EP3299523A1 - Verfahren und baugerät zur bodenbearbeitung - Google Patents

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EP3299523A1
EP3299523A1 EP16189878.8A EP16189878A EP3299523A1 EP 3299523 A1 EP3299523 A1 EP 3299523A1 EP 16189878 A EP16189878 A EP 16189878A EP 3299523 A1 EP3299523 A1 EP 3299523A1
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tillage
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    • E21B44/02—Automatic control of the tool feed
    • E21B44/04—Automatic control of the tool feed in response to the torque of the drive ; Measuring drilling torque
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/22—Placing by screwing down

Definitions

  • the invention relates to a method for tillage with a construction device, which has at least one rotary drive unit for rotationally driving a tillage tool and at least one feed unit, with which the tillage tool is introduced into the ground, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to an apparatus for cultivating soil with a rotary drive unit for rotationally driving a cultivating tool and a feed unit, with which the cultivating tool can be introduced into the ground in a propulsion direction, according to the preamble of claim 12.
  • a drilling tool is driven in rotation by a drilling drive and is usually placed vertically in a ground by means of a feed unit.
  • a feed unit For an efficient creation of a borehole, it is of essential importance that the rotational speed and a feed rate are adjusted to one another.
  • the speed and feed rate are manually set by a drill driver.
  • the correct setting thus depends heavily on the experience of the drill driver, especially since the setting also depends on the type of soil.
  • drills are provided with an electronic control in which preselected programs are provided, which are provided by a drill driver can be selected depending on the soil type present.
  • programs for example, a speed of the drilling tool and a feed rate for a particular type of soil can be specified.
  • the controller will then adjust and control torque and feed force on the drill based on these setpoints.
  • the resulting actual values can be measured and compared with the desired values, so that a conventional control is given.
  • the invention has for its object to provide a method and a construction equipment for tillage, with which an efficient tillage is possible in a particularly reliable manner.
  • the method according to the invention is characterized in that a control and evaluation unit is provided, with which at least one input variable of the rotary drive unit and / or the feed unit is detected and stored during soil cultivation, and at least one resulting output variable is detected and stored on the soil cultivation tool and the at least An input quantity is related to the resulting output, whereby a soil working value is determined and stored.
  • a basic idea of the invention is that, by means of a control and evaluation unit, at least one input variable and at least one output variable during soil cultivation are recorded continuously or at regular intervals and set in relation to each other. If, for example, a specific torque is applied to the rotary drive unit as the input variable, then the rotational speed on the soil working tool, for example a drilling tool or a cutting wheel, which is influenced by the soil, allows conclusions about the type of soil, for example whether it is firm or loose.
  • the control and evaluation unit can thus make a statement about the soil workability by comparing the input variable and the resulting output variable, whereby a soil cultivation value is determined. This soil working value can be displayed to a device driver or taken directly into the control for the further operation of the drive units and the feed units.
  • a preferred development of the method according to the invention is that the at least one input variable and the at least one output variable are detected and stored over the time and / or the tunneling section. If, for example, several boreholes or slits are to be created at a construction site, which are usually close to each other or not too far away, the stored input and output variables which have been recorded and stored over the time or the tunneling section in one operation can be used to create a Repeat program can be used.
  • a profile with the respective soil cultivation values can be created by means of a tunneling section, that is to say a drilling depth or a slot depth, and a respective data set with preferred operating parameters for the input variables can be assigned to each of these.
  • an input torque of the rotary drive unit, a feed force of the feed unit and / or a pressure or a volume in a hydraulic system for driving the rotary drive unit and / or the feed unit is selected.
  • the rotary drive unit may be a drill drive or a cutting wheel drive.
  • the torque can be detected directly.
  • the torque and thus the tapped power can be detected indirectly via parameters in the hydraulic system, in particular a pressure or a volume flow in the hydraulic system.
  • a feed unit which can be done via a winch or adjusting cylinder, which can also be operated with a hydraulic drive system.
  • the feed unit may be about a trench wall cutter or the weight of the trench wall cutter, which is suspended on a winch rope and reduces the ballast by a corresponding counterforce of the winds.
  • the ballast can thus be determined by means of corresponding force sensors or computationally via a winch torque, taking into account the weight of the trench wall cutter, and included in the determination of the tillage value.
  • the output variables are in an operative relationship with an assigned input variable.
  • a speed and / or a feed rate of the tillage tool be selected as the output variable.
  • a torque on a rotary drive unit is related to the speed of a tilling tool, such as a drilling tool or a cutting wheel.
  • a feed force or load is associated with a resulting feed rate.
  • a given feed force results in a higher feed rate compared to a firmer ground.
  • the feed rate may also be referred to as the penetration or advance rate into the ground.
  • a speed may also be predetermined by the control unit as an input variable, in which case a resulting torque or a power tap on the rotary drive unit is detected as the resulting output variable.
  • a further preferred embodiment of the invention consists in that the control and evaluation unit has a database in which preferred input variables for specific tillage values are stored.
  • the database can already be specified when a construction equipment is delivered, or it can be installed by a central office during operation or provided with new or supplemented values and maintained.
  • the device driver or the control and evaluation unit itself to store preferred data sets, that is to say preferred input variables with output variables for specific soil cultivation values, which are created for a respective construction site or for the respective device or determined.
  • the database can thus represent an expert system, whereby an automatic improvement and modification of the stored data sets can be provided on the basis of a preferably self-learning logic of the control and evaluation unit.
  • the control and evaluation unit compares a current soil cultivation value with soil cultivation values stored in the database and that a current input variable is changed or a change is recommended to a drill driver depending on the comparison. If, for example, the control and evaluation unit recognizes by comparing the input variable, for example the torque, with a resulting output variable, ie an adjusting rotational speed of the drilling tool or the cutting wheel, that a soil layer with a changed strength and thus with a different soil working value is discussed, the Control and evaluation according to the currently determined soil working value change the input variables.
  • control or evaluation unit can determine the input quantity in accordance with the determined Change record, or the device operator, for example, display on a monitor.
  • the previous input variable can be replaced by the more suitable input for the tillage value. In this case, therefore, an applied torque would be changed depending on the determined tillage value after evaluation of the database.
  • a soil profile is determined and stored by the evaluation and control unit on the basis of the soil cultivation values determined during tillage.
  • data stored in the database can be assigned to a soil cultivation value of a specific soil type, such as loam, sand, gravel, rocks, etc.
  • these values and thus also a soil profile can be queried via the control and evaluation unit from a control center.
  • a construction equipment can not only be used for working the soil, but it can also be used as a probing or analysis tool for exploring a soil profile.
  • preferred input variables are determined by the control and evaluation unit for the soil profile via the tunneling section and stored as a data record in the database.
  • a pattern data set for a hole can be created at a construction site, wherein for example up to a first drilling depth a first torque and a first feed force, then up to a second depth, a second torque with a second feed force and so on are stored.
  • Such a record for a hole or a slot can then be retrieved for another hole at the same site. It can be assumed that at a construction site, a soil profile does not change or hardly changes, especially if holes or slots are created close to each other. This is often the case when creating pile walls or diaphragm walls. Based on the data of the pattern hole or the pattern slot, the further holes or slots can also be created effectively by less experienced device operators.
  • the control and evaluation unit determines and stores various data sets for a soil profile, which are preferably determined and distinguished with regard to rapid propulsion or a wear-conserving rotational speed. It is taken into account that there is no general optimal parameter setting for the input variables during tillage. Rather, the preferred inputs depend on certain aspects or objectives in tillage. It may be about a particularly fast tillage, so a quick advance, be desired, so that higher speeds or higher feed forces are to be provided in contrast to a low-wear or energy-saving tillage as possible. Other objectives may also be specified, such as sound-saving work. For a determined tillage value, therefore, different data sets for different objectives can be stored, which are categorized under efficient propulsion, for example, with particularly low wear, energy-saving or low-noise emissions.
  • the method according to the invention can be used in the various soil cultivation variants.
  • a particularly preferred variant of the method is that drilling is carried out as a soil treatment with a drilling tool.
  • the drilling may be a continuous drilling, such as with an endless screw, or a discontinuous drilling, such as a drilling bucket or a simple auger.
  • the method according to the invention can also be used in double-head drilling, in which at least two rotary drive units are provided.
  • a first rotary drive unit may be provided for an internal drilling tool, while a further rotary drive unit is arranged for an external drill pipe.
  • rock drilling is also included, which can be performed in an approximately vertical wall or even at the ceiling area in a tunnel, for example in the case of anchor or HDI drilling.
  • a further preferred variant of the method can be seen in that as a tillage a milling with a trench cutter is performed.
  • a trench cutter has at least one pair, preferably two pairs, of rotationally driven cutting wheels.
  • the milling of a Frässchlitzes can in one A one-phase, two-phase or a CSM ® -Verfahren be performed, in which in-situ in the Frässchlitz by the cutter a Bodenmörtelmischung is produced. It can be provided one or more Fräsradantriebe.
  • a supply of binder, rinsing and / or supporting suspension may also be taken into account in the control and evaluation unit according to the invention.
  • an adaptation of the supply of support and binder suspension may be appropriate for a change in the speed and the rate of advance.
  • the construction equipment according to the invention for soil cultivation is characterized in that a control and evaluation unit is provided, which is designed to detect and store at least one input of the rotary drive unit and / or the feed unit in the tillage, to capture at least one resulting output on the tillage tool and to store and relate the at least one input variable to the resulting output quantity, wherein a soil cultivating device can be determined and stored.
  • a control and evaluation unit is provided, which is designed to detect and store at least one input of the rotary drive unit and / or the feed unit in the tillage, to capture at least one resulting output on the tillage tool and to store and relate the at least one input variable to the resulting output quantity, wherein a soil cultivating device can be determined and stored.
  • a particularly preferred construction device is that this is a drill in which a drilling tool is driven in rotation by means of the at least one rotary drive unit.
  • the drilling tool can be a drilling bucket or a drilling screw, which are preferably movable vertically along a mast or a leader.
  • the drill may also have a multi-axis adjustable drill mount, such as used in anchor drilling or HDI drilling. In principle, all drills are applicable, such as for double-head drilling or drilling rigs with casing machine, in which drill pipes are introduced into the soil.
  • this is a trench wall cutter, in which cutting wheels by means of at least a rotary drive unit are driven.
  • the trench wall cutter has one or more pairs of cutting wheels at the lower end of a milling frame.
  • the milling frame can be hung on a rope and guided over corresponding guide plates on the milling frame in the milling slot.
  • the trench wall cutter can also be guided and movable on a guide rod.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bodenbearbeitung und ein zugehöriges Baugerät, welches mindestens eine Drehantriebseinheit zum drehenden Antreiben eines Bodenbearbeitungswerkzeugs und mindestens eine Vorschubeinheit aufweist, mit welcher das Bodenbearbeitungswerkzeug in den Boden eingebracht wird. Gemäß der Erfindung ist eine Steuer- und Auswerteeinheit vorgesehen, mit welcher bei der Bodenbearbeitung mindestens eine Eingangsgröße der Drehantriebseinheit und/oder der Vorschubeinheit erfasst und gespeichert wird, mindestens eine resultierende Ausgangsgröße an dem Bodenbearbeitungswerkzeug erfasst und gespeichert wird und die mindestens eine Eingangsgröße in Bezug gesetzt wird mit der resultierenden Ausgangsgröße, wobei ein Bodenbearbeitungswert ermittelt und abgespeichert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bodenbearbeitung mit einem Baugerät, welches mindestens eine Drehantriebseinheit zum drehenden Antreiben eines Bodenbearbeitungswerkzeugs und mindestens eine Vorschubeinheit aufweist, mit welcher das Bodenbearbeitungswerkzeug in den Boden eingebracht wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Baugerät zur Bodenbearbeitung mit einer Drehantriebseinheit zum drehenden Antreiben eines Bodenbearbeitungswerkzeugs und einer Vorschubeinheit, mit welcher das Bodenbearbeitungswerkzeug in einer Vortriebsrichtung in den Boden einbringbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
  • Baugeräte zur Bodenbearbeitung stellen beispielsweise Bohrgeräte zum Pfahlbohren oder Schlitzwandfräsen zum Herstellen von Schlitzwänden im Boden dar. Bei einem Bohrgerät wird ein Bohrwerkzeug über einen Bohrantrieb rotierend angetrieben und zumeist vertikal in einen Boden mittels einer Vorschubeinheit eingebracht. Für ein effizientes Erstellen eines Bohrloches ist es dabei von wesentlicher Bedeutung, dass die Drehzahl und eine Vorschubgeschwindigkeit aufeinander abgestimmt eingestellt sind.
  • Bei einfachen Bohrgeräten werden die Drehzahl und eine Vorschubgeschwindigkeit manuell von einem Bohrgerätefahrer eingestellt. Die richtige Einstellung hängt somit stark von der Erfahrung des Bohrgerätefahrers ab, zumal die Einstellung auch von der Art des Bodens abhängt.
  • Es ist bekannt, dass Bohrgeräte mit einer elektronischen Steuerung versehen sind, in welcher vorausgewählte Programme vorgesehen sind, welche von einem Bohrgerätefahrer abhängig von der vorliegenden Bodenart ausgewählt werden können. Bei diesen Programmen können beispielsweise eine Drehzahl des Bohrwerkzeuges und eine Vorschubgeschwindigkeit für eine bestimmte Bodenart vorgegeben sein. Die Steuerung wird dann anhand dieser Sollwerte Drehmoment und Vorschubkraft an dem Bohrgerät einstellen und regeln. Die sich ergebenden Istwerte können gemessen und mit den Sollwerten verglichen werden, so dass eine herkömmliche Regelung gegeben ist.
  • Jedoch ist auch bei derartigen Vorauswahlprogrammen weiter eine entsprechende Erfahrung des Bohrgerätefahrers notwendig. Es muss zunächst das richtige Programm ausgewählt werden. Selbst bei der Auswahl eines richtigen Programms, etwa für sandigen Boden, kann es vorkommen, dass im Verlauf der abzuteufenden Bohrung verschiedene Schichten des Bodens zu durchdringen sind, welche andere Festigkeiten und Bindigkeiten aufweisen können. So können eine Drehzahl und eine Vorschubgeschwindigkeit, welche für einen sandigen Boden effizient sind, bei einer felsigen oder lehmigen Bodenschicht zu einem übermäßigen Werkzeugverschleiß, einem erhöhten Energieverbrauch oder zu einer Minderung des Bohrfortschritts führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Baugerät zur Bodenbearbeitung anzugeben, mit welchen in besonders zuverlässiger Weise eine effiziente Bodenbearbeitung ermöglicht werden.
  • Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise mit einem Baugerät mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- und Auswerteeinheit vorgesehen ist, mit welcher bei der Bodenbearbeitung mindestens eine Eingangsgröße der Drehantriebseinheit und/oder der Vorschubeinheit erfasst und gespeichert wird, mindestens eine resultierende Ausgangsgröße an dem Bodenbearbeitungswerkzeug erfasst und gespeichert wird und die mindestens eine Eingangsgröße in Bezug gesetzt wird mit der resultierenden Ausgangsgröße, wobei ein Bodenbearbeitungswert ermittelt und abgespeichert wird.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass durch eine Steuer- und Auswerteeinheit mindestens eine Eingangsgröße und mindestens eine Ausgangsgröße bei der Bodenbearbeitung kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen erfasst und in Bezug zueinander gesetzt werden. Liegt etwa an der Drehantriebseinheit ein bestimmtes Drehmoment als Eingangsgröße an, so läßt die sich hieraus unter Einfluss des Bodens einstellende Drehzahl an dem Bodenbearbeitungswerkzeug, etwa einem Bohrwerkzeug oder einem Fräsrad, Rückschlüsse auf die Art des Bodens zu, etwa ob dieser fest oder locker ist. Die Steuerungs- und Auswerteeinheit kann so durch einen Vergleich von Eingangsgröße und resultierender Ausgangsgröße eine Aussage über die Bodenbearbeitbarkeit treffen, wobei ein Bodenbearbeitungswert ermittelt wird. Dieser Bodenbearbeitungswert kann einem Gerätefahrer angezeigt oder unmittelbar in der Steuerung für den weiteren Betrieb der Antriebseinheiten und der Vorschubeinheiten berücksichtigt werden. Insbesondere beim Durchörtern tieferliegender Bodenschichten, welche für einen Gerätefahrer nicht erkennbar sind, kann so eine Aussage über die jeweils bearbeitete Bodenschicht getroffen werden, was für eine effizientere Einstellung der Eingangsgrößen, also der Betriebsparameter, durch den Gerätefahrer oder durch die Steuerung selbst hilfreich ist. Es kann so eine Bearbeitung mit einer möglichst effizienten oder effektiven Einstellung der Antriebseinheiten, insbesondere der Drehantriebseinheit und der Vorschubeinheit erfolgen.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die mindestens eine Eingangsgröße und die mindestens eine Ausgangsgröße über die Zeit und/oder die Vortriebsstrecke erfasst und gespeichert werden. Sind etwa an einer Baustelle mehrere Bohrungen oder Schlitze zu erstellen, welche üblicherweise nahe beieinander oder nicht allzu weit entfernt liegen, so können die abgespeicherten Eingangs- und Ausgangsgrößen, welche über die Zeit oder die Vortriebsstrecke bei einem Arbeitsgang erfasst und gespeichert wurden, zur Erstellung eines Wiederholprogramms verwendet werden. Insbesondere kann über eine Vortriebsstrecke, also eine Bohrtiefe oder eine Schlitztiefe, ein Profil mit den jeweiligen Bodenbearbeitungswerten erstellt und hierzu jeweils ein Datensatz mit bevorzugten Betriebsparametern für die Eingangsgrößen zugeordnet werden.
  • Grundsätzlich ist eine Vielzahl verschiedener Eingangsgrößen einzeln und in Kombination erfassbar. Je mehr Eingangsgrößen berücksichtigt werden, desto aussagekräftiger sind die Rückschlüsse auf den Boden und umso genauer ist ein Bodenbearbeitungswert und damit die Aussage über die Bearbeitbarkeit des Bodens. Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass als Eingangsgröße ein Drehmoment der Drehantriebseinheit, eine Vorschubkraft der Vorschubeinheit und/oder ein Druck oder ein Volumen in einem hydraulischen System zum Antreiben der Drehantriebseinheit und/oder der Vorschubeinheit ausgewählt wird. Die Drehantriebseinheit kann dabei ein Bohrantrieb oder ein Fräsradantrieb sein. Das Drehmoment kann dabei unmittelbar erfasst werden. Bei einem hydraulischen Antriebssystem kann das Drehmoment und damit die abgegriffene Leistung indirekt über Parameter in dem hydraulischen System, insbesondere ein Druck oder einem Volumenstrom in dem hydraulischen System erfasst werden.
  • Entsprechendes gilt für eine Vorschubeinheit, welche über eine Winde oder über Stellzylinder erfolgen kann, welche ebenfalls mit einem hydraulischen Antriebssystem betrieben werden können. Die Vorschubeinheit kann aber etwa bei einer Schlitzwandfräse eine Auflast oder das Gewicht der Schlitzwandfräse sein, welche an einem Windenseil aufgehängt ist und die Auflast durch eine entsprechende Gegenkraft der Winde reduziert. Die Auflast kann so über entsprechende Kraftsensoren oder rechnerisch über ein Windendrehmoment unter Berücksichtigung des Gewichtes der Schlitzwandfräse ermittelt und bei der Bestimmung des Bodenbearbeitungswertes eingerechnet werden.
  • Entsprechendes gilt bei der Auswahl der Ausgangsgrößen. Die Ausgangsgrößen stehen dabei in einem Wirkzusammenhang mit einer zugeordneten Eingangsgröße. Nach der Erfindung ist es dabei besonders bevorzugt, dass als Ausgangsgröße eine Drehzahl und/oder eine Vorschubgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungswerkzeugs ausgewählt werden. Beispielsweise steht ein Drehmoment an einer Drehantriebseinheit im Bezug zur Drehzahl eines Bodenbearbeitungswerkzeugs, etwa einem Bohrwerkzeug oder einem Fräsrad. Bei einer Vorschubeinheit steht eine Vorschubkraft oder eine Auflast in Verbindung mit einer sich ergebenden Vorschubgeschwindigkeit. Bei einem weicheren Boden ergibt sich naturgemäß bei einer vorgegebenen Vorschubkraft eine höhere Vorschubgeschwindigkeit im Vergleich zu einem festeren Boden. Die Vorschubgeschwindigkeit kann auch als Eindring- oder Vortriebsgeschwindigkeit in den Boden bezeichnet werden.
  • Die genannten Eingangs- und Ausgangsgrößen sind lediglich bevorzugte Parameter. Diese können auch vertauscht werden. So kann durch die Steuereinheit etwa auch eine Drehzahl als Eingangsgröße vorgegeben sein, wobei dann als resultierende Ausgangsgröße ein sich einstellendes Drehmoment oder ein Leistungsabgriff an der Drehantriebseinheit erfasst wird.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Steuer- und Auswerteeinheit eine Datenbank aufweist, in welcher bevorzugte Eingangsgrößen für bestimmte Bodenbearbeitungswerte hinterlegt werden. Die Datenbank kann bereits bei der Auslieferung eines Baugerätes vorgegeben sein oder im Betrieb von einer Zentrale aufgespielt oder mit neuen oder ergänzten Werten versehen und gepflegt werden. Weiterhin ist es nach einer Variante der Erfindung möglich, dass seitens des Gerätefahrers oder von der Steuer- und Auswerteeinheit selbst bevorzugte Datensätze, das heißt bevorzugte Eingangsgrößen gegebenenfalls mit Ausgangsgrößen für bestimmte Bodenbearbeitungswerte, abgespeichert werden, welche für eine jeweilige Baustelle oder für das jeweilige Gerät erstellt oder ermittelt worden sind. Die Datenbank kann so ein Expertensystem darstellen, wobei auch eine automatische Verbesserung und Änderung der hinterlegten Datensätze aufgrund einer vorzugsweise selbstlernenden Logik der Steuer- und Auswerteeinheit vorgesehen sein können.
  • Gemäß einer vorteilhaften Verfahrensvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass durch die Steuer- und Auswerteeinheit ein aktueller Bodenbearbeitungswert mit in der Datenbank hinterlegten Bodenbearbeitungswerten verglichen wird und dass abhängig von dem Vergleich eine aktuelle Eingangsgröße geändert oder eine Änderung einem Bohrgerätefahrer empfohlen wird. Erkennt beispielsweise die Steuer- und Auswerteeinheit durch einen Vergleich der Eingangsgröße, etwa des Drehmomentes, mit einer resultierenden Ausgangsgröße, also einer sich einstellenden Drehzahl des Bohrwerkzeuges oder des Fräsrades, dass eine Bodenschicht mit geänderter Festigkeit und damit mit einem anderen Bodenbearbeitungswert durchörtert wird, kann die Steuer- und Auswerteeinheit entsprechend dem aktuell ermittelten Bodenbearbeitungswert die Eingangsgrößen ändern. Wird dabei ein Datensatz mit einem gleichen oder ähnlichen Bodenbearbeitungswert in der Datenbank ermittelt, so kann die Steuer- oder Auswerteeinheit die Eingangsgröße entsprechend dem festgestellten Datensatz ändern, oder dem Gerätefahrer beispielsweise an einem Monitor anzeigen. In einem Automatikmodus kann die bisherige Eingangsgröße durch die geeignetere Eingangsgröße für den Bodenbearbeitungswert ersetzt werden. In diesem Fall würde also ein anliegendes Drehmoment abhängig von dem festgestellten Bodenbearbeitungswert nach Auswertung der Datenbank geändert werden.
  • Insbesondere beim Durchörtern eines Bodens mit verschiedenen Bodenschichten ist es nach einer Verfahrensvariante der Erfindung vorteilhaft, dass anhand der bei der Bodenbearbeitung über die Vortriebsstrecke ermittelten Bodenbearbeitungswerte ein Bodenprofil durch die Auswerte- und Steuereinheit ermittelt und gespeichert wird. Dabei kann entsprechend hinterlegten Daten in der Datenbank einem Bodenbearbeitungswert eine bestimmte Bodenart, etwa Lehm, Sand, Kies, Gestein etc. zugeordnet werden. Über eine vorzugsweise vorhandene Datenfernverbindung können diese Werte und damit auch ein Bodenprofil über die Steuer- und Auswerteeinheit von einer Zentrale aus abgefragt werden. Damit kann ein Baugerät nicht nur zum Bearbeiten des Bodens verwendet werden, sondern es kann auch als ein Sondierungs- oder Analysewerkzeug zum Erkunden eines Bodenprofils eingesetzt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, dass durch die Steuer- und Auswerteeinheit für das Bodenprofil bevorzugte Eingangsgrößen über die Vortriebsstrecke ermittelt und als ein Datensatz in der Datenbank hinterlegt werden. So kann beispielsweise ein Musterdatensatz für eine Bohrung an einer Baustelle erstellt werden, wobei beispielsweise bis zu einer ersten Bohrtiefe ein erstes Drehmoment und eine erste Vorschubkraft, anschließend bis zu einer zweiten Bohrtiefe ein zweites Drehmoment mit einer zweiten Vorschubkraft und so weiter abgespeichert werden. Ein derartiger Datensatz für eine Bohrung oder einen Schlitz kann dann für eine weitere Bohrung an der gleichen Baustelle abgerufen werden. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass an einer Baustelle sich ein Bodenprofil nicht oder kaum ändert, insbesondere wenn Bohrungen oder Schlitze nahe beieinander erstellt werden. Dies ist häufig beim Erzeugen von Pfahlwänden oder Schlitzwänden der Fall. Anhand der Daten der Musterbohrung oder des Musterschlitzes können so effektiv die weiteren Bohrungen oder Schlitze auch von weniger erfahrenen Geräteführern erstellt werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Steuer- und Auswerteeinheit für ein Bodenprofil verschiedene Datensätze ermittelt und speichert, welche vorzugsweise hinsichtlich einem schnellen Vortrieb oder einer verschleißschonenden Drehzahl ermittelt und unterschieden werden. Dabei ist berücksichtigt, dass es bei der Bodenbearbeitung keine allgemeine optimale Parametereinstellung für die Eingangsgrößen gibt. Vielmehr hängen die bevorzugten Eingangsgrößen von bestimmten Gesichtspunkten oder Zielsetzungen bei der Bodenbearbeitung ab. Es kann etwa eine besonders schnelle Bodenbearbeitung, also ein schneller Vortrieb, erwünscht sein, so dass höhere Drehzahlen oder höhere Vorschubkräfte vorzusehen sind im Gegensatz zu einer möglichst verschleißarmen oder energiesparenden Bodenbearbeitung. Es können auch andere Zielsetzungen vorgegeben sein, etwa ein lärmschonendes Arbeiten. Für einen festgestellten Bodenbearbeitungswert können also unterschiedliche Datensätze für unterschiedliche Zielsetzungen abgespeichert werden, welche etwa unter effizientem Vortrieb, besonders verschleißarm, energiesparend oder lärmemissionsarm kategorisiert sind.
  • Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren bei den verschiedenen Bodenbearbeitungsvarianten einsetzbar. Eine besonders bevorzugte Verfahrensvariante besteht darin, dass als Bodenbearbeitung ein Bohren mit einem Bohrwerkzeug durchgeführt wird. Das Bohren kann dabei ein kontinuierliches Bohren, etwa mit einer Endlosschnecke, oder ein diskontinuierliches Bohren, etwa mit einem Bohreimer oder einer einfachen Bohrschnecke sein. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch beim Doppelkopfbohren einsetzbar, bei welchem mindestens zwei Drehantriebseinheiten vorgesehen sind. Dabei kann eine erste Drehantriebseinheit für ein innenliegendes Bohrwerkzeug vorgesehen sein, während eine weitere Drehantriebseinheit für ein außenliegendes Bohrrohr angeordnet ist. Bei einem Bohren in den Boden ist auch ein Gesteinsbohren mit umfasst, welches etwa bei einem Anker- oder HDI-Bohren in eine etwa vertikale Wand oder sogar am Deckenbereich in einem Tunnel durchgeführt werden kann.
  • Eine weitere bevorzugte Verfahrensvariante kann darin gesehen werden, dass als Bodenbearbeitung ein Fräsen mit einer Schlitzwandfräse durchgeführt wird. Eine Schlitzwandfräse weist mindestens ein Paar, vorzugsweise zwei Paare, von drehend angetriebenen Fräsrädern auf. Das Fräsen eines Frässchlitzes kann dabei in einem Einphasen-, Zweiphasen- oder einem CSM®-Verfahren durchgeführt werden, bei welchem in-situ in dem Frässchlitz durch die Fräse eine Bodenmörtelmischung hergestellt wird. Es können ein oder mehrere Fräsradantriebe vorgesehen sein.
  • Beim Bohren oder Fräsen kann bei der erfindungsgemäßen Steuer- und Auswerteeinheit auch eine Zuführung von Bindemittel-, Spül- und/oder Stützsuspension mit berücksichtigt sein. Insbesondere bei einem CSM®-Fräsverfahren kann bei einer Änderung der Drehzahl und der Vortriebsgeschwindigkeit eine Anpassung der Zuführung von Stütz- und Bindemittelsuspension zweckmäßig sein.
  • Das erfindungsgemäße Baugerät zur Bodenbearbeitung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- und Auswerteeinheit vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, bei der Bodenbearbeitung mindestens eine Eingangsgröße der Drehantriebseinheit und/oder der Vorschubeinheit zu erfassen und zu speichern, mindestens eine resultierende Ausgangsgröße an dem Bodenbearbeitungswerkzeug zu erfassen und zu speichern und die mindestens eine Eingangsgröße in Bezug zu setzen mit der resultierenden Ausgangsgröße, wobei ein Bodenbearbeitungsgerät ermittelbar und abspeicherbar ist.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Baugerät kann insbesondere das zuvor beschriebene Verfahren zur Bodenbearbeitung durchgeführt werden. Es können dabei die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.
  • Es können die verschiedensten Baugeräte zur Bodenbearbeitung und insbesondere zum Bodenabtrag eingesetzt werden. Ein besonders bevorzugtes Baugerät nach der Erfindung ist es, dass dieses ein Bohrgerät ist, bei welchem ein Bohrwerkzeug mittels der mindestens einen Drehantriebseinheit drehend angetrieben ist. Das Bohrwerkzeug kann dabei ein Bohreimer oder eine Bohrschnecke sein, welche vorzugsweise vertikal entlang eines Mastes oder eines Mäklers verfahrbar sind. Das Bohrgerät kann auch eine im Raum mehrachsig verstellbare Bohrlafette aufweisen, etwa wie es beim Ankerbohren oder beim HDI-Bohren zur Anwendung kommt. Grundsätzlich sind alle Bohrgeräte anwendbar, etwa zum Doppelkopfbohren oder Bohrgeräte mit Verrohrungsmaschine, bei welcher Bohrrohre in den Boden einbringbar sind.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass dieses eine Schlitzwandfräse ist, bei welcher Fräsräder mittels der mindestens einen Drehantriebseinheit angetrieben sind. Die Schlitzwandfräse weist dabei ein oder mehrere Fräsradpaare am unteren Ende eines Fräsrahmens auf. Der Fräsrahmen kann an einem Seil aufgehängt und über entsprechende Führungsplatten am Fräsrahmen im Frässchlitz geführt sein. Alternativ kann die Schlitzwandfräse auch an einer Führungsstange geführt und bewegbar sein.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Bodenbearbeitung mit einem Baugerät, welches mindestens eine Drehantriebseinheit zum drehenden Antreiben eines Bodenbearbeitungswerkzeugs und mindestens eine Vorschubeinheit aufweist, mit welcher das Bodenbearbeitungswerkzeug in den Boden eingebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuer- und Auswerteeinheit vorgesehen ist, mit welcher
    - bei der Bodenbearbeitung mindestens eine Eingangsgröße der Drehantriebseinheit und/oder der Vorschubeinheit erfasst und gespeichert wird,
    - mindestens eine resultierende Ausgangsgröße an dem Bodenbearbeitungswerkzeug erfasst und gespeichert wird und
    - die mindestens eine Eingangsgröße in Bezug gesetzt wird mit der resultierenden Ausgangsgröße, wobei ein Bodenbearbeitungswert ermittelt und abgespeichert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mindestens eine Eingangsgröße und/oder die mindestens eine Ausgangsgröße über die Zeit und/oder die Vortriebsstrecke erfasst und gespeichert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Eingangsgröße ein Drehmoment der Drehantriebseinheit, eine Vorschubkraft der Vorschubeinheit und/oder ein Druck oder ein Volumen in einem hydraulischen System zum Antreiben der Drehantriebseinheit und/oder der Vorschubeinheit ausgewählt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Ausgangsgröße eine Drehzahl und/oder eine Vorschubgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungswerkzeugs ausgewählt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuer- und Auswerteeinheit eine Datenbank aufweist, in welcher bevorzugte Eingangsgrößen für bestimmte Bodenbearbeitungswerte hinterlegt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Steuer- und Auswerteeinheit ein aktueller Bodenbearbeitungswert mit in der Datenbank hinterlegten Bodenbearbeitungswerten verglichen wird und dass abhängig von dem Vergleich eine aktuelle Eingangsgröße geändert oder eine Änderung einem Gerätefahrer empfohlen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass anhand der bei der Bodenbearbeitung über die Vortriebsstrecke ermittelten Bodenbearbeitungswerte ein Bodenprofil durch die Auswerte- und Steuereinheit ermittelt und gespeichert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Steuer- und Auswerteeinheit für das Bodenprofil bevorzugte Eingangsgrößen über die Vortriebsstrecke ermittelt und als ein Datensatz in der Datenbank hinterlegt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuer- und Auswerteeinheit für das Bodenprofil verschiedene Datensätze ermittelt und gespeichert werden, welche vorzugsweise hinsichtlich einem schnellen Vortrieb oder einer verschleißschonenden Drehzahl ermittelt und unterschieden werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Bodenbearbeitung ein Bohren mit einem Bohrwerkzeug durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dass als Bodenbearbeitung ein Fräsen mit einer Schlitzwandfräse durchgeführt wird.
  12. Baugerät zur Bodenbearbeitung, insbesondere nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer Drehantriebseinheit zum drehenden Antreiben eines Bodenbearbeitungswerkzeuges und einer Vorschubeinheit, mit welcher das Bodenbearbeitungswerkzeug in einer Vortriebsrichtung in den Boden einbringbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuer- und Auswerteeinheit vorgesehen ist, welche ausgebildet ist,
    - bei der Bodenbearbeitung mindestens eine Eingangsgröße der Drehantriebseinheit und/oder der Vorschubeinheit zu erfassen und zu speichern,
    - mindestens eine resultierende Ausgangsgröße an dem Bodenbearbeitungswerkzeug zu erfassen und zu speichern und
    - die mindestens eine Eingangsgröße in Bezug zu setzen mit der resultierenden Ausgangsgröße, wobei ein Bodenbearbeitungswert ermittelbar und abspeicherbar ist.
  13. Baugerät nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dieses ein Bohrgerät ist, bei welchem ein Bohrwerkzeug mittels der mindestens einen Drehantriebseinheit drehend angetrieben ist.
  14. Baugerät nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dieses eine Schlitzwandfräse ist, bei welcher Fräsräder mittels der mindestens einen Drehantriebseinheit angetrieben sind.
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