EP2028319B1 - Fräsvorrichtung zur Bodenbearbeitung - Google Patents

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EP2028319B1
EP2028319B1 EP07016586A EP07016586A EP2028319B1 EP 2028319 B1 EP2028319 B1 EP 2028319B1 EP 07016586 A EP07016586 A EP 07016586A EP 07016586 A EP07016586 A EP 07016586A EP 2028319 B1 EP2028319 B1 EP 2028319B1
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EP
European Patent Office
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bearing plate
cutting tool
milling
milling device
indentation
Prior art date
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Active
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EP07016586A
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English (en)
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EP2028319A1 (de
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Wilhelm Ruby
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
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Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
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Priority to EP07016586A priority patent/EP2028319B1/de
Priority to ES07016586T priority patent/ES2342847T3/es
Priority to PL07016586T priority patent/PL2028319T3/pl
Priority to DE502007003525T priority patent/DE502007003525D1/de
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Publication of EP2028319B1 publication Critical patent/EP2028319B1/de
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    • 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
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/02—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches
    • E02F5/12—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches with equipment for back-filling trenches or ditches

Definitions

  • the invention relates to a milling device for soil cultivation according to the preamble of claim 1.
  • a milling device for soil cultivation according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is formed with at least one bearing plate and at least one adjustable cutting tool which is rotatably mounted on the bearing plate, wherein the cutting tool describes a trajectory upon rotation on the bearing plate, and wherein the adjustable cutting tool between a retracted position for advancing the cutting tool on the bearing plate and an operating position for working off of the bearing plate pending soil material is adjustable.
  • a generic milling device is for example from the EP 0 291 027 A1 known.
  • trench wall milling with cutting wheels arranged laterally on a bearing plate, there is the problem that soil material below the bearing plate can not be processed directly by the cutting wheels. Therefore, in the EP 0 291 027 A1 proposed to store hingedly adjacent to the bearing plate cutting teeth on the cutting wheels.
  • the folding teeth can be unfolded in an area below the milling blade to process underlying soil material, while in a further rotation of the cutting wheel, the folding teeth are folded back so that the bearing plate is not damaged by the cutting teeth.
  • trench wall cutters with adjustable toes for working off soil material below the milling plate are from the EP 1 350 893 A1 , of the DE 39 26 976 C2 and from the DE 38 19 525 C1 known, in the case of the latter document in place of a fold-out Fräszahnes a sliding milling tool is used.
  • Rotary mining equipment with adjustable processing tools are also made of SU 101 02 17 A , of the SU 108 61 52 A , of the US 3,279,856 and the US 3,290,099 known.
  • the known folding teeth are heavily stressed by the ongoing adjustment and the associated load changes, which can be associated with a relatively high wear of the teeth and a high load on the drive gear of the cutting wheels.
  • the invention has for its object to provide a generic milling device with very high reliability and very long service life.
  • a milling device is characterized in that the bearing plate in the region of the trajectory of the adjustable cutting tool has at least one indentation.
  • a basic idea of the invention can be seen to provide a recess in the bearing plate, on the trajectory of the cutting tool, which protrudes into the bearing plate.
  • This recess which can also be referred to as a recess, can be dimensioned so that it can receive the cutting tool in a position spaced from the pending floor in its operating position.
  • the indentation allows premature adjustment of the cutting tool from the retracted position in the direction of the operating position or a delayed adjustment from the operating position in the direction of the retracted position, wherein the cutting tool is spaced from the upcoming ground during premature or delayed adjustment.
  • a recess according to the invention also represents a mere taper of the bearing plate upwards, without an overlying projection of the bearing plate is provided.
  • the end plate has its maximum width below the recess or taper, preferably at the height of the axis of rotation.
  • the indentation can be provided for prematurely retracting the adjustable cutting tool into its operating position before it comes into cutting engagement with the ground. Due to the premature retraction, the cutting tool is not immediately loaded with the cutting load during the adjustment. Thus, the loading of the cutting tool does not occur abruptly but slowly increasing, that is, there is a comparatively gentle increase in force on the cutting tool when penetrating into the soil. This leads to a comparatively low impact load for the cutting tool and in particular for the gear, which can be provided for rotating the cutting tool and an optionally existing cutting wheel on the bearing plate. In particular, the risk of damage to both the cutting tool and the transmission is reduced according to the invention, since the load curve for the cutting tool does not change jerky but continuously.
  • the end shield only has to be formed locally with a reduced material thickness in the region of the indentation, the rigidity of the end shield is at most slightly influenced. This is particularly advantageous against the background that the end shield, which can also be referred to as a milling blade, in the region of the trajectory and thus the indentation can be exposed to a high bending moment, since there are often long lever lengths given.
  • the cutting tool in the trajectory that describes the adjustable tool, it may preferably be a circular path.
  • the cutting tool can be provided for a milling operation, that is, for a removal of material during a propulsion in a transverse, in particular perpendicular, directed to its axis of rotation propulsion direction.
  • the cutting tool is spaced along its entire trajectory from the axis of rotation about which the cutting tool is rotated.
  • the indentation extends from a flat side of the endshield into the endshield, that is to say that the endshield has a variable thickness along the trajectory, the thickness decreasing in particular towards the peripheral region of the shield.
  • a structurally particularly simple milling device is given by the fact that the indentation extends from a circumferential side of the endshield into the endshield.
  • the end shield be continuous in the region of the indentation when looking in the direction of the axis of rotation of the cutting tool.
  • a recess is arranged at least on a tool exit side of the bearing plate.
  • Under the tool exit side can be understood in particular the side on which the adjustable cutting tool emerges during normal turning operation on the end shield, and / or the side on which the cutting tool is moved from the retracted position to the operating position.
  • In an arrangement of the indentation on the tool outlet side of the loading process of the cutting tool can be damped, in which often a particularly pronounced load change occurs.
  • a recess on a tool entry side of the bearing plate. This makes it possible to also dampen the unloading operation of the cutting tool, in which the cutting tool is brought out of the cutting engagement with the ground and brought into its retracted position, and to reduce the associated force peaks.
  • a particularly reliable milling operation is made possible according to the invention in that a control for adjusting the cutting tool is provided, wherein the controller is designed so that it adjusts the cutting tool in the region of the recess between the retracted position and the operating position. If the indentation is arranged on the tool outlet side, the controller can adjust the cutting tool in the region of the indentation, in particular from the retracted position to the operating position.
  • the control may be, for example, a cam control.
  • a control track may be provided on the bearing plate along the trajectory of the cutting tool, on which the cutting tool rotates, and which defines an axial position of the cutting tool with respect to its axis of rotation.
  • the bearing plate is formed at its periphery at least in the region of the recess with a chamfer.
  • the end shield is chamfered at its periphery in the region of the indentation. Such a chamfer allows an even earlier adjustment of the cutting tool, the rigidity of the end shield is relatively little influenced.
  • a structurally particularly simple and at the same time compact milling device is given according to the invention in that a frame is provided on which the bearing plate is mounted, and that the indentation is provided in particular in a transition region of the bearing plate to the frame.
  • the indentation is expediently provided in an outer region of the end shield. In particular, it can be arranged above the largest extent of the bearing plate. Conveniently, the indentation is provided in an upper region of the bearing plate above the center plane of the transmission axis of the bearing plate.
  • the endshield With regard to the rigidity of the endshield, it is furthermore advantageous for the endshield to have a tangential section on the indentation, on which circumference runs at least approximately tangentially to the trajectory of the cutting tool. According to this embodiment, the indentation of the trajectory of the cutting tool thus follows, so that with good functionality a weakening of the bearing plate is avoided.
  • the bearing plate In Tangentialabites the bearing plate is preferably formed with a straight outer edge. But it can also be provided a curved outer edge.
  • the indentation is limited by a plurality, in particular three, straight edges on the circumference of the bearing plate.
  • the straight design of the edges is accompanied by a particularly low design effort.
  • the end shield prefferably has a step section on the indentation, in particular in a region of the indentation facing the frame, on which the end shield widens stepwise.
  • the step section is expediently provided on an upper side of the recess facing away from the axis of rotation.
  • Such a step section makes it possible to increase the dimensions of the end plate immediately after the indentation again, so that a particularly high rigidity is given.
  • the step portion may be defined by two edges which adjoin one another at least approximately at right angles.
  • the adjustable cutting tool is pivotable.
  • the cutting tool is pivoted between the retracted position and the operating position.
  • the pivot axis of the cutting tool is suitably perpendicular to the axis of rotation of the cutting tool and in particular tangential to the trajectory.
  • the adjustable cutting tool has at least one cutting tooth.
  • the cutting tool can be of any desired design and can also have, for example, a cutting roller. If a cutting tooth is given and the cutting tool is designed as a pivotable cutting tool, the cutting tooth can also be referred to as a folding tooth.
  • At least one cutting wheel is rotatably mounted on the bearing plate.
  • two cutting wheels can be provided coaxially on opposite sides of the bearing plate.
  • the adjustable cutting tool is expediently non-rotatably connected to the cutting wheel and / or arranged on the cutting wheel.
  • On the circumference of the cutting wheel further cutting tools are preferably provided, which may be formed in particular at least partially stationary.
  • a rotary drive is provided for rotationally driving the cutting wheel and / or the adjustable cutting tool.
  • the rotary drive expediently has a gear which is arranged at least partially in the interior of the bearing plate.
  • the transmission may have an output shaft on which the cutting wheel is arranged, and a drive shaft which is perpendicular to the output shaft.
  • the milling device is designed as a trench wall cutter with at least four preferably axially parallel cutting wheels, which are positioned to produce an at least approximately rectangular milling cross-section.
  • the trench wall cutter can have at least two adjacent and / or aligned end shields, on each of which two cutting wheels are arranged coaxially. Additional end shields with milling and / or mixing wheels can be provided on an upper side of the frame.
  • the invention also relates to a method for producing a foundation element, in particular a slot wall panel, in the ground, in which a milling device according to the invention is introduced to form a hole in the ground and in the hole a fluid is arranged, which cures to the foundation element.
  • FIGS. 1 to 3 An embodiment of a bearing plate 10 for use in a milling device according to the invention is in the FIGS. 1 to 3 shown.
  • the bearing plate 10 has two opposite flat sides 19 and 19 'and a U-shaped peripheral side 13.
  • a flange 11 is provided with holes 12 for mounting a Fräsradgetriebes, wherein the transmission and the corresponding mounted on the gear cutting wheels in the FIGS. 1 to 3 are not shown for clarity.
  • a rotary drive which is likewise not shown in the figures, can be provided.
  • the cutting wheels are rotatably mounted on the bearing plate about an axis of rotation 25, wherein the axis of rotation 25 is perpendicular to the two flat sides 19, 19 'of the bearing plate 10.
  • a cutting tool 20 is provided with a cutting tooth 21 which is rotatably mounted about the rotation axis 25 and in particular is arranged on a cutting wheel.
  • the cutting tool 20 has a pivot joint 23 with a perpendicular and / or tangential with respect to the axis of rotation 25 extending pivot axis.
  • the pivot joint 23 allows the cutting tool 20 with the cutting tooth 21st relative to the bearing plate 10 to be adjusted, with the adjustment also an axial movement with respect to the axis of rotation 25 is accompanied.
  • the cutting tool 20 can be adjusted with the cutting tooth 21 between a retraction position in which the cutting tool 20 can be rotated along the bearing plate 10, and an operating position in which the cutting tooth on the bearing plate 10 pending soil material can work off.
  • the cutting tool 20 is arranged with the cutting tooth 21 in the operating position closer to the axial bearing plate center than in the retracted position.
  • the cutting tool 20 In rotating operation, the cutting tool 20 describes the in Fig. 2 In regular milling operation, the cutting tool 20 and the associated cutting wheel is thereby rotated in the direction of arrow 27, so that a cutting edge of the cutting tooth 21 acts in the cutting direction on the upcoming ground.
  • the bearing plate 10 On the tool exit side 14, ie on the side on which the cutting tool 20 with the cutting tooth 21 in the regular, cutting milling operation with direction of rotation 27 laterally protrudes beyond the bearing plate 10, the bearing plate 10 has a recess 30.
  • This indentation 30 is formed in that the peripheral side 13 is retracted to the interior of the bearing plate 10 and in particular to the axis of rotation 25 out.
  • the indentation 30 allows folding of the cutting tool 20 about the pivot joint 23 around in the operating position before the cutting tool 20 with the cutting tooth 21 due to the rotation in the direction of rotation 27 reaches an engagement position in the upcoming soil.
  • a steadily increasing force increase is given to the cutting tooth 21 and the cutting tool 20 and a sudden load on the cutting tool 20 with cutting tooth 21 and on the transmission, not shown in the figures, is counteracted.
  • the indentation 30 has a tangential section 33.
  • the peripheral side 13 is formed with a straight edge, which runs at least approximately tangentially to the trajectory 26 or to the axis of rotation 25.
  • the tangential section 33 restricts the indentation 30 on its lower side facing the upcoming floor.
  • the indentation 30 is delimited by a step section 36, in which the peripheral side 13 is angled at right angles.
  • a horizontally extending edge 37 is formed in the step section 36 on the peripheral side 13, along which the bearing plate 10 widens.
  • a vertically extending edge 38 is provided in the step portion 36 on the peripheral side 13, which connects at right angles to the horizontally extending edge 37.
  • the vertically extending edge 38 has a recess 39, which is semicircular in the illustrated embodiment.
  • a chamfer 17 is provided on the peripheral side 13 of the endshield, so that the thickness of the endshield 10 measured in the direction of the axis of rotation 25 decreases toward the outside.
  • FIG. 4 An embodiment of a trench wall cutter 61 formed milling device, on the end shields according to the FIGS. 1 to 3 can be arranged is in Fig. 4 shown.
  • the trench wall cutter 61 has a frame 50 which is formed with an at least approximately rectangular cross section and which serves to guide the trench wall cutter 61 in the slot produced. On this frame 50, the trench cutter 61 is suspended vertically adjustable on a carrier 63.
  • the bearing plates 10 are connected in an upper region of the legs of the U-shaped peripheral side 13 with the frame 50.
  • a cutting wheel 60 On both sides of the first bearing plate 10 is in each case a cutting wheel 60 and on both sides of the bearing plate 10 'is in each case a cutting wheel 60' arranged coaxially, wherein in the figure the Fig. 4 the rear cutting wheels are covered by the illustrated front cutting wheels 60, 60 '.
  • the four cutting wheels 60, 60 'of the adjacent end shields 10, 10' are arranged axially parallel and form a rectangular Abtragungsquerrough.
  • two end shields 10 and 10 'are arranged side by side can be provided, the tool exit sides 14 and / or the recesses 30 each outside on the end shields 10, 10 'to order.
  • the tool outlet sides 14 and / or the indentations 30 can also be provided on the inside, that is to say on the sides of the end shields 10, 10 'facing the respectively adjacent end shield 10', 10 '.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fräsvorrichtung zur Bodenbearbeitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist ausgebildet mit zumindest einem Lagerschild und zumindest einem verstellbaren Schneidwerkzeug, das am Lagerschild drehbar gelagert ist, wobei das Schneidwerkzeug bei Drehung am Lagerschild eine Bahnkurve beschreibt, und wobei das verstellbare Schneidwerkzeug zwischen einer Rückzugsstellung zum Vorbeidrehen des Schneidwerkzeuges am Lagerschild und einer Betriebsstellung zum Abarbeiten von am Lagerschild anstehendem Bodenmaterial verstellbar ist.
  • Eine gattungsgemäße Fräsvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 291 027 A1 bekannt. Bei Schlitzwandfräsen mit seitlich an einem Lagerschild angeordneten Fräsrädern besteht das Problem, dass Bodenmaterial unterhalb des Lagerschildes nicht unmittelbar von den Fräsrädern abgearbeitet werden kann. Daher wird in der EP 0 291 027 A1 vorgeschlagen, die an den Lagerschild angrenzenden Fräszähne an den Fräsrädern klappbar zu lagern. Durch eine Art Nockensteuerung können die Klappzähne in einem Bereich unterhalb des Frässchildes ausgeklappt werden, um darunter liegendes Bodenmaterial abzuarbeiten, während bei einer Weiterdrehung des Fräsrades die Klappzähne wieder eingeklappt werden, so dass der Lagerschild nicht von den Fräszähnen beschädigt wird.
  • Dieses Dokument offenbart die technischen Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Weitere Schlitzwandfräsen mit verstellbaren Zähen zum Abarbeiten von Bodenmaterial unterhalb des Frässchildes sind aus der EP 1 350 893 A1 , der DE 39 26 976 C2 und aus der DE 38 19 525 C1 bekannt, wobei im Fall der letztgenannten Druckschrift an Stelle eines ausklappbaren Fräszahnes ein verschiebbares Fräswerkzeug verwendet wird.
  • Rotierende Bergbaugeräte mit verstellbaren Abarbeitungswerkzeugen sind überdies aus der SU 101 02 17 A , der SU 108 61 52 A , der US 3,279,856 und der US 3,290,099 bekannt.
  • Konstruktionsbedingt sind die bekannten Klappzähne durch den andauernden Verstellvorgang und den hiermit einhergehenden Lastwechsel stark beansprucht, was mit einem vergleichsweise hohen Verschleiß der Zähne und mit einer hohen Belastung für das Antriebsgetriebe der Fräsräder einhergehen kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Fräsvorrichtung mit besonders großer Zuverlässigkeit und besonders hohen Standzeiten anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fräsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Eine erfindungsgemäße Fräsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerschild im Bereich der Bahnkurve des verstellbaren Schneidwerkzeuges zumindest eine Einbuchtung aufweist.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, im Lagerschild, an der Bahnkurve des Schneidwerkzeuges, eine Ausnehmung vorzusehen, die in den Lagerschild hinragt. Diese Ausnehmung, die auch als Einbuchtung bezeichnet werden kann, kann so dimensioniert werden, dass sie das Schneidwerkzeug in einer vom anstehenden Boden beabstandeten Position in seiner Betriebsstellung aufnehmen kann. Somit ermöglicht die Einbuchtung ein vorzeitiges Verstellen des Schneidwerkzeuges aus der Rückzugsstellung in Richtung der Betriebsstellung oder auch ein verzögertes Verstellen aus der Betriebsstellung in Richtung der Rückzugsstellung, wobei das Schneidwerkzeug beim vorzeitigen bzw. verzögerten Verstellen vom anstehenden Boden beabstandet ist. Eine Einbuchtung im Sinne der Erfindung stellt auch eine bloße Verjüngung des Lagerschildes nach oben dar, ohne dass ein darüberliegender Vorsprung des Lagerschildes vorgesehen ist. Somit hat der Lagerschild seine maximale Breite unterhalb der Ausnehmung oder Verjüngung, vorzugsweise auf Höhe der Drehachse.
  • Beispielsweise kann die Einbuchtung dafür vorgesehen werden, das verstellbare Schneidwerkzeug vorzeitig, bevor es in Schneideingriff mit dem Erdreich gelangt, in seine Betriebsstellung einzufahren. Aufgrund des vorzeitigen Einfahrens wird das Schneidwerkzeug während des Verstellens nicht sofort mit der Schneidlast beaufschlagt. Somit tritt die Belastung des Schneidwerkzeugs nicht schlagartig ein sondern langsam ansteigend, das heißt es liegt ein vergleichsweise sanfter Kraftanstieg auf das Schneidwerkzeug beim Eindringen in das Erdreich vor. Dies führt zu einer vergleichsweise geringen Stoßbelastung für das Schneidwerkzeug und insbesondere für das Getriebe, das zum Drehen des Schneidwerkzeugs und eines gegebenenfalls vorhandenen Fräsrades am Lagerschild vorgesehen sein kann. Insbesondere ist nach der Erfindung die Gefahr einer Beschädigung sowohl des Schneidwerkzeugs als auch des Getriebes verringert, da sich die Lastkurve für das Schneidwerkzeug nicht stoßartig ändert sondern kontinuierlich.
  • Da überdies nach der Erfindung der Lagerschild nur örtlich begrenzt im Bereich der Einbuchtung mit einer reduzierten Materialstärke ausgebildet werden muss, wird die Steifigkeit des Lagerschildes allenfalls geringfügig beeinflusst. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft, dass der Lagerschild, der auch als Frässchild bezeichnet werden kann, im Bereich der Bahnkurve und somit der Einbuchtung einem hohen Biegemoment ausgesetzt sein kann, da dort häufig lange Hebellängen gegeben sind.
  • Bei der Bahnkurve, die das verstellbare Werkzeug beschreibt, kann es sich vorzugsweise um eine Kreisbahn handeln. Insbesondere kann das Schneidwerkzeug für einen Fräsbetrieb vorgesehen sein, das heißt für eine Materialabtragung bei einem Vortrieb in einer quer, insbesondere senkrecht, zu seiner Drehachse gerichteten Vortriebsrichtung. Zweckmäßigerweise ist das Schneidwerkzeug entlang seiner gesamten Bahnkurve von der Drehachse, um welche das Schneidwerkzeug gedreht wird, beabstandet.
  • Grundsätzlich ist es möglich, dass sich die Einbuchtung von einer Flachseite des Lagerschildes in den Lagerschild hinein erstreckt, das heißt dass der Lagerschild entlang der Bahnkurve eine veränderliche Dicke aufweist, wobei die Dicke insbesondere zum Umfangsbereich des Schildes hin abnimmt. Eine konstruktiv besonders einfache Fräsvorrichtung ist jedoch dadurch gegeben, dass sich die Einbuchtung von einer Umfangsseite des Lagerschildes in den Lagerschild hinein erstreckt. In diesem Fall kann der Lagerschild im Bereich der Einbuchtung bei Blickrichtung in Richtung der Drehachse des Schneidwerkzeugs durchgängig sein.
  • Weiterhin ist es nach der Erfindung vorteilhaft, dass eine Einbuchtung zumindest auf einer Werkzeugaustrittsseite des Lagerschildes angeordnet ist. Unter der Werkzeugaustrittsseite kann insbesondere die Seite verstanden werden, auf der das verstellbare Schneidwerkzeug beim regulären Drehbetrieb über den Lagerschild hervortritt, und/oder die Seite, auf der das Schneidwerkzeug von der Rückzugsstellung in die Betriebsstellung verschoben wird. Bei einer Anordnung der Einbuchtung auf der Werkzeugaustrittsseite kann der Belastungsvorgang des Schneidwerkzeuges bedämpft werden, bei dem häufig ein besonders ausgeprägter Lastwechsel auftritt. Zusätzlich oder alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, eine Einbuchtung auf einer Werkzeugeintrittsseite des Lagerschildes anzuordnen. Dies ermöglicht es, auch den Entlastungsvorgang des Schneidwerkzeuges, bei dem das Schneidwerkzeug aus dem Schneideingriff mit dem Boden heraus gebracht und in seine Rückzugsstellung gebracht wird, zu bedämpfen und die hiermit einhergehenden Kraftspitzen zu verringern.
  • Ein besonders zuverlässiger Fräsbetrieb wird nach der Erfindung dadurch ermöglicht, dass eine Steuerung zum Verstellen des Schneidwerkzeugs vorgesehen ist, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie das Schneidwerkzeug im Bereich der Einbuchtung zwischen der Rückzugsstellung und der Betriebsstellung verstellt. Ist die Einbuchtung auf der Werkzeugaustrittsseite angeordnet, kann die Steuerung das Schneidwerkzeug im Bereich der Einbuchtung insbesondere aus der Rückzugsstellung zur Betriebsstellung hin verstellen.
  • Bei der Steuerung kann es sich beispielsweise um eine Nockensteuerung handeln. Hierbei kann auf dem Lagerschild entlang der Bahnkurve des Schneidwerkzeugs eine Steuerbahn vorgesehen sein, auf der das Schneidwerkzeug bei Drehung läuft, und die eine Axialposition des Schneidwerkzeugs bezüglich seiner Drehachse festlegt.
  • Weiterhin ist es nach der Erfindung vorteilhaft, dass der Lagerschild an seinem Umfang zumindest im Bereich der Einbuchtung mit einer Fase ausgebildet ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Lagerschild an seinem Umfang im Bereich der Einbuchtung abgeschrägt. Eine solche Abschrägung erlaubt ein noch frühzeitigeres Verstellen des Schneidwerkzeuges, wobei die Steifigkeit des Lagerschildes vergleichsweise wenig beeinflusst wird.
  • Eine konstruktiv besonders einfache und zugleich kompakte Fräsvorrichtung ist nach der Erfindung dadurch gegeben, dass ein Rahmen vorgesehen ist, an dem der Lagerschild gelagert ist, und dass die Einbuchtung insbesondere in einem Übergangsbereich des Lagerschildes zum Rahmen vorgesehen ist.
  • Die Einbuchtung ist zweckmäßigerweise in einem Außenbereich des Lagerschildes vorgesehen. Insbesondere kann sie oberhalb der größten Ausdehnung des Lagerschildes angeordnet sein. Zweckmäßigerweise ist die Einbuchtung in einem oberen Bereich des Lagerschildes oberhalb der Mittenebene der Getriebeachse des Lagerschildes vorgesehen.
  • Im Hinblick auf die Steifigkeit des Lagerschildes ist es weiterhin vorteilhaft, dass der Lagerschild an der Einbuchtung einen Tangentialabschnitt aufweist, an dem sein Umfang zumindest annähernd tangential zur Bahnkurve des Schneidwerkzeuges verläuft. Gemäß dieser Ausführungsform folgt die Einbuchtung der Bahnkurve des Schneidwerkzeuges somit nach, so dass bei guter Funktionalität eine Schwächung des Lagerschildes vermieden wird. Im Tangentialabschnitt ist der Lagerschild vorzugsweise mit einer geraden Außenkante ausgebildet. Es kann aber auch eine gekrümmte Außenkante vorgesehen sein.
  • Zweckmäßigerweise ist die Einbuchtung durch mehrere, insbesondere drei, gerade Kanten am Umfang des Lagerschildes begrenzt. Mit der geraden Ausführung der Kanten geht ein besonders geringer konstruktiver Aufwand einher.
  • Im Hinblick auf die Steifigkeit ist es weiterhin vorteilhaft, dass der Lagerschild an der Einbuchtung, insbesondere in einem dem Rahmen zugewandten Bereich der Einbuchtung, einen Stufenabschnitt aufweist, an dem sich der Lagerschild stufenförmig verbreitert. Zweckmäßigerweise ist der Stufenabschnitt an einer der Drehachse abgewandten, oberen Seite der Einbuchtung vorgesehen. Ein solcher Stufenabschnitt ermöglicht es, die Abmessungen des Lagerschildes im unmittelbaren Anschluss an die Einbuchtung wieder zu vergrößern, so dass eine besonders hohe Steifigkeit gegeben ist. Der Stufenabschnitt kann durch zwei Kanten definiert sein, die zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschließen.
  • Der konstruktive Aufwand kann bei hoher Zuverlässigkeit weiter dadurch verringert werden, dass das verstellbare Schneidwerkzeug verschwenkbar ist. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Schneidwerkzeug zwischen der Rückzugsstellung und der Betriebsstellung verschwenkt. Die Schwenkachse des Schneidwerkzeugs verläuft dabei geeigneterweise senkrecht zur Drehachse des Schneidwerkzeuges und insbesondere tangential zur Bahnkurve.
  • Im Hinblick auf den konstruktiven Aufwand ist es weiterhin vorteilhaft, dass das verstellbare Schneidwerkzeug zumindest einen Fräszahn aufweist. Grundsätzlich kann das Schneidwerkzeug jedoch beliebig ausgebildet sein und auch beispielsweise eine Schneidrolle aufweisen. Sofern ein Fräszahn gegeben ist und das Schneidwerkzeug als verschwenkbares Schneidwerkzeug ausgebildet ist, kann der Fräszahn auch als Klappzahn bezeichnet werden.
  • Weiterhin ist es nach der Erfindung vorteilhaft, dass am Lagerschild zumindest ein Fräsrad drehbar gelagert ist. Insbesondere können zwei Fräsräder koaxial auf gegenüberliegenden Seiten des Lagerschildes vorgesehen sein. Für einen besonders einfachen Betrieb ist das verstellbare Schneidwerkzeug zweckmäßigerweise drehfest mit dem Fräsrad verbunden und/oder am Fräsrad angeordnet. Umfangsseitig am Fräsrad sind vorzugsweise weitere Schneidwerkzeuge vorgesehen, die insbesondere zumindest zum Teil stationär ausgebildet sein können.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein Drehantrieb zum drehenden Antreiben des Fräsrades und/oder des verstellbaren Schneidwerkzeuges vorgesehen ist. Der Drehantrieb weist zweckmäßigerweise ein Getriebe auf, das zumindest teilweise im Inneren des Lagerschildes angeordnet ist. Insbesondere kann das Getriebe eine Abtriebswelle aufweisen, an der das Fräsrad angeordnet ist, sowie eine Antriebswelle, die senkrecht zur Abtriebswelle verläuft.
  • Weiterhin ist es nach der Erfindung besonders bevorzugt, dass die Fräsvorrichtung als Schlitzwandfräse mit zumindest vier vorzugsweise achsparallelen Fräsrädern ausgebildet ist, die zum Erzeugen eines zumindest annähernd rechteckigen Fräsquerschnittes positioniert sind. Insbesondere kann die Schlitzwandfräse zumindest zwei benachbarte und/oder fluchtende Lagerschilde aufweisen, an denen jeweils zwei Fräsräder koaxial angeordnet sind. Zusätzliche Lagerschilde mit Fräs- und/oder Mischrädern können auf einer Oberseite des Rahmens vorgesehen sein.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erstellen eines Gründungselementes, insbesondere eines Schlitzwandpaneels, im Boden, bei dem eine erfindungsgemäße Fräsvorrichtung unter Ausbildung eines Lochs in den Boden eingebracht wird und im Loch ein Fluid angeordnet wird, das zum Gründungselement aushärtet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, die schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, näher beschrieben. In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines Lagerschildes für eine erfindungsgemäße Fräsvorrichtung;
    Fig. 2
    eine Seitenansicht des Lagerschildes aus Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht des Lagerschildes aus den Figuren 1 und 2 ohne verstellbarem Schneidwerkzeug; und
    Fig. 4
    ein Ausführungsbeispiel einer als Schlitzwandfräse ausge- bildeten Fräsvorrichtung.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Lagerschilds 10 zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung ist in den Figuren 1 bis 3 dargestellt. Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, weist der Lagerschild 10 zwei gegenüber liegende Flachseiten 19 und 19' sowie eine U-förmige Umfangsseite 13 auf.
  • Im Lagerschild 10 ist ein Flanschring 11 mit Löchern 12 zur Befestigung eines Fräsradgetriebes vorgesehen, wobei das Getriebe und die entsprechenden am Getriebe gelagerten Fräsräder in den Figuren 1 bis 3 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Zum Antreiben des Getriebes kann ein in den Figuren ebenfalls nicht dargestellter Drehantrieb vorgesehen sein. Die Fräsräder sind am Lagerschild um eine Drehachse 25 drehbar gelagert, wobei die Drehachse 25 senkrecht zu den beiden Flachseiten 19, 19' des Lagerschildes 10 verläuft.
  • Im Bereich des Lagerschildes 10 ist ein Schneidwerkzeug 20 mit einem Fräszahn 21 vorgesehen, das um die Drehachse 25 drehbar gelagert ist und insbesondere an einem Fräsrad angeordnet ist. Das Schneidwerkzeug 20 weist ein Schwenkgelenk 23 mit einer senkrecht und/oder tangential bezüglich der Drehachse 25 verlaufenden Schwenkachse auf. Das Schwenkgelenk 23 erlaubt es, das Schneidwerkzeug 20 mit dem Fräszahn 21 relativ zum Lagerschild 10 zu verstellen, wobei mit dem Verstellen auch eine Axialbewegung bezogen auf die Drehachse 25 einhergeht. Insbesondere kann das Schneidwerkzeug 20 mit dem Fräszahn 21 zwischen einer Rückzugsstellung, in der das Schneidwerkzeug 20 am Lagerschild 10 entlang gedreht werden kann, und einer Betriebsstellung verstellt werden, in welcher der Fräszahn am Lagerschild 10 anstehendes Bodenmaterial abarbeiten kann. Dabei ist das Schneidwerkzeug 20 mit dem Fräszahn 21 in der Betriebsstellung näher an der axialen Lagerschildmitte angeordnet ist als in der Rückzugsstellung.
  • Im drehenden Betrieb beschreibt das Schneidwerkzeug 20 die in Fig. 2 abschnittsweise gestrichelt dargestellte Bahnkurve 26. Im regulären Fräsbetrieb wird das Schneidwerkzeug 20 und das zugeordnete Fräsrad dabei in Pfeilrichtung 27 gedreht, so dass eine Schneidkante des Fräszahnes 21 in Schneidrichtung am anstehenden Boden angreift.
  • Auf der Werkzeugaustrittsseite 14, das heißt auf der Seite, auf der das Schneidwerkzeug 20 mit dem Fräszahn 21 im regulären, schneidenden Fräsbetrieb mit Drehrichtung 27 seitlich über den Lagerschild 10 vortritt, weist der Lagerschild 10 eine Einbuchtung 30 auf. Diese Einbuchtung 30 ist dadurch gebildet, dass die Umfangsseite 13 zum Inneren des Lagerschildes 10 und insbesondere zur Drehachse 25 hin eingezogen ist.
  • Die Einbuchtung 30 erlaubt ein Umklappen des Schneidwerkzeuges 20 um das Schwenkgelenk 23 herum in die Betriebsstellung noch bevor das Schneidwerkzeug 20 mit dem Fräszahn 21 aufgrund der Drehung in Drehrichtung 27 eine Eingriffstellung in das anstehende Erdreich erreicht. Somit ist am Fräszahn 21 und am Schneidwerkzeug 20 ein stetig anwachsender Kraftanstieg gegeben und einer schlagartigen Belastung auf das Schneidwerkzeug 20 mit Fräszahn 21 sowie auf das in den Figuren nicht dargestellte Getriebe wird entgegengewirkt.
  • Die Abmessungen der Einbuchtung 30 sind insbesondere in Fig. 3 erkennbar. Wie insbesondere diese Figur zeigt, weist die Einbuchtung 30 einen Tangentialabschnitt 33 auf. Im Tangentialabschnitt 33 ist die Umfangsseite 13 mit einer geraden Kante ausgebildet, die zumindest annähernd tangential zur Bahnkurve 26 beziehungsweise zur Drehachse 25 verläuft. Der Tangentialabschnitt 33 beschränkt die Einbuchtung 30 auf ihrer unteren, dem anstehenden Boden zugewandten Seite.
  • Auf ihrer oberen, dem anstehenden Boden abgewandten Seite wird die Einbuchtung 30 durch einen Stufenabschnitt 36 begrenzt, in welchem die Umfangsseite 13 rechtwinklig abgewinkelt ist. Insbesondere ist im Stufenabschnitt 36 an der Umfangsseite 13 eine horizontal verlaufende Kante 37 gebildet, entlang der sich der Lagerschild 10 verbreitert. Überdies ist im Stufenabschnitt 36 an der Umfangsseite 13 eine vertikal verlaufende Kante 38 vorgesehen, die sich rechtwinklig an die horizontal verlaufende Kante 37 anschließt. Im Übergangsbereich zwischen den Kanten 37 und 38 weist die vertikal verlaufende Kante 38 eine Einbuchtung 39 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel halbkreisförmig ausgebildet ist.
  • Insbesondere im Bereich des Tangentialabschnittes 33, aber auch im Bereich der Kanten 37 und 38, ist an der Umfangsseite 13 des Lagerschildes eine Fase 17 vorgesehen, so dass die in Richtung der Drehachse 25 gemessene Dicke des Lagerschildes 10 nach außen hin abnimmt.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer als Schlitzwandfräse 61 ausgebildeten Fräsvorrichtung, an der Lagerschilde entsprechend den Figuren 1 bis 3 angeordnet werden können, ist in Fig. 4 dargestellt.
  • Entsprechend Fig. 4 weist die Schlitzwandfräse 61 einen Rahmen 50 auf, der mit einem zumindest annähernd rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist, und der zur Führung der Schlitzwandfräse 61 im hergestellten Schlitz dient. An diesem Rahmen 50 ist die Schlitzwandfräse 61 an einem Trägergerät 63 vertikal verstellbar aufgehängt.
  • Auf der unteren, dem Boden zugewandten Seite des Rahmens 50 sind nebeneinander zwei Lagerschilde 10 und 10' fluchtend zueinander vorgesehen. Wie auch in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, sind die Lagerschilde 10 dabei in einem oberen Bereich der Schenkel der U-förmigen Umfangsseite 13 mit dem Rahmen 50 verbunden.
  • Zu beiden Seiten des ersten Lagerschildes 10 ist jeweils ein Fräsrad 60 und zu beiden Seiten des Lagerschildes 10' ist jeweils ein Fräsrad 60' koaxial angeordnet, wobei in der Abbildung der Fig. 4 die hinteren Fräsräder von den dargestellten vorderen Fräsrädern 60, 60' verdeckt werden. Die vier Fräsräder 60, 60' der benachbarten Lagerschilde 10, 10' sind achsparallel angeordnet und bilden einen rechteckigen Abtragungsquerschnitt.
  • Sofern, wie in Fig. 4 dargestellt, zwei Lagerschilde 10 und 10' nebeneinander angeordnet sind, kann vorgesehen sein, die Werkzeugaustrittsseiten 14 und/oder die Einbuchtungen 30 jeweils außenseitig an den Lagerschilden 10, 10' anzuordnen. Die Werkzeugaustrittsseiten 14 und/oder die Einbuchtungen 30 können aber auch innenseitig, das heißt an den dem jeweils benachbarten Lagerschild 10', 10 zugewandten Seiten der Lagerschilde 10, 10', vorgesehen sein.

Claims (12)

  1. Fräsvorrichtung zur Bodenbearbeitung, mit
    - zumindest einem Lagerschild (10) und
    - zumindest einem verstellbaren Schneidwerkzeug (20), das am Lagerschild (10) drehbar gelagert ist, wobei das Schneidwerkzeug (20) bei Drehung am Lagerschild (10) eine Bahnkurve (26) beschreibt, und
    - wobei das verstellbare Schneidwerkzeug (20) zwischen einer Rückzugsstellung zum Vorbeidrehen des Schneidwerkzeuges (20) am Lagerschild (10) und einer Betriebsstellung zum Abarbeiten von am Lagerschild (10) anstehendem Bodenmaterial verstellbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Lagerschild (10) im Bereich der Bahnkurve (26) des verstellbaren Schneidwerkzeuges (20) zumindest eine Einbuchtung (30) aufweist.
  2. Fräsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich die Einbuchtung (30) von einer Umfangsseite (13) des Lagerschildes (10) in den Lagerschild (10) hinein erstreckt.
  3. Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einbuchtung (30) auf einer Werkzeugaustrittsseite (14) des Lagerschildes (10) angeordnet ist.
  4. Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuerung, insbesondere Nockensteuerung, zum Verstellen des Schneidwerkzeuges (20) vorgesehen ist, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie das Schneidwerkzeug (20) im Bereich der Einbuchtung (30) zwischen der Rückzugsstellung und der Betriebsstellung verstellt.
  5. Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lagerschild (10) an seinem Umfang zumindest im Bereich der Einbuchtung (30) mit einer Fase (17) ausgebildet ist.
  6. Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Rahmen (50) vorgesehen ist, an dem der Lagerschild (10) gelagert ist, und dass die Einbuchtung (30) in einem Übergangsbereich des Lagerschildes (10) zum Rahmen (50) vorgesehen ist.
  7. Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lagerschild (10) an der Einbuchtung (30) einen Tangentialabschnitt (33) aufweist, an dem sein Umfang zumindest annähernd tangential zur Bahnkurve (26) des Schneidwerkzeuges (20) verläuft.
  8. Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lagerschild (10) an der Einbuchtung (30) einen Stufenabschnitt (36) aufweist, an dem sich der Lagerschild (10) stufenförmig verbreitert.
  9. Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das verstellbare Schneidwerkzeug (20) verschwenkbar ist.
  10. Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das verstellbare Schneidwerkzeug (20) einen Fräszahn (21) aufweist, dass am Lagerschild (10) zumindest ein Fräsrad (60) drehbar gelagert ist, wobei das verstellbare Schneidwerkzeug (20) am Fräsrad (60) angeordnet ist, und/oder
    dass ein Drehantrieb zum drehenden Antreiben des Fräsrades (60) und/oder des verstellbaren Schneidwerkzeuges (20) vorgesehen ist.
  11. Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie als Schlitzwandfräse (61) mit zumindest vier vorzugsweise achsparallelen Fräsrädern (60) ausgebildet ist, die zum Erzeugen eines zumindest annähernd rechteckigen Fräsquerschnittes positioniert sind.
  12. Verfahren zum Erstellen eines Gründungselementes im Boden, bei dem eine Fräsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche unter Ausbildung eines Lochs in den Boden eingebracht wird und im Loch ein Fluid angeordnet wird, das zum Gründungselement aushärtet.
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