EP3819434A1 - Verfahren und schlitzwandfräsvorrichtung zum erstellen eines frässchlitzes im boden - Google Patents
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- EP3819434A1 EP3819434A1 EP19207471.4A EP19207471A EP3819434A1 EP 3819434 A1 EP3819434 A1 EP 3819434A1 EP 19207471 A EP19207471 A EP 19207471A EP 3819434 A1 EP3819434 A1 EP 3819434A1
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- 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
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- E02F5/145—Component parts for trench excavators, e.g. indicating devices travelling gear chassis, supports, skids control and indicating devices
Definitions
- the invention relates to a method for creating a milling trench in the ground by means of a trench wall cutting device which has a trench wall cutter and a support device which is designed to raise and lower the trench wall cutter, the trench wall cutter being connected to the support device at its upper end and at its lower end has at least one milling wheel, which is rotatably mounted and can be driven in rotation via a rotary drive for removing soil material, a setpoint value for an advance speed of the trench wall cutter when removing soil material can be specified in a control unit, by means of which the trench cutter is lowered into the ground by the support device is controlled, according to the preamble of claim 1.
- the invention further relates to a trench wall milling device with a trench wall cutter and a support device which is designed to raise and lower the trench wall cutter into the ground, the trench wall cutter being connected at its upper end to a support device and at its lower end having at least one milling wheel which can be rotated and is driven in rotation via a rotary drive for removing soil material, a control unit also being provided, by means of which lowering of the trench wall cutter by the support device into the ground can be controlled, with a setpoint value for a forward speed of the trench wall cutter when removing soil material in the control unit can be entered, according to the preamble of claim 10.
- a generic method is based on the EP 0 790 356 B1 emerged.
- a trench wall milling machine is lowered into the ground at a target rate of advance.
- the target advance speed is entered into a control device.
- a load on the trench cutter is recorded by the control device. If the load on the trench wall cutter and thus a certain pressure on the cutting wheels is exceeded, the advance speed of the trench wall cutter is reduced. This is to avoid overloading the milling wheels during milling operation.
- a force on the milling winch or a support cable of the trench wall cutter is therefore usually recorded.
- other factors also have a not inconsiderable influence on this force value, such as the friction of the cutter on the trench walls and the way in which the trench is filled with a supporting liquid.
- a corresponding safety factor must be taken into account for the measured load value. This makes it more difficult to operate the trench wall milling device at an upper performance limit at which a high milling progress is guaranteed with a simultaneous low wear.
- the invention is based on the object of specifying a method and a trench wall milling device for creating a milling slot in the ground, with which a trench wall milling device can be operated particularly efficiently.
- the method according to the invention is characterized in that the advance speed is controlled as a function of a speed and / or a torque of the at least one cutting wheel by means of the control unit, with the advance speed of the trench wall cutter compared to the Setpoint for the advance speed is changed, in particular reduced.
- the invention is based on the knowledge that the rotational movement of the at least one cutting wheel can be used to control or regulate the advance speed.
- the rotational speed and / or the torque of the milling wheel can be considered under the rotational movement of the milling wheel. If the advance speed is too high for a pending soil layer, the speed of the milling wheel is reduced and a torque applied to the milling wheel increases. If the speed drops, there are no longer any favorable cutting conditions for a high removal rate. Likewise, if the torque increases, the load on the milling gear and the cutting teeth increases and there is a risk of tooth breakage. The rotary movement thus allows a very good conclusion as to whether a preselected target advance speed for an upcoming soil layer is too high or, if necessary, also too low. In addition to a reduction in the rate of advance, an increase can also be provided.
- a limit value in the context of the invention can be understood to mean not only a specific individual value, but also a limit range with a range of values.
- the invention is further based on the knowledge that a rotary movement and in particular a speed and / or a torque of the at least one milling wheel can be detected relatively easily and precisely compared to a load. This enables a very precise and also fast control or regulation of a trench wall cutter when removing soil material. The invention thus enables even an inexperienced machine operator to work close to the performance limit of a trench wall cutter, so that efficient milling can be achieved with a high daily output.
- a preferred embodiment of the invention consists in that when the limit value for the speed or the torque is reached, the advance speed of the trench wall cutter is reduced until the speed is above again a predetermined speed limit value or the torque is below a predetermined torque limit value.
- the trench wall cutter can thus be operated with a relatively high target rate of advance and with a relatively high load. If the speed drops below a predetermined limit value or the torque increases above a predetermined limit value, the control unit is designed so that the propulsion speed is changed, in particular reduced, until the speed is above a predetermined speed limit value or the torque is below a specified torque limit value is. With a reduction in the advance speed, the load on the trench wall cutter is usually also reduced. In this way, the load on the at least one milling wheel can be relieved, so that there is an increase in speed or a reduced torque requirement.
- the advance speed of the trench wall cutter is increased up to the setpoint value for the advance speed when the speed is above the speed limit value or the torque is below the torque limit value.
- the advance speed can be regulated depending on the measured speed or the measured torque.
- the limit value at which the propulsion speed is reduced when it is reached can be equal to the speed limit value or the torque limit value at which the propulsion speed is increased again.
- these limit values can also be different and form a limit range. This counteracts the risk that the regulation of the system will start to oscillate.
- the advance speed can furthermore be expedient for the advance speed to continue to be controlled as a function of a load on the trench wall cutter.
- the surcharge can be recorded as an additional measured value, with a limit value for an upper surcharge or a lower surcharge likewise being able to be entered into the control unit, at which the advance speed is reduced or increased.
- a particularly good control or regulation of the trench wall cutter is achieved according to a further development of the invention in that the speed or the torque is recorded directly and a measured value for this is fed to the control unit.
- the speed is detected by means of a speed pickup or the torque is detected by means of a torque pickup.
- Speed sensors are well known and can, in particular, detect a speed, for example on a drive shaft, without contact. Detection can take place optically, inductively, magnetically or in any other known manner.
- known torque transducers can be provided, for example, on a drive shaft of the milling wheel. Known torque transducers can work electronically with one or more strain gauges on a shaft, for example.
- a further development of the method according to the invention can provide for the speed and / or the torque to be recorded indirectly. In this way, measuring devices directly on the milling wheel or milling wheel drive can be avoided in particular.
- a power consumption of the rotary drive is measured in order to detect the speed and / or the torque. If, for example, the milling wheel hits a firmer soil layer at a given advance speed, this can be detected from an increase in the power consumption of the rotary drive. This is basically possible with all types of drive, for example also with an electric rotary drive.
- a preferred embodiment variant of the invention consists in that the rotary drive is operated hydraulically with a hydraulic circuit, a pressure or a pressure change in the hydraulic circuit being detected.
- the pressure that is applied to the hydraulic pumps of the hydraulic circuit can be used to control or regulate the advance speed. If, for example, the torque rises above a defined limit value and thus the pressure applied to the hydraulic pumps, the propulsion speed can be reduced.
- a limit value can preferably be approx. 10% below the pressure for a maximum speed or a maximum torque in order to still have sufficient reserve when operating the milling wheels.
- control unit can be designed in such a way that when the at least one cutting wheel is completely blocked, the trench wall cutter is slightly raised by the control unit by means of the support device. This reduces the contact force and thus the required torque. The milling wheels can then start rotating again.
- the invention is characterized in that the control unit is designed to control the advance speed as a function of a speed and / or a torque of the at least one cutting wheel and to specify a limit value for the speed and / or the torque Limit value for the speed or for the torque, the advance speed of the trench wall cutter can be reduced compared to the setpoint for the advance speed.
- controlling in the context of the invention is to be understood broadly and can also include regulating.
- the method described above can be carried out with the trench wall cutter according to the invention.
- the advantages described above can be achieved.
- the support device is a carrier device with a support cable or a support rod, the trench wall cutter being suspended vertically adjustable on the support cable or the support rod.
- the support cable or the support rod form a support element with which the trench wall cutter can be sunk vertically into the ground.
- the support device can have a winch for the support cable or a linear drive, in particular a hydraulic cylinder device, for the support rod.
- a load can be applied by a force transducer on the winch or a pressure sensor in the hydraulic system of the hydraulic cylinder.
- the trench wall cutting device can be designed with only one cutting wheel or with a pair of two cutting wheels.
- Appropriate operation of the trench wall cutting device results from the fact that a total of four cutting wheels are provided which are arranged in pairs next to each other.
- the axis of the at least one cutting wheel is directed transversely to the direction of advance, in particular horizontally. If there are two pairs of milling wheels, the two milling wheels of a milling wheel pair rotate around the same milling wheel axis.
- the milling wheel axles of the two milling wheel pairs are arranged parallel and spaced from one another.
- the trench wall milling device 10 has a support device 20 with a support device 22 which is provided with a crawler track.
- a mast 24 is mounted in an approximately vertical direction, over the mast head of which a support cable 26 is guided.
- a basically known trench wall cutter 30 with a scaffold-like milling frame 32 is suspended from the free end of the support cable 26.
- the support cable 26 is connected to the trench wall cutter 30 at an upper end thereof.
- the other end of the support cable 26 is led to a winch 28, which is only indicated, on the carrier device 22. By means of the winch 28, the trench wall cutter 30 can be raised and lowered vertically.
- a total of four milling wheels 34 are arranged in pairs, as is only shown schematically in the figure.
- the milling wheels 34 can be set in rotary motion via a rotary drive 36, indicated schematically in the figure, on the milling frame 32, which is hydraulically driven.
- a rotary drive 36 indicated schematically in the figure, on the milling frame 32, which is hydraulically driven.
- An advance speed of the trench wall cutter 30 can be determined, for example, on the winch 28 by measuring the winch rotation over time.
- a setpoint value for the advance speed can be entered in a control unit on the carrier device 22, as a result of which, for example, the winch 28 is controlled accordingly.
- a speed and / or a torque of the milling wheels 34 can also be recorded directly or indirectly via the pressure on the hydraulic units, which are also arranged on the carrier device 22. If the speed of the cutting wheels 34 falls below a predetermined limit value at a given advance speed of the trench wall cutter 30, a drive for the winch 28 can be activated by the control unit in order to reduce the advance speed of the trench wall cutter 30. This reduction in the advance speed of the trench wall cutter 30 takes place until the speed of the cutting wheels 34 again exceeds a speed limit value. The advance speed of the trench wall cutter 30 can then be increased again by the control unit by appropriate control of the winch 28 until the predefined advance rate of the trench wall cutter 30 is reached. As an alternative or in addition, a control or regulation can also take place, taking into account the torque at the milling wheels 34.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes im Boden mittels einer Schlitzwandfräsvorrichtung, welche eine Schlitzwandfräse und eine Trageinrichtung aufweist, welche zum Heben und Absenken der Schlitzwandfräse ausgebildet ist, wobei die Schlitzwandfräse an ihrem oberen Ende mit der Trageinrichtung verbunden ist und an ihrem unteren Ende mindestens ein Fräsrad aufweist, welches drehbar gelagert und über einen Drehantrieb zum Abtragen von Bodenmaterial drehend antreibbar ist, wobei ein Sollwert für eine Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse beim Abtragen von Bodenmaterial in einer Steuereinheit vorgebbar ist, durch welche ein Absenken der Schlitzwandfräse durch die Trageinrichtung in den Boden gesteuert wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schlitzwandfräsvorrichtung mit einer Schlitzwandfräse und einer Trageinrichtung, welche zum Heben und Absenken der Schlitzwandfräse in den Boden ausgebildet ist, wobei die Schlitzwandfräse an ihrem oberen Ende mit einer Trageinrichtung verbunden ist und an ihrem unteren Ende mindestens ein Fräsrad aufweist, welches drehbar gelagert und über einen Drehantrieb zum Abtragen von Bodenmaterial drehend angetrieben ist, wobei weiterhin eine Steuereinheit vorgesehen ist, durch welche ein Absenken der Schlitzwandfräse durch die Trageinrichtung in den Boden steuerbar ist, wobei ein Sollwert für eine Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse beim Abtragen von Bodenmaterial in die Steuereinheit eingebbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.
- Ein gattungsgemäßes Verfahren geht aus der
EP 0 790 356 B1 hervor. Bei dieser bekannten Schlitzwandfräsvorrichtung wird eine Schlitzwandfräse mit einer Soll-Vortriebsgeschwindigkeit in den Boden abgesenkt. Die Soll-Vortriebsgeschwindigkeit wird in eine Steuereinrichtung eingegeben. Dabei wird durch die Steuereinrichtung eine Auflast der Schlitzwandfräse erfasst. Wird eine Auflast der Schlitzwandfräse und damit eine bestimmte Andruckkraft auf die Fräsräder überschritten, wird die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse reduziert. So soll eine Überlastung der Fräsräder im Fräsbetrieb vermieden werden. - Die Erfassung einer Auflast auf einer Schlitzwandfräse beim Fräsen ist relativ aufwändig und auch mit Ungenauigkeit verbunden. Aufgrund des relativ hohen Gewichtes einer Schlitzwandfräse ist diese beim Absenken in den Boden und beim Abtragen von Bodenmaterial stets mit einer gewissen Zugkraft zu beaufschlagen, mit welcher die Fräsräder von einem Teil der anstehenden Gewichtskraft der Schlitzwandfräse entlastet werden.
- Zur Bestimmung der Auflast wird daher üblicherweise eine Kraft an der Fräsenwinde oder einem Tragseil der Schlitzwandfräse erfasst. Allerdings haben auf diesen Kraftwert auch weitere Faktoren, etwa die Reibung der Fräse an den Schlitzwänden und die Art der Befüllung des Schlitzes mit einer Stützflüssigkeit, einen nicht unerheblichen Einfluss. Zur Vermeidung einer Überlastung der Fräsräder, welche zu einem erhöhten Verschleiß oder zur Zerstörung der Fräszähne führen können, ist bei dem gemessenen Auflastwert ein entsprechender Sicherheitsfaktor zu berücksichtigen. Hierdurch wird es erschwert, die Schlitzwandfräsvorrichtung an einer oberen Leistungsgrenze zu betreiben, bei welcher ein hoher Fräsfortschritt bei einem gleichzeitig geringen Verschleiß gewährleistet ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schlitzwandfräsvorrichtung zum Erstellen eines Frässchlitzes im Boden anzugeben, mit welchen eine Schlitzwandfräsvorrichtung besonders effizient betrieben werden kann.
- Die Aufgabe wird zum einen mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und zum anderen mit einer Schlitzwandfräsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebsgeschwindigkeit abhängig von einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment des mindestens einen Fräsrades mittels der Steuereinheit gesteuert wird, wobei bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes für die Drehzahl und/oder für das Drehmoment die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse gegenüber dem Sollwert für die Vortriebsgeschwindigkeit geändert, insbesondere reduziert wird.
- Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zur Steuerung oder Regelung der Vortriebsgeschwindigkeit die Drehbewegung des mindestens einen Fräsrades herangezogen werden kann. Unter Drehbewegung des Fräsrades können insbesondere die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Fräsrades erachtet werden. Ist die Vortriebsgeschwindigkeit für eine anstehende Bodenschicht zu hoch, so reduziert sich die Drehzahl des Fräsrades und ein an dem Fräsrad anstehendes Drehmoment steigt an. Sinkt die Drehzahl, liegen keine günstigen Schnittbedingungen mehr für eine hohe Abtragsleistung vor. Ebenso erhöht sich bei einer Steigerung des Drehmoments eine Belastung des Fräsradgetriebes und der Abtragszähne und es besteht die Gefahr eines Zahnbruchs. Damit lässt die Drehbewegung einen sehr guten Rückschluss zu, ob eine vorgewählte Soll-Vortriebsgeschwindigkeit für eine anstehende Bodenschicht zu hoch oder gegebenenfalls auch zu gering ist. Neben einer Reduzierung der Vortriebsgeschwindigkeit kann auch eine Erhöhung vorgesehen sein. Unter einem Grenzwert im Sinne der Erfindung kann nicht nur ein bestimmter Einzelwert, sondern auch ein Grenzbereich mit einem Wertebereich verstanden werden.
- Dabei beruht die Erfindung weiterhin auf der Erkenntnis, dass sich eine Drehbewegung und insbesondere eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des mindestens einen Fräsrades im Vergleich zu einer Auflast relativ einfach und präzise erfassen lässt. Dies ermöglicht eine sehr exakte und auch schnelle Steuerung oder auch Regelung einer Schlitzwandfräse beim Abtragen von Bodenmaterial. Damit ermöglicht die Erfindung selbst einem ungeübten Gerätefahrer ein Arbeiten nahe an der Leistungsgrenze einer Schlitzwandfräse, so dass sich ein effizientes Fräsen mit einer hohen Tagesleistung erreichen lässt.
- Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass bei Erreichung des Grenzwertes für die Drehzahl beziehungsweise des Drehmoments die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse soweit reduziert wird, bis die Drehzahl wieder über einem vorgegebenen Drehzahl-Grenzwert beziehungsweise das Drehmoment unterhalb eines vorgegebenen Drehmoment-Grenzwertes liegt. Die Schlitzwandfräse kann so mit einer relativ hohen Soll-Vortriebsgeschwindigkeit und mit einer relativ hohen Auflast betrieben werden. Sinkt dabei die Drehzahl unter einen vorgegebenen Grenzwert ab oder steigt das Drehmoment über einen vorgegebenen Grenzwert an, so ist die Steuereinheit so ausgelegt, dass die Vortriebsgeschwindigkeit geändert, insbesondere reduziert wird, bis die Drehzahl wieder über einen vorgegebenen Drehzahl-Grenzwert beziehungsweise das Drehmoment unterhalb eines vorgegebenen Drehmoment-Grenzwertes liegt. Mit einer Reduzierung der Vortriebsgeschwindigkeit reduziert sich auch üblicherweise die Auflast auf die Schlitzwandfräse. Auf diese Weise kann das mindestens eine Fräsrad entlastet werden, so dass es zu einem Drehzahlanstieg beziehungsweise zu einem reduzierten Drehmomentbedarf kommt.
- Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse bis zum Sollwert für die Vortriebsgeschwindigkeit erhöht wird, wenn die Drehzahl über dem Drehzahl-Grenzwert beziehungsweise das Drehmoment unter dem Drehmoment-Grenzwert liegt. Es kann so eine Regelung der Vortriebsgeschwindigkeit abhängig von der gemessenen Drehzahl beziehungsweise dem gemessenen Drehmoment erfolgen. Der Grenzwert, bei dessen Erreichen die Vortriebsgeschwindigkeit reduziert wird, kann dabei gleich dem Drehzahl-Grenzwert beziehungsweise dem Drehmoment-Grenzwert sein, bei welchem wieder eine Erhöhung der Vortriebsgeschwindigkeit erfolgt. Vorzugsweise können diese Grenzwerte jedoch auch unterschiedlich sein und bilden einen Grenzbereich. Hierdurch wird der Gefahr entgegengewirkt, dass die Regelung des Systems in Schwingung gerät.
- Für einen effizienten Fräsbetrieb kann es weiter zweckmäßig sein, dass die Vortriebsgeschwindigkeit weiterhin abhängig von einer Auflast der Schlitzwandfräse gesteuert wird. Die Auflast kann dabei als ein zusätzlicher Messwert erfasst werden, wobei ebenfalls ein Grenzwert für eine obere Auflast oder eine untere Auflast in die Steuereinheit eingebbar sind, bei denen die Vortriebsgeschwindigkeit reduziert oder erhöht wird.
- Eine besonders gute Steuerung oder Regelung der Schlitzwandfräse wird nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt, dass die Drehzahl oder das Drehmoment direkt erfasst und ein Messwert hierzu der Steuereinheit zugeleitet werden.
- Besonders bevorzugt ist es dabei, dass die Drehzahl mittels eines Drehzahlaufnehmers beziehungsweise das Drehmoment mittels eines Drehmomentaufnehmers erfasst wird. Drehzahlaufnehmer sind hinlänglich bekannt und können insbesondere berührungsfrei eine Drehzahl etwa an einer Antriebswelle erfassen. Eine Erfassung kann optisch, induktiv, magnetisch oder in einer sonstigen bekannten Weise erfolgen. In entsprechender Weise können bekannte Drehmomentaufnehmer etwa an einer Antriebswelle des Fräsrades vorgesehen sein. Bekannte Drehmomentaufnehmer können beispielsweise elektronisch mit einem oder mehreren Dehnungsmessstreifen an einer Welle arbeiten.
- Alternativ oder ergänzend kann es nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass die Drehzahl und/oder das Drehmoment indirekt erfasst werden. Hierdurch können insbesondere Messeinrichtungen unmittelbar am Fräsrad oder Fräsradgetriebe vermieden werden.
- Besonders bevorzugt ist es dabei, dass zum Erfassen der Drehzahl und/oder des Drehmoments eine Leistungsaufnahme des Drehantriebes gemessen wird. Trifft beispielsweise das Fräsrad bei einer vorgegebenen Vortriebsgeschwindigkeit auf eine festere Bodenschicht, so kann dies an einer Erhöhung der Leistungsaufnahme des Drehantriebs erfasst werden. Dies ist grundsätzlich bei allen Antriebsarten möglich, so etwa auch bei einem elektrischen Drehantrieb.
- Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, dass der Drehantrieb hydraulisch mit einem Hydraulikkreislauf betrieben wird, wobei ein Druck oder eine Druckänderung in dem Hydraulikkreislauf erfasst wird. Bei Schlitzwandfräsen mit hydraulischem Antrieb kann der Druck, welcher an Hydraulikpumpen des Hydraulickreislaufes ansteht, für eine Steuerung beziehungsweise Regelung der Vortriebsgeschwindigkeit herangezogen werden. Steigt etwa das Drehmoment über einen definierten Grenzwert und damit der an den Hydraulikpumpen anstehende Druck, so kann die Vortriebsgeschwindigkeit zurückgenommen werden. Ein Grenzwert kann dabei vorzugsweise ca. 10% unter dem Druck für eine maximale Drehzahl oder ein maximales Drehmoment liegen, um noch ausreichend Reserve beim Betrieb der Fräsräder zu haben.
- Weiterhin kann die Steuereinheit so ausgelegt sein, dass bei einem vollständigen Blockieren des mindestens einen Fräsrades die Schlitzwandfräse durch die Steuereinheit mittels der Trageinrichtung leicht angehoben wird. Hierdurch verringert sich die Aufstandskraft und damit das erforderliche Drehmoment. Die Fräsräder können so wieder anfangen, sich zu drehen.
- Hinsichtlich der Schlitzwandfräsvorrichtung ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zum Steuern der Vortriebsgeschwindigkeit abhängig von einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment des mindestens einen Fräsrades und zum Vorgeben eines Grenzwertes für die Drehzahl und/oder das Drehmoment ausgebildet ist, wobei bei Erreichen des vorgegebenen Grenzwertes für die Drehzahl beziehungsweise für das Drehmoment die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse gegenüber dem Sollwert für die Vortriebsgeschwindigkeit reduzierbar ist. Der Begriff des Steuerns im Sinne der Erfindung ist breit zu verstehen und kann auch ein Regeln umfassen.
- Mit der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse kann insbesondere das zuvor beschriebene Verfahren durchgeführt werden. Es sind dabei die zuvor beschriebenen Vorteile erzielbar.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung kann darin gesehen werden, dass die Trageinrichtung ein Trägergerät mit einem Tragseil oder einer Tragstange ist, wobei die Schlitzwandfräse an dem Tragseil beziehungsweise der Tragstange vertikal verstellbar aufgehängt ist. Das Tragseil beziehungsweise die Tragstange bilden ein Tragelement, mit welchem die Schlitzwandfräse vertikal in den Boden abgeteuft werden kann. Die Trageinrichtung kann hierzu eine Winde für das Tragseil oder einen Linearantrieb, insbesondere eine Hydraulikzylindereinrichtung, für die Tragstange aufweisen. Eine Auflast kann dabei durch einen Kraftaufnehmer an der Winde oder einen Drucksensor im hydraulischen System des Hydraulikzylinders erfolgen.
- Grundsätzlich kann die Schlitzwandfräsvorrichtung nur mit einem Fräsrad oder mit einem Paar von zwei Fräsrädern ausgebildet sein. Ein zweckmäßiger Betrieb der Schlitzwandfräsvorrichtung ergibt sich dadurch, dass insgesamt vier Fräsräder vorgesehen sind, welche paarweise nebeneinander angeordnet sind. Die Achse des mindestens einen Fräsrades ist dabei quer zur Vortriebsrichtung, insbesondere horizontal gerichtet. Bei jeweils zwei Paaren von Fräsrädern drehen die zwei Fräsräder eines Fräsradpaares um die gleiche Fräsradachse. Die Fräsradachsen der beiden Fräsradpaare sind dabei parallel und voneinander beabstandet angeordnet.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, welches schematisch in der beigefügten Figur dargestellt ist. Die einzige beigefügte Figur zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung 10.
- Die Schlitzwandfräsvorrichtung 10 gemäß der Figur weist eine Trageinrichtung 20 mit einem Trägergerät 22 auf, welches mit einem Raupenfahrwerk versehen ist. An dem Trägergerät 22 ist ein Mast 24 etwa vertikal gerichtet gelagert, über dessen Mastkopf ein Tragseil 26 geführt ist.
- An dem freien Ende des Tragseiles 26 ist eine grundsätzlich bekannte Schlitzwandfräse 30 mit einem gerüstartigen Fräsrahmen 32 aufgehängt. Das Tragseil 26 ist an einem oberen Ende der Schlitzwandfräse 30 mit dieser verbunden. Das andere Ende des Tragseiles 26 ist zu einer nur angedeuteten Winde 28 am Trägergerät 22 geführt. Mittels der Winde 28 kann die Schlitzwandfräse 30 vertikal angehoben und abgesenkt werden.
- An einem unteren Ende des Fräsrahmens 32 der Schlitzwandfräse 30 sind insgesamt vier Fräsräder 34 jeweils paarweise angeordnet, wie nur schematisch in der Figur dargestellt ist. Über einen in der Figur schematisch angedeuteten Drehantrieb 36 am Fräsenrahmen 32, welcher hydraulisch angetrieben wird, können die Fräsräder 34 in Drehbewegung versetzt werden. Beim Ablassen der Schlitzwandfräse 30 in den Boden kann durch die drehenden Fräsräder 34 Bodenmaterial abgetragen werden.
- Eine Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse 30 kann beispielsweise an der Winde 28 durch Messung der Windendrehung über die Zeit ermittelt werden. In einer Steuereinheit am Trägergerät 22 kann ein Sollwert für die Vortriebsgeschwindigkeit eingegeben werden, wodurch beispielsweise die Winde 28 entsprechend angesteuert wird.
- Über die Steuereinheit kann weiter eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment der Fräsräder 34 direkt oder indirekt über den Druck an den Hydraulikaggregaten, welche ebenfalls am Trägergerät 22 angeordnet sind, erfasst werden. Sinkt bei einer vorgegebenen Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse 30 die Drehzahl an den Fräsrädern 34 unter einen vorgegebenen Grenzwert ab, so kann durch die Steuereinheit ein Antrieb der Winde 28 angesteuert werden, um die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse 30 herabzusetzen. Dieses Reduzieren der Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse 30 erfolgt solange, bis die Drehzahl der Fräsräder 34 wieder einen Drehzahl-Grenzwert übersteigt. Anschließend kann durch die Steuereinheit die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse 30 durch entsprechendes Ansteuern der Winde 28 wieder solange erhöht werden, bis die vorgegebene Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse 30 erreicht ist. Eine Steuerung beziehungsweise Regelung kann auch alternativ oder ergänzend unter Berücksichtigung des Drehmomentes an den Fräsrädern 34 erfolgen.
Claims (12)
- Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes im Boden mittels einer Schlitzwandfräsvorrichtung (10), welche eine Schlitzwandfräse (30) und eine Trageinrichtung (20) aufweist, welche zum Heben und Absenken der Schlitzwandfräse (30) ausgebildet ist,
wobei die Schlitzwandfräse (30) an ihrem oberen Ende mit der Trageinrichtung (20) verbunden ist und an ihrem unteren Ende mindestens ein Fräsrad (34) aufweist, welches drehbar gelagert und über einen Drehantrieb (36) zum Abtragen von Bodenmaterial drehend antreibbar ist,
wobei ein Sollwert für eine Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse (30) beim Abtragen von Bodenmaterial in einer Steuereinheit vorgebbar ist, durch welche ein Absenken der Schlitzwandfräse (30) durch die Trageinrichtung (20) in den Boden gesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vortriebsgeschwindigkeit abhängig von einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment des mindestens einen Fräsrades (34) mittels der Steuereinheit gesteuert wird, wobei bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes für die Drehzahl und/oder für das Drehmoment die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse (30) gegenüber dem Sollwert für die Vortriebsgeschwindigkeit geändert, insbesondere reduziert wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Erreichen des Grenzwertes für die Drehzahl beziehungsweise das Drehmoment die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse (30) soweit reduziert wird, bis die Drehzahl wieder über einem vorgegebenen Drehzahl-Grenzwert beziehungsweise das Drehmoment unterhalb eines vorgegebenen Drehmoment-Grenzwertes liegt. - Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse (30) bis zum Sollwert für die Vortriebsgeschwindigkeit erhöht wird, wenn die Drehzahl über dem Drehzahl-Grenzwert beziehungsweise das Drehmoment unter dem Drehmoment-Grenzwert liegt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vortriebsgeschwindigkeit weiterhin abhängig von einer Auflast der Schlitzwandfräse (30) gesteuert wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehzahl oder das Drehmoment direkt erfasst und ein Messwert hierzu der Steuereinheit zugeleitet wird. - Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehzahl mittels eines Drehzahlaufnehmers beziehungsweise das Drehmoment mittels eines Drehmomentaufnehmers erfasst wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehzahl und/oder das Drehmoment indirekt erfasst werden. - Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Erfassen der Drehzahl und/oder des Drehmoments eine Leistungsaufnahme des Drehantriebs (36) gemessen wird. - Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drehantrieb (36) hydraulisch mit einem Hydraulikkreislauf betrieben wird, wobei ein Druck oder eine Druckänderung in dem Hydraulikkreislauf erfasst wird. - Schlitzwandfräsvorrichtung, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Schlitzwandfräse (30) und einer Trageinrichtung (20), welche zum Heben und Absenken der Schlitzwandfräse (30) in den Boden ausgebildet ist,
wobei die Schlitzwandfräse (30) an ihrem oberen Ende mit einer Trageinrichtung (20) verbunden ist und an ihrem unteren Ende mindestens ein Fräsrad (34) aufweist, welches drehbar gelagert und über einen Drehantrieb (36) zum Abtragen von Bodenmaterial drehend angetrieben ist,
wobei weiterhin eine Steuereinheit vorgesehen ist, durch welche ein Absenken der Schlitzwandfräse (30) durch die Trageinrichtung (20) in den Boden steuerbar ist, wobei ein Sollwert für eine Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse (30) beim Abtragen von Bodenmaterial in die Steuereinheit eingebbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit zum Steuern der Vortriebsgeschwindigkeit abhängig von einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment des mindestens einen Fräsrades (34) und zum Vorgeben eines Grenzwertes für die Drehzahl und/oder das Drehmoment ausgebildet ist, wobei bei Erreichen des vorgegebenen Grenzwertes für die Drehzahl beziehungsweise für das Drehmoment die Vortriebsgeschwindigkeit der Schlitzwandfräse (30) gegenüber dem Sollwert für die Vortriebsgeschwindigkeit reduzierbar ist. - Schlitzwandfräsvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trageinrichtung (20) ein Trägergerät (22) mit einem Tragseil (26) oder einer Tragstange ist, wobei die Schlitzwandfräse (30) an dem Tragseil (26) beziehungsweise der Tragstange vertikal verstellbar aufgehängt ist. - Schlitzwandfräsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass insgesamt vier Fräsräder (34) vorgesehen sind, welche paarweise nebeneinander angeordnet sind.
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