en)
French (fr)
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EP2020462A3 (de
Inventor
Maximilian Arzberger
Ignaz Seitle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
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Publication of EP2020462A3 publication Critical patent/EP2020462A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/20—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/20—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
    • E02F3/205—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels with a pair of digging wheels, e.g. slotting machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/46—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with reciprocating digging or scraping elements moved by cables or hoisting ropes ; Drives or control devices therefor
    • E02F3/47—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with reciprocating digging or scraping elements moved by cables or hoisting ropes ; Drives or control devices therefor with grab buckets

Definitions

  • the invention relates to a civil engineering device for creating a slot in the ground according to the preamble of claim 1.
  • a civil engineering device for creating a slot in the ground according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is formed with a frame, at least one Bodenabtrags thanks, which is arranged on the frame, and a control device for controlling the civil engineering device in the slot, wherein the control device comprising at least one control body which is adjustable between a rest position and an imagined control position for abutment against a wall of the slot.
  • Such a civil engineering device is from the DE 41 19 212 A1 known.
  • This document discloses a trench cutter with two control flaps disposed on opposite vertical side walls of the trimmer frame.
  • the control flaps can be moved out by means of a hydraulic system from the outer contour of the Fräsrahmens and thereby clamped against the wall of the slot.
  • a torque can be generated in the predetermined direction on the milling frame, which allows a directional control of the milling frame and thus the milling machine.
  • Another civil engineering device for producing slots in the ground with steering and control device is from the EP 1 703 023 A1 known.
  • This publication also teaches the use of two control flaps, which are mounted opposite the frame, wherein the flaps are movable here via at least one common actuating cylinder, a lever mechanism and a distributor.
  • at least one guide wheel can be provided, which is arranged to extend and retract on the frame.
  • diaphragm wall devices with control flaps are from the JP 03-241118 A , of the JP 63-247425 A and the JP 06-073735 A known.
  • the EP 1 746 213 A1 discloses a trench cutter, on the frame of which two rudder flaps are provided which are intended to act like a rudder blade of a boat or an elevator of a "duck-wing airplane".
  • the DE 43 09 233 C1 , the EP 0 553 378 A1 and the EP 0 593 355 A1 disclose diaphragm wall devices in which the Bodenabtrags observed is adjustable relative to the frame for directional control.
  • the object of the invention is to provide a civil engineering device for slotting with a structurally particularly simple control device.
  • a civil engineering device is characterized in that the control body is adjustable in a first presented control position on a first side of the frame or in a second imagined control position on a second side of the frame, which is opposite to the first side of the frame.
  • a basic idea of the invention can be seen in the form of the control body such that it can not be presented for deflecting the milling cutter as known from the prior art only on one frame side, but rather that it is alternately placed in two opposite control positions on two opposite frame sides can be.
  • This makes it possible to alternate the civil engineering device alternately from opposite inner walls of the slot, wherein only a single control body is required.
  • a single control body can thus be generated as needed oppositely directed control movements on the frame. According to the invention, consequently, the number of required for a control function control body can be reduced, so that a structurally particularly simple and economical civil engineering device is obtained.
  • the control device in particular its control body, is expediently arranged on the frame of the civil engineering device.
  • the control body is in the Resting position relative to a cross section of the frame and / or a Abtragungsquer bain the Bodenabtrags adopted recessed into the cross-sectional interior.
  • the control body is suitably protruding beyond the cross section of the frame and / or the removal cross section of the soil removal device.
  • the rest position of the control body is preferably arranged between the two control positions and / or in a spatially lower position relative to the control positions.
  • control body is mounted pivotably about a pivot axis on the frame is particularly advantageous. According to this embodiment, a pivoting movement is performed for adjustment between the control positions and the rest position with the control body. In this embodiment, a particularly reliable and robust control device can be obtained with further reduced design effort.
  • the pivot axis runs perpendicular to the advancing direction of the civil engineering device.
  • a particularly compact civil engineering device can be obtained.
  • the direction of advance can be understood to mean, in particular, the direction that extends from a suspension of the civil engineering device to the soil removal device, which extends parallel to an axis of symmetry of the soil removal device and / or in which the civil engineering device can be lowered into the ground.
  • the pivot axis is suitably provided in a fixed position on the frame.
  • control body has an arcuate, in particular arcuate, outer contour for abutment against the wall of the slot.
  • the embodiment with an arcuate outer contour is particularly advantageous when the control body is pivotable.
  • the arcuate configuration of the contour can ensure that the control body slides with a change in the pivot angle friction against the wall of the slot and the wall of the slot is thus not overused.
  • the arcuate configuration of the contour is expediently given in a plane which is perpendicular to the pivot axis.
  • the pivot axis in the case of a circular-arc-shaped outer contour, it is advantageous for the pivot axis to run eccentrically with respect to the arc-shaped outer contour of the control body. This makes it possible in a particularly simple manner to realize a variable travel of the control body in the presented control positions, wherein the travel can be varied by changing the pivot angle of the control body.
  • a variable distance between the pivot axis and the outer contour is expediently provided along the arcuate outer contour.
  • control body in particular following the arcuate outer contour, has a flat bearing surface on which it is mounted on the frame.
  • a bearing eye can be provided on the bearing surface through which an axle or shaft arranged on the frame is performed.
  • the control body suitably has a segment-shaped section transverse to the pivot axis, wherein the arcuate outer contour is formed on the segmental arch and the planar bearing surface on the chord of the segment.
  • the control body is suitably arranged so that its arcuate outer contour has, at least in the rest position, in the advancing direction and its flat bearing surface faces away from the advancing direction and, in particular, faces a suspension of the frame. As a result, tilting of the control body during sinking can be counteracted. If the pivot axis is arranged eccentrically on the control body, the control body is preferably at least in the rest position with respect to the pivot axis in the advancing direction pre-offset.
  • the design effort can be further reduced by the fact that at least one hydraulic cylinder is provided for actuating the control body, which is mounted on the one hand on the frame and on the other hand on the control body.
  • the hydraulic cylinder is articulated to the flat bearing surface of the control body on the control body.
  • the hydraulic cylinder is provided on a side facing away from the suspension of the civil engineering device and / or the Bodenabtragungs adopted remote from the control body.
  • the control body can protect the hydraulic cylinder from influences of the processed soil material.
  • a particularly reliable control can be obtained by providing two control bodies, in particular on opposite sides of the frame. By arranging on opposite sides of the frame, rotation of the frame about the direction of advance can be avoided or deliberately brought about upon actuation of the control device.
  • the control body are preferably arranged pivotably about a common pivot axis, wherein the common pivot axis extends in particular perpendicular to the direction of advance.
  • control body are rotatably mounted on a common shaft.
  • the shaft preferably passes through the frame, in particular perpendicular to the advancing direction.
  • the two control body can also be pivoted relative to each other.
  • the control body may be mounted on stub axles which are arranged on the frame.
  • they may be arranged on separate shafts.
  • the axle journals or the separate shafts are expediently arranged coaxially to one another and preferably run perpendicular to the advancing direction.
  • a particularly high level of operational reliability can be obtained by providing at least one hydraulic cylinder on each of the control bodies.
  • Such an arrangement may also be provided in the case of a common shaft.
  • the two hydraulic cylinders are arranged for a counter-rotating pivoting operation of the common shaft and / or the two control body. This may in particular be understood to mean that the common shaft is pivoted in an opposite direction of rotation when the first hydraulic cylinder is extended in a first direction of rotation and when the second hydraulic cylinder is extended.
  • the hydraulic cylinders may in this case be designed as single-acting cylinders, so that a particular inexpensive civil engineering device can be obtained.
  • double-acting cylinders can also be provided. Instead of hydraulic cylinders and other types of linear drives can be used.
  • the Bodenabtrags has a rectangular Abtragungsquerrough. It is particularly preferred that the control body is adjustable in the direction of a shorter rectangular side of the rectangular Abtragungsqueriteses. For control in the shorter direction of the control body according to the invention is particularly useful, since it can be kept compact in this case.
  • the Bodenabtrags may for example have a diaphragm wall gripper.
  • the soil removal device has at least one cutting wheel that can be driven in rotation.
  • at least two cutting wheel pairs leading in the advancing direction are provided next to one another on the frame, so that a rectangular milling cross section can be achieved.
  • two additional pairs of wheels in the advancing direction trailing the frame, that is in the region of the suspension of the frame may be provided.
  • the leading and the trailing Fräsradclame at least approximately the same cross-section.
  • the axes of the pair of cutting wheels expediently parallel to each other.
  • the cutting wheel axis expediently runs in the direction of the shorter rectangle side.
  • the pivot axis of the control body is arranged perpendicular to the Fräsradachse.
  • the frame preferably has, at least in sections, a cross section which at least approximately corresponds to the removal cross section, in particular the milling cross section of the soil removal device.
  • This allows the frame to guide the civil engineering device in the slot created by the soil excavator.
  • the frame but also be cross section smaller than the Bodenabtrags adopted.
  • the control body is expediently arranged in a region of the frame in which the frame is formed with a taper. In this way it can be prevented that the control body in the rest position undesirably touches the wall of the slot.
  • the control body is suitably arranged on the outside of the frame.
  • the frame may preferably be box-shaped, at least in some areas, and have an interior, in particular closed off from the outside, in which e.g. Drive elements for the Bodenabtrags beautifully can be arranged.
  • the control body is suitably arranged in an approximately cuboid frame area.
  • the device may comprise at least one, preferably inductive, pickup for detecting the position of the control body.
  • This may in particular be an angle sensor.
  • the transducer is located in the interior of the frame, where it is particularly well protected.
  • the invention also relates to a method for creating a slot in the ground, in which a civil engineering device according to the invention is introduced into the ground and thereby the control body is actuated for controlling the civil engineering device.
  • a curable material is introduced into the slot already during the introduction of the civil engineering device in the soil, which is mixed within the slot, in particular by Fräsrad Quantifrice, with the processed from the Bodenabtrags spur soil material.
  • a first embodiment of a civil engineering device according to the invention is in the FIGS. 1 and 2 shown.
  • the civil engineering device is designed as a trench wall cutter and has a Bodenabtrags adopted 21 with two axially parallel cutting wheels 20, 20 ', which are each formed with two coaxial Einzelfräsmodn.
  • the two cutting wheels 20, 20 'in this case have an approximately rectangular Abtragungsquerrough.
  • the frame has a first, lower frame part 11, on which the cutting wheels 20, 20 'are arranged and which tapers with increasing distance from the cutting wheels 20, 20' upwards, that is opposite to the advancing direction 31, in its cross section.
  • the taper takes place with respect to the long rectangular side of the rectangular Abtragungsquerterrorismes the Bodenabtrags observed 21, whereas the dimensions of the frame 10 in the direction of the shorter rectangular side of the rectangular Abtragungsqueriteses the Bodenabtrags observed 21 remain constant.
  • a second frame part 12 connects releasably, which is approximately cuboid.
  • a suspension 13 designed as a suspension flange is provided, with which the frame 10 can be connected to a drill pipe, not shown in the figures, but also to a cable suspension.
  • This control device On the second frame part 12 of the frame 10, a control device for controlling the civil engineering device is provided in the slot.
  • This control device has two Segment-shaped control body 1, 1 ', which are mounted on opposite frame sides of the frame 10 about a pivot axis 30 pivotally mounted on the second frame part 12 of the frame 10.
  • each of the segment-shaped control bodies 1, 1 ' has an arcuate outer contour 3 arranged on the underside, that is to say in the advancing direction 31, and a planar bearing surface 4 arranged on the upper side.
  • a bearing eye 5 is provided, via which the control body 1 is rotatably mounted on a coaxial with the pivot axis 30 arranged shaft 41.
  • the second control body 1 ' is analogous and also rotatably mounted on the shaft 41.
  • a hydraulic cylinder 2 or 2' is provided on each of these.
  • the hydraulic cylinders 2, 2 ' are arranged above the control body 1, 1' and hinged on the one hand to the flat bearing surfaces 4 of the control body 1 or 1 'and on the other hand on the second frame part 12.
  • the civil engineering device can be controlled in the event of a deviation in the direction of the slot width, that is to say in the direction of the shorter rectangular side of the removal cross section.
  • FIG. 3 A further embodiment of a civil engineering device according to the invention is in Fig. 3 shown.
  • the embodiment of Fig. 3 differs from the embodiment of FIGS. 1 and 2 essentially by the fact that accordingly Fig. 3 two Bodenabtrags wornen 21 and 21 'are provided, wherein the first Abtrags worn 21 on the underside, in the advancing direction 31 leading and the second Bodenabtrags worn 21' on the upper side, that is trailing in the direction of advance 31, the frame 10 is arranged.
  • Both Bodenabtrags drivenen 21 and 21 'each have two trained as pairs of wheels cutting wheels 20, 20 ", wherein in Fig. 3 the two second pairs of wheels are covered by the first pair of wheels 20, 20 ".
  • FIGS. 4 and 5 show two different ways of storing the control body 1 on the frame 10.
  • a common shaft 41 is provided, on which both control bodies 1 are mounted non-rotatably. This common shaft 41 extends through the frame 10 therethrough.
  • a sliding block 43 is provided on the bearing eye 5 of the control body 1.
  • an inductive pickup 50 is provided on the frame 10 in the region of the common shaft 41.
  • Fig. 5 In the embodiment of Fig. 5 are the individual control body 1 individually mounted on the housing and thus independently operable.
  • axle journals 61 are provided on the frame 10, on which the control bodies 1 are mounted rotatably.
  • a transducer 50 is provided, which extends here coaxially to the axle 61.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tiefbauvorrichtung zum Erstellen von Schlitzen im Boden, mit einem Rahmen (10), mindestens einer Bodenabtragseinrichtung (21), welche am Rahmen (10) angeordnet ist, und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Tiefbauvorrichtung im Schlitz, wobei die Steuereinrichtung zumindest einen Steuerkörper (1) aufweist, welcher zwischen einer Ruheposition und einer vorgestellten Steuerposition zur Anlage an einer Wand des Schlitzes verstellbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Steuerkörper in eine erste vorgestellte Steuerposition auf einer ersten Seite des Rahmens oder in eine zweite vorgestellte Steuerposition auf einer zweiten Seite des Rahmens verstellbar ist, welche der ersten Seite des Rahmens gegenüberliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tiefbauvorrichtung zum Erstellen eines Schlitzes im Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist ausgebildet mit einem Rahmen, mindestens einer Bodenabtragseinrichtung, welche am Rahmen angeordnet ist, und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Tiefbauvorrichtung im Schlitz, wobei die Steuereinrichtung zumindest einen Steuerkörper aufweist, welcher zwischen einer Ruheposition und einer vorgestellten Steuerposition zur Anlage an einer Wand des Schlitzes verstellbar ist.
  • Eine derartige Tiefbauvorrichtung ist aus der DE 41 19 212 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Schlitzwandfräse mit zwei Steuerklappen, die an gegenüberliegenden vertikalen Seitenwänden des Fräsrahmens angeordnet sind. Die Steuerklappen können mittels eines Hydrauliksystems aus der Außenkontur des Fräsrahmens herausgefahren werden und dabei gegen die Wand des Schlitzes verspannt werden. Hierdurch kann am Fräsrahmen ein Drehmoment in vorgegebener Richtung erzeugt werden, was eine Richtungssteuerung des Fräsrahmens und somit der Fräse ermöglicht.
  • Eine weitere Tiefbauvorrichtung zum Herstellen von Schlitzen im Boden mit Lenk- und Steuereinrichtung ist aus der EP 1 703 023 A1 bekannt. Auch diese Druckschrift lehrt die Verwendung zweier Steuerklappen, die gegenüberliegend am Rahmen gelagert sind, wobei die Klappen hier über mindestens einen gemeinsamen Stellzylinder, einen Hebelmechanismus und eine Verteileinrichtung verfahrbar sind. Überdies kann zumindest ein Führungsrad vorgesehen sein, welches aus- und einfahrbar am Rahmen angeordnet ist.
  • Weitere Schlitzwandgeräte mit Steuerklappen sind aus der JP 03-241118 A , der JP 63-247425 A und der JP 06-073735 A bekannt.
  • Die EP 1 746 213 A1 offenbart eine Schlitzwandfräse, an deren Rahmen zwei Ruderklappen vorgesehen sind, die wie ein Ruderblatt eines Bootes oder ein Höhenruder eines "Entenflügler-Flugzeuges" wirken sollen.
  • Die DE 43 09 233 C1 , die EP 0 553 378 A1 und die EP 0 593 355 A1 offenbaren Schlitzwandgeräte, bei denen zur Richtungssteuerung die Bodenabtragseinrichtung relativ zum Rahmen verstellbar ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tiefbauvorrichtung zur Schlitzerstellung mit einer konstruktiv besonders einfachen Steuereinrichtung anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tiefbauvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Eine erfindungsgemäße Tiefbauvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkörper in eine erste vorgestellte Steuerposition auf einer ersten Seite des Rahmens oder in eine zweite vorgestellte Steuerposition auf einer zweiten Seite des Rahmens verstellbar ist, welche der ersten Seite des Rahmens gegenüberliegt.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, den Steuerkörper derart auszubilden, dass er zur Ablenkung der Fräse nicht wie aus dem Stand der Technik bekannt jeweils nur auf einer Rahmenseite vorgestellt werden kann, sondern dass er wechselweise in zwei gegenüberliegende Steuerpositionen auf zwei gegenüberliegenden Rahmenseiten verbracht werden kann. Dies ermöglicht es, die Tiefbauvorrichtung abwechselnd von gegenüberliegenden Innenwänden des Schlitzes abzudrücken, wobei lediglich ein einziger Steuerkörper erforderlich ist. Mittels eines einzigen Steuerkörpers können somit je nach Bedarf gegensätzlich gerichtete Steuerbewegungen am Rahmen erzeugt werden. Nach der Erfindung kann folglich die Zahl der für eine Steuerfunktion erforderlichen Steuerkörper reduziert werden, so dass eine konstruktiv besonders einfache und wirtschaftliche Tiefbauvorrichtung erhalten wird.
  • Die Steuereinrichtung, insbesondere ihr Steuerkörper, ist zweckmäßigerweise am Rahmen der Tiefbauvorrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist der Steuerkörper in der Ruheposition gegenüber einem Querschnitt des Rahmens und/oder einem Abtragungsquerschnitt der Bodenabtragseinrichtung ins Querschnittsinnere zurückversetzt. In der Steuerposition steht der Steuerkörper geeigneterweise über den Querschnitt des Rahmens und/oder den Abtragungsquerschnitt der Bodenabtragseinrichtung hervor. Die Ruheposition des Steuerkörpers ist vorzugsweise zwischen den beiden Steuerpositionen und/oder in einer räumlich tieferen Lage relativ zu den Steuerpositionen angeordnet.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass der Steuerkörper um eine Schwenkachse schwenkbar am Rahmen gelagert ist. Gemäß dieser Ausführungsform wird zum Verstellen zwischen den Steuerpositionen und der Ruheposition mit dem Steuerkörper eine Schwenkbewegung durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform kann bei weiter verringertem konstruktivem Aufwand eine besonders zuverlässige und robuste Steuereinrichtung erhalten werden.
  • Sofern der Steuerkörper schwenkbar ausgebildet ist, ist es besonders vorteilhaft, dass die Schwenkachse senkrecht zur Vortriebsrichtung der Tiefbauvorrichtung verläuft. Hierdurch kann eine besonders kompakte Tiefbauvorrichtung erhalten werden. Grundsätzlich kann aber auch vorgesehen sein, die Schwenkachse beispielsweise parallel zur Vortriebsrichtung vorzusehen. Unter der Vortriebsrichtung kann insbesondere die Richtung verstanden werden, die von einer Aufhängung der Tiefbauvorrichtung zur Bodenabtragseinrichtung hin verläuft, die parallel zu einer Symmetrieachse der Bodenabtragseinrichtung verläuft und/oder in der die Tiefbauvorrichtung in den Boden abteufbar ist. Die Schwenkachse ist geeigneterweise in einer festen Position am Rahmen vorgesehen.
  • Ferner ist es bevorzugt, dass der Steuerkörper eine bogenförmige, insbesondere kreisbogenförmige, Außenkontur zur Anlage an der Wand des Schlitzes aufweist. Die Ausgestaltung mit einer bogenförmigen Außenkontur ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Steuerkörper verschwenkbar ist. In diesem Fall kann die bogenförmige Ausgestaltung der Kontur gewährleisten, dass der Steuerkörper bei Änderung des Schwenkwinkels reibungsarm an der Wand des Schlitzes entlang gleitet und die Wand des Schlitzes somit nicht über Gebühr beansprucht wird. Die bogenförmige Ausgestaltung der Kontur ist zweckmäßigerweise in einer Ebene gegeben, die senkrecht zur Schwenkachse verläuft.
  • Insbesondere bei einer kreisbogenförmigen Außenkontur ist es vorteilhaft, dass die Schwenkachse exzentrisch bezüglich der bogenförmigen Außenkontur des Steuerkörpers verläuft. Hierdurch ist es in besonders einfacher Weise möglich, einen variablen Stellweg des Steuerkörpers in den vorgestellten Steuerpositionen zu realisieren, wobei der Stellweg durch Änderung des Schwenkwinkels des Steuerkörpers variiert werden kann. Um eine Stellwegänderung durch Änderung des Schwenkwinkels zu ermöglichen, ist zweckmäßigerweise längs der bogenförmigen Außenkontur ein veränderlicher Abstand zwischen Schwenkachse und Außenkontur gegeben.
  • Für eine konstruktiv noch einfachere und besonders robuste Steuereinrichtung ist es ferner vorteilhaft, dass der Steuerkörper, insbesondere im Anschluss an die bogenförmige Außenkontur, eine ebene Lagerfläche aufweist, an der er am Rahmen gelagert ist. Beispielsweise kann an der Lagerfläche ein Lagerauge vorgesehen sein, durch die eine am Rahmen angeordnete Achse oder Welle durchgeführt ist. Der Steuerkörper weist geeigneterweise einen segmentförmigen Schnitt quer zur Schwenkachse auf, wobei die bogenförmige Außenkontur am Segmentbogen und die ebene Lagerfläche an der Sehne des Segmentes ausgebildet ist.
  • Der Steuerkörper ist geeigneterweise so angeordnet, dass seine bogenförmige Außenkontur zumindest in der Ruhestellung in Vortriebsrichtung weist und seine ebene Lagerfläche der Vortriebsrichtung abgewandt ist und insbesondere zu einer Aufhängung des Rahmens weist. Hierdurch kann einem Verkanten des Steuerkörpers beim Abteufen entgegengewirkt werden. Sofern die Schwenkachse exzentrisch am Steuerkörper angeordnet ist, ist der Steuerkörper vorzugsweise zumindest in der Ruhestellung bezüglich der Schwenkachse in Vortriebsrichtung vorversetzt.
  • Der konstruktive Aufwand kann weiter dadurch verringert werden, dass zum Betätigen des Steuerkörpers zumindest ein Hydraulikzylinder vorgesehen ist, der einerseits am Rahmen und andererseits am Steuerkörper gelagert ist. Zweckmäßigerweise ist der Hydraulikzylinder an der ebenen Lagerfläche des Steuerkörpers am Steuerkörper angelenkt. Für einen besonders geringen Wartungsaufwand kann der Hydraulikzylinder außenseitig am Rahmen vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise ist der Hydraulikzylinder auf einer der Aufhängung der Tiefbauvorrichtung zugewandten und/oder der Bodenabtragungseinrichtung abgewandten Seite des Steuerkörpers vorgesehen. In diesem Fall kann der Steuerkörper den Hydraulikzylinder vor Einflüssen des abgearbeiteten Bodenmaterials schützen.
  • Eine besonders zuverlässige Steuerung kann dadurch erhalten werden, dass zwei Steuerkörper, insbesondere auf gegenüberliegenden Rahmenseiten, vorgesehen sind. Durch die Anordnung auf gegenüberliegenden Rahmenseiten kann ein Verdrehen des Rahmens um die Vortriebsrichtung herum bei Betätigung der Steuereinrichtung vermieden oder auch gezielt herbeigeführt werden. Die Steuerkörper sind vorzugsweise um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbar angeordnet, wobei die gemeinsame Schwenkachse insbesondere senkrecht zur Vortriebsrichtung verläuft.
  • Besonders zweckmäßig ist es, dass die Steuerkörper drehfest an einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Hierdurch wird in besonders einfacher Weise eine synchrone Bewegung der beiden Steuerkörper ermöglicht und der zur Betätigung der Steuerkörper erforderliche Aufwand kann somit besonders gering gehalten werden. Die Welle verläuft vorzugsweise durch den Rahmen hindurch, insbesondere senkrecht zur Vortriebsrichtung.
  • Für einen besonders vielseitigen Betrieb können die beiden Steuerkörper auch relativ zueinander verschwenkbar sein. In diesem Fall können die Steuerkörper an Achszapfen gelagert sein, die am Rahmen angeordnet sind. Alternativ können sie an getrennten Wellen angeordnet sein. Die Achszapfen beziehungsweise die getrennten Wellen sind zweckmäßigerweise koaxial zueinander angeordnet und verlaufen vorzugsweise senkrecht zur Vortriebsrichtung.
  • Eine besonders hohe Betriebssicherheit kann dadurch erhalten werden, dass an jedem der Steuerkörper zumindest ein Hydraulikzylinder vorgesehen ist. Eine solche Anordnung kann auch bei einer gemeinsamen Welle vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise sind die beiden Hydraulikzylinder für einen gegengerichteten Schwenkbetrieb der gemeinsamen Welle und/oder der beiden Steuerkörper angeordnet. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass die gemeinsame Welle beim Ausfahren des ersten Hydraulikzylinders in eine erste Drehrichtung und beim Ausfahren des zweiten Hydraulikzylinders in eine entgegengerichtete zweite Drehrichtung verschwenkt wird. Sofern eine gemeinsame Welle vorgesehen ist, können die Hydraulikzylinder hierbei als einfach wirkende Zylinder ausgebildet sein, so dass eine besonders kostengünstige Tiefbauvorrichtung erhalten werden kann. Für besonders hohe Steuerkräfte können jedoch auch doppelt wirkende Zylinder vorgesehen sein. Anstelle von Hydraulikzylindern können auch andersartige Linearantriebe verwendet werden.
  • Beispielsweise im Hinblick auf die Erstellung ausgedehnter Schlitze ist es besonders vorteilhaft, dass die Bodenabtragseinrichtung einen rechteckigen Abtragungsquerschnitt aufweist. Besonders bevorzugt ist es, dass der Steuerkörper in Richtung einer kürzeren Rechteckseite des rechteckigen Abtragungsquerschnittes verstellbar ist. Für eine Steuerung in der kürzeren Richtung ist der erfindungsgemäße Steuerkörper besonders zweckmäßig einsetzbar, da er in diesem Falle kompakt gehalten werden kann.
  • Die Bodenabtragseinrichtung kann beispielsweise einen Schlitzwandgreifer aufweisen. Für einen kontinuierlichen Betrieb auch in wechselnden Bodengeologien ist es jedoch besonders vorteilhaft, dass die Bodenabtragseinrichtung zumindest ein drehend antreibbares Fräsrad aufweist. Zweckmäßigerweise sind zumindest zwei in Vortriebsrichtung vorauseilende Fräsradpaare nebeneinander am Rahmen vorgesehen, so dass ein rechteckiger Fräsquerschnitt erzielt werden kann. Zur weiteren Verbesserung der Fräswirkung und/oder für eine zusätzliche Mischwirkung auf abgearbeitetes Bodenmaterial können zwei zusätzliche Räderpaare in Vortriebsrichtung nachlaufend am Rahmen, das heißt im Bereich der Aufhängung des Rahmens, vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise haben die vorauseilenden und die nachlaufenden Fräsradpaare zumindest annähernd denselben Querschnitt. Die Achsen der Fräsradpaare verlaufen zweckmäßigerweise parallel zueinander.
  • Sofern zumindest ein Fräsrad vorgesehen ist, verläuft die Fräsradachse zweckmäßigerweise in Richtung der kürzeren Rechteckseite. Vorteilhafterweise ist die Schwenkachse des Steuerkörpers senkrecht zur Fräsradachse angeordnet.
  • Vorzugsweise weist der Rahmen zumindest abschnittsweise einen Querschnitt auf, der zumindest annähernd dem Abtragungsquerschnitt, insbesondere dem Fräsquerschnitt der Bodenabtragseinrichtung entspricht. Hierdurch kann der Rahmen die Tiefbauvorrichtung in dem von der Bodenabtragseinrichtung erstellten Schlitz führen. Insbesondere bei einer starren Führung der Tiefbauvorrichtung kann der Rahmen aber auch querschnittskleiner als die Bodenabtragseinrichtung sein. Der Steuerkörper ist zweckmäßigerweise in einem Bereich des Rahmens angeordnet, in dem der Rahmen mit einer Verjüngung ausgebildet ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass der Steuerkörper in der Ruheposition unerwünschterweise die Wand des Schlitzes berührt. Der Steuerkörper ist geeigneterweise außenseitig am Rahmen angeordnet.
  • Der Rahmen kann vorzugsweise zumindest bereichsweise kastenförmig ausgebildet sein und einen insbesondere nach außen hin abgeschlossenen Innenraum aufweisen, in welchem z.B. Antriebselemente für die Bodenabtragseinrichtung angeordnet sein können. Der Steuerkörper ist geeigneterweise in einem etwa quaderförmigen Rahmenbereich angeordnet.
  • Für einen besonders zuverlässigen Betrieb kann die Vorrichtung zumindest einen, vorzugsweise induktiven, Aufnehmer zum Erfassen der Position des Steuerkörpers aufweisen. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Winkelaufnehmer handeln. Geeigneterweise ist der Aufnehmer im Innenraum des Rahmens angeordnet, wo er besonders gut geschützt ist.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erstellen eines Schlitzes im Boden, bei dem eine erfindungsgemäße Tiefbauvorrichtung in den Boden eingebracht wird und dabei der Steuerkörper zum Steuern der Tiefbauvorrichtung betätigt wird.
  • Geeigneterweise wird bereits beim Einbringen der Tiefbauvorrichtung in den Boden ein aushärtbares Material in den Schlitz eingeführt, welches innerhalb des Schlitzes, insbesondere durch Fräsradwirkung, mit dem von der Bodenabtragseinrichtung abgearbeiteten Bodenmaterial vermischt wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben, die schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tiefbauvorrichtung in perspektivischer Ansicht;
    Fig. 2
    eine Längsschnittsansicht der Tiefbauvorrichtung aus Fig. 1;
    Fig. 3
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tiefbauvorrichtung;
    Figuren 4 und 5
    Detailansichten im Bereich der Lagerung der Steuerkörper am Rahmen zweier Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Tiefbauvorrichtungen.
  • Gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugzeichen gekennzeichnet.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tiefbauvorrichtung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Die Tiefbauvorrichtung ist als Schlitzwandfräse ausgebildet und weist eine Bodenabtragseinrichtung 21 mit zwei achsparallel angeordnete Fräsräder 20, 20' auf, die jeweils mit zwei koaxialen Einzelfräsrädern ausgebildet sind. Die beiden Fräsräder 20, 20' weisen hierbei einen etwa rechteckigen Abtragungsquerschnitt auf.
  • Die Fräsräder 20, 20' sind an der Unterseite eines Rahmens 10 drehend antreibbar gelagert. Der Rahmen weist ein erstes, unteres Rahmenteil 11 auf, an dem die Fräsräder 20, 20' angeordnet sind und das sich mit zunehmendem Abstand von den Fräsrädern 20, 20' nach oben hin, das heißt entgegen der Vortriebsrichtung 31, in seinem Querschnitt verjüngt. Die Verjüngung erfolgt dabei in Bezug auf die lange Rechteckseite des rechteckigen Abtragungsquerschnittes der Bodenabtragseinrichtung 21, wohingegen die Abmessungen des Rahmens 10 in Richtung der kürzeren Rechteckseite des rechteckigen Abtragungsquerschnittes der Bodenabtragseinrichtung 21 konstant bleiben.
  • An das erste Rahmenteil 11 des Rahmens 10 schließt sich oberseitig, das heißt auf der der Vortriebsrichtung abgewandten Seite, ein zweites Rahmenteil 12 lösbar an, das etwa quaderförmig ausgebildet ist. An der Oberseite des zweiten Rahmenteils 12 ist eine als Aufhängungsflansch ausgebildete Aufhängung 13 vorgesehen, mit welcher der Rahmen 10 mit einem in den Figuren nicht dargestellten Bohrgestänge, aber auch mit einer Seilaufhängung verbindbar ist.
  • Am zweiten Rahmenteil 12 des Rahmens 10 ist eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Tiefbauvorrichtung im Schlitz vorgesehen. Diese Steuereinrichtung weist zwei segmentförmige Steuerkörper 1, 1' auf, die auf gegenüberliegenden Rahmenseiten des Rahmens 10 um eine Schwenkachse 30 schwenkbar am zweiten Rahmenteil 12 des Rahmens 10 gelagert sind.
  • Wie am Beispiel des Steuerkörpers 1 gezeigt ist, weist jede der segmentförmigen Steuerkörper 1, 1' eine unterseitig angeordnete, das heißt in Vortriebsrichtung 31 vorauseilende bogenförmige Außenkontur 3 sowie eine oberseitig angeordnete ebene Lagerfläche 4 auf. An dieser Lagerfläche 4 ist ein Lagerauge 5 vorgesehen, über welches der Steuerkörper 1 drehfest an einer koaxial zur Schwenkachse 30 angeordneten Welle 41 gelagert ist. Der zweite Steuerkörper 1' ist analog ausgeführt und ebenfalls drehfest an der Welle 41 gelagert.
  • Zum aktiven Verschwenken der beiden Steuerkörper 1, 1' ist an diesen jeweils ein Hydraulikzylinder 2 beziehungsweise 2' vorgesehen. Die Hydraulikzylinder 2, 2' sind oberhalb der Steuerkörper 1, 1' angeordnet und einerseits an den ebenen Lagerflächen 4 der Steuerkörper 1 beziehungsweise 1' und andererseits am zweiten Rahmenteil 12 angelenkt. Mit Hilfe der segmentförmigen Steuerkörper 1 kann die Tiefbauvorrichtung bei einer Abweichung in Richtung der Schlitzbreite, das heißt in Richtung der kürzeren Rechteckseite des Abtragungsquerschnittes, gesteuert werden. Zur Steuerung stützen sich die mit einer balligen Außenkontur 3 ausgestatteten Steuerkörper 1, 1' an der Wand des Schlitzes ab. Diese Art der Steuerung benötigt sehr wenig Platz und ist funktionssicher auszuführen. Insbesondere kann hiermit ein Verlaufen der Tiefbauvorrichtung in der Schlitzquerrichtung ausgeglichen werden.
  • Die Steuerkörper 1, 1' sind so bemessen, dass sie in einer in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ruheposition innerhalb des Abtragungsquerschnittes, das heißt des Fräsquerschnittes, der Bodenabtragseinrichtung 21 liegen. Werden die Steuerkörper 1, 1' an der gemeinsamen Welle 41 durch Betätigung der Hydraulikzylinder 2 und 2' um die Schwenkachse 30 verschwenkt, so treten die Steuerkörper 1, 1' über den Abtragungsquerschnitt der Bodenabtragseinrichtung 21 vor und können die Tiefbauvorrichtung von der Wand des Schlitzes abdrücken.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tiefbauvorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 im Wesentlichen dadurch, dass entsprechend Fig. 3 zwei Bodenabtragseinrichtungen 21 und 21' vorgesehen sind, wobei die erste Abtragseinrichtung 21 unterseitig, in Vortriebsrichtung 31 vorauseilend und die zweite Bodenabtragseinrichtung 21' oberseitig, das heißt in Vortriebsrichtung 31 nacheilend, am Rahmen 10 angeordnet ist. Beide Bodenabtragseinrichtungen 21 und 21' weisen jeweils zwei als Räderpaare ausgebildete Fräsräder 20, 20" auf, wobei in Fig. 3 die beiden zweiten Räderpaare von den ersten Räderpaaren 20, 20" verdeckt sind.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die Steuerkörper 1 zwischen den beiden Bodenabtragseinrichtungen 21 und 21' angeordnet.
  • Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei unterschiedliche Möglichkeiten der Lagerung der Steuerkörper 1 am Rahmen 10. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist, wie auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2, eine gemeinsame Welle 41 vorgesehen, an der beide Steuerkörper 1 drehfest gelagert sind. Diese gemeinsame Welle 41 erstreckt sich durch den Rahmen 10 hindurch. Zum Herstellen der drehfesten Verbindung ist am Lagerauge 5 des Steuerkörpers 1 ein Nutenstein 43 vorgesehen.
  • Zum Erfassen des Drehwinkels des Steuerkörpers 1 ist am Rahmen 10 im Bereich der gemeinsamen Welle 41 ein induktiver Aufnehmer 50 vorgesehen.
  • Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind die einzelnen Steuerkörper 1 einzeln am Gehäuse gelagert und somit unabhängig voneinander betätigbar. Zur Lagerung der Steuerkörper 1 sind dabei am Rahmen 10 Achszapfen 61 vorgesehen, auf welche die Steuerkörper 1 drehbar aufgesteckt sind. Auch im Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 ist zur Erfassung der Winkellage der Steuerkörper 1 ein Aufnehmer 50 vorgesehen, der hier koaxial zum Achszapfen 61 verläuft.

Claims (11)

  1. Tiefbauvorrichtung zum Erstellen eines Schlitzes im Boden, mit
    - einem Rahmen (10),
    - mindestens einer Bodenabtragseinrichtung (21), welche am Rahmen (10) angeordnet ist, und
    - einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Tiefbauvorrichtung im Schlitz,
    - wobei die Steuereinrichtung zumindest einen Steuerkörper (1) aufweist, welcher zwischen einer Ruheposition und einer vorgestellten Steuerposition zur Anlage an einer Wand des Schlitzes verstellbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Steuerkörper (1) in eine erste vorgestellte Steuerposition auf einer ersten Seite des Rahmens (10) oder in eine zweite vorgestellte Steuerposition auf einer zweiten Seite des Rahmens (10) verstellbar ist, welche der ersten Seite des Rahmens (10) gegenüberliegt.
  2. Tiefbauvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerkörper (1) um eine Schwenkachse (30) schwenkbar am Rahmen (10) gelagert ist, wobei die Schwenkachse (30) insbesondere senkrecht zu einer Vortriebsrichtung (31) der Tiefbauvorrichtung verläuft.
  3. Tiefbauvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerkörper (1) eine bogenförmige, insbesondere kreisbogenförmige Außenkontur (3) zur Anlage an der Wand des Schlitzes aufweist.
  4. Tiefbauvorrichtung nach Anspruch 2 und 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schwenkachse (30) exzentrisch bezüglich der bogenförmigen Außenkontur (3) des Steuerkörpers (1) verläuft.
  5. Tiefbauvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Steuerkörper (1) im Anschluss an die bogenförmige Außenkontur (3) eine ebene Lagerfläche (4) aufweist, an der er am Rahmen (10) gelagert ist.
  6. Tiefbauvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Betätigen des Steuerkörpers (1) zumindest ein Hydraulikzylinder (2) vorgesehen ist, der einerseits am Rahmen (10) und andererseits am Steuerkörper (1) gelagert ist.
  7. Tiefbauvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei Steuerkörper (1) auf gegenüberliegenden Rahmenseiten vorgesehen sind, und
    dass an jedem der Steuerkörper (1) zumindest ein Hydraulikzylinder (2) vorgesehen ist.
  8. Tiefbauvorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerkörper (1) drehfest an einer gemeinsamen Welle (41) angeordnet sind.
  9. Tiefbauvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bodenabtragseinrichtung (21) einen rechteckigen Abtragungsquerschnitt aufweist und dass der Steuerkörper (1) in Richtung einer kürzeren Rechteckseite des rechteckigen Abtragungsquerschnitts verstellbar ist.
  10. Tiefbauvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bodenabtragseinrichtung (21) zumindest ein drehend antreibbares Fräsrad (20) aufweist und/oder
    dass der Steuerkörper (1) in einem Bereich des Rahmens (10) angeordnet ist, in dem der Rahmen (10) mit einer Verjüngung ausgebildet ist.
  11. Verfahren zum Erstellen eines Schlitzes im Boden, bei dem eine Tiefbauvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche in den Boden eingebracht wird und dabei der Steuerkörper (1) zum Steuern der Tiefbauvorrichtung betätigt wird.
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