EP4053342B1 - Schlitzwandfräsvorrichtung und verfahren zum fräsen eines frässchlitzes im boden - Google Patents

Schlitzwandfräsvorrichtung und verfahren zum fräsen eines frässchlitzes im boden Download PDF

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EP4053342B1
EP4053342B1 EP21160039.0A EP21160039A EP4053342B1 EP 4053342 B1 EP4053342 B1 EP 4053342B1 EP 21160039 A EP21160039 A EP 21160039A EP 4053342 B1 EP4053342 B1 EP 4053342B1
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EP
European Patent Office
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milling
diaphragm wall
frame unit
feed
wheels
Prior art date
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EP4053342C0 (de
EP4053342A1 (de
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Stefan Finkenzeller
Leonhard Weixler
Stefan Roth
Alexander Blatt
Christian Herrmann
Ulli Wiedenmann
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Bauer Maschinen GmbH
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Bauer Maschinen GmbH
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Priority to JP2023553112A priority patent/JP2024508029A/ja
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    • E02F5/02—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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    • E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
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    • 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
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    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/3604—Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3677—Devices to connect tools to arms, booms or the like allowing movement, e.g. rotation or translation, of the tool around or along another axis as the movement implied by the boom or arms, e.g. for tilting buckets

Definitions

  • the invention relates to a trench wall milling device with a trench wall milling machine, which has at least one milling frame unit and at least two milling wheels arranged in the longitudinal direction of the milling frame unit and is designed for milling a substantially vertical milling slot in the ground, a support structure for hanging the trench wall milling machine in a milling position and moving in a Essential vertical milling direction for creating the milling slot and a feed device for feeding the trench wall cutter in a feed direction which is directed transversely to the milling direction, according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a method for milling a milling slot in the ground with a trench wall milling device, in which a support structure and a feed device are arranged, a trench wall milling machine with at least one milling frame unit and milling wheels is fed to a work area with the feed device in a feed direction which is transverse to a Milling direction is directed, and the trench wall cutter is suspended on the supporting structure and moved in a substantially vertical milling direction, a milling slot being created in the ground by milling away soil material, according to the preamble of claim 9.
  • Diaphragm wall milling devices are used to create individual slots, diaphragm or sealing walls that can reach depths of up to 100 meters and more. Such diaphragm or sealing walls are used, for example, to support construction pits or to create a water barrier. It is also possible to mine mineral resources with such milling machines.
  • a compact trench wall milling device for creating slots is known.
  • This trench wall milling device has a rail-guided carriage with a frame and an extension arm, which is only slightly higher than a vertical length of the trench wall milling machine.
  • a cable drum for a support cable as well as connecting cables and a hose drum for a supply hose are stored close to the ground on the support frame.
  • the trench wall cutter is limited to the essential components, such as cutting wheels, drives and pumps, with a small guide frame.
  • a compact trench wall cutter is mounted in an adjustable manner beneath a yoke, which is formed by two carrier devices arranged next to one another.
  • the two carrier devices are connected to each other via a swivel joint with a vertical swivel axis.
  • an operating height is essentially limited by the height of the trench wall milling machine.
  • a trench wall cutter cannot be reduced in size as desired because a certain size is required for the cutting wheels, the drives, the pump and especially for a guide frame.
  • a generic milling device comes from the EP 3 719 207 A1 out.
  • a trench wall milling machine is divided into at least two milling modules, which are fed along a scaffold-like support structure with a guide device to a work area at which the individual milling modules are assembled to form the milling machine.
  • the individual milling modules are slidably suspended along rails along a ceiling area.
  • the invention is based on the object of specifying a trench wall milling device and a method for milling a milling slot in the ground, with which efficient milling is possible even in particularly confined spaces.
  • a trench wall milling device is characterized in that the feed device is designed to feed the at least one milling frame unit with the two milling wheels in a transverse feed position, the longitudinal direction of the milling frame unit being aligned parallel to the feed direction, and that a pivoting device is provided with which the Milling frame unit with the milling wheels can be pivoted from the transverse feed position into the essentially vertical milling position.
  • a basic idea of the invention can be seen in feeding at least one milling frame unit with the at least two milling wheels to a work area in a transverse feed position, that is to say in a lying position.
  • a trench wall cutter can also be used in very cramped conditions, such as in a tunnel or in buildings with low ceiling heights.
  • a rail track, roller carriers or other chassis can be used as a feed device.
  • the one or more milling frame units preferably rest on this so that a load can be easily absorbed by the ground.
  • the at least one milling frame unit can then be pivoted together with the milling wheels from the transverse or lying feed position into a vertical position by means of a pivoting device.
  • the pivoting is approximately 90°.
  • a longitudinal direction of the trench wall cutter is pivoted from a horizontal orientation into a vertical orientation in accordance with the milling direction.
  • Any suitable device can be used for the pivoting device, such as a lever and/or cable system.
  • a receiving recess can be provided in the floor, into which the at least one milling frame unit is pivoted.
  • the trench wall cutter is then suspended on a support structure with which the trench wall cutter can be moved in the vertical cutting direction and a cutting slot can be excavated by the rotatingly driven cutting wheels.
  • Supplying milling suspension and/or pumping out milled material with milling suspension can take place in a generally known manner via appropriate pump units.
  • the feed device has at least one rail along which the at least one milling frame unit can be displaced.
  • the at least one rail can be arranged on the floor or on a ceiling area.
  • several rails are provided, with the at least one milling frame unit itself being provided with skids or rollers or being mounted such that it can be moved along the at least two parallel rails via a corresponding carriage or a chassis.
  • the trench wall cutter is formed by a single cutter frame unit on which the cutter wheels are mounted.
  • the milling frame unit with the milling wheels mounted on it thus forms the trench wall milling machine, which can be pivoted into a milling position at the desired work location.
  • a receiving recess is made in the floor, in which the at least one milling frame unit with the milling wheels can be pivoted downwards into a vertical milling position.
  • the receiving recess can have a depth up to the height of the trench wall cutter and preferably include an arcuate side area for pivoting.
  • the pivoting device can be designed in any way for the arrangement according to the invention. According to a further development of the invention, it is advantageous that the pivoting device is arranged on the feed device and/or the supporting structure.
  • the pivoting device can have an active pivot drive, which has, for example, a cable winch and/or a cylinder, which can effect a desired pivoting movement on the at least one milling frame unit via a corresponding lever mechanism.
  • the pivoting device can also have one or more pivoting joints or pivotable tilts, with which a controlled pivoting movement of the milling frame unit can be carried out.
  • An edge of a receiving recess on the floor can be reinforced with a frame, in particular a swivel frame.
  • a further preferred embodiment of the invention is that several milling frame units are provided to form the trench wall cutter, the milling wheels being mounted on a milling frame unit and at least one further milling frame unit being detachably attached to it.
  • the individual milling frame units form modules, so to speak, which can be arranged and attached one above the other to form the trench wall milling machine as a whole.
  • the division of the trench wall milling machine into several modular milling frame units simplifies feeding in confined spaces.
  • the milling frame units are connected to the adjacent milling frame unit via at least one pivot joint.
  • the milling frame units can be delivered already connected to one another or can be connected to one another directly at the work site via the swivel joints.
  • the individual milling frame units can then be pivoted one after the other, preferably into a receiving recess, and due to the connection of the individual milling frame units via a lateral pivot joint, they can be tracked almost automatically.
  • the milling frame units can have essentially the same design. According to a further development of the invention, it is preferred that a first milling frame unit with the milling wheels and at least one further milling frame unit with a drive unit, a pump unit, a supply unit, guide plates and/or a holding device are provided.
  • the individual milling frame units each have a specific function in the assembled trench wall milling machine.
  • the trench wall cutter can consist of two, three or more Milling frame units can be composed, which are arranged one behind the other in a longitudinal direction of the trench wall cutter.
  • the trench wall cutter has two pairs of cutting wheels, each pair of cutting wheels being driven to rotate about a common cutting wheel axis.
  • the two milling wheel axes are arranged parallel and offset from one another.
  • the milling wheels can be driven in the same direction or in opposite directions.
  • a suction device and/or an introduction device for suspension is provided between the milling wheels.
  • the method according to the invention is characterized in that the feed device feeds the at least one milling frame unit with the milling wheels in a transverse feed position, with a longitudinal direction of the milling frame unit being directed parallel to the feed device, and in that the at least one milling frame unit with the milling wheels is removed from the by means of a pivoting device Transverse feed position is pivoted into a substantially vertical milling position.
  • the method according to the invention can be carried out in particular with the previously described trench wall milling device.
  • the advantages described above can be achieved.
  • a preferred method variant according to the invention is that a receiving recess is previously excavated in the working area to form the milling slot, into which the at least one milling frame unit and the milling wheels are pivoted into the milling position.
  • the dimensions of the receiving recess can in particular be designed such that when pivoting in, there is no or no significant increase in the milling frame units compared to the transverse lying position.
  • a bevel or an arcuate area can be provided on the side areas of the receiving recess, which makes it easier to pivot into the ground.
  • a frame can be formed along the receiving recess to stiffen the edge. The frame can also serve as a guide frame during milling.
  • At least part of the pivoting device can be designed to pivot the at least one milling frame unit.
  • the trench wall milling machine can be formed from a single milling frame unit.
  • the trench wall cutter is composed of several cutter frame units in the work area.
  • trench wall cutters can be formed with relatively long guide frames, which allow particularly good guidance and thus enable a particularly precise positioning of a milling slot.
  • this process can only be used to create a single milling slot.
  • a second and further milling slots can be created in the ground, which are preferably located next to one another directly or at a distance of approximately one slot length.
  • a particularly preferred embodiment of the invention consists in that, in order to form a diaphragm wall in the ground, the at least one milling slot is filled with a setting suspension which hardens to form the wall mass.
  • a foundation element or a supporting and/or sealing wall can be created in the ground for an excavation pit enclosure using a large number of adjacent, adjacent milling slots.
  • a first trench wall milling device 10 according to the invention Fig. 1 is arranged in a tunnel 2 with a ceiling area 4 and a floor 6, in which a receiving recess 7 with an arcuate side area 8 is introduced.
  • a support structure 12 with a ceiling beam 13, which is only indicated schematically, is arranged along the tunnel 2.
  • a feed device 14 with a rail 15 is arranged along the floor 6. The feed device 14 can be connected to the support structure 12 via vertical struts, not shown, and can form part of it.
  • a trench wall cutter 30 is fed along the feed device 14 along a horizontal feed direction Z in a transverse or lying position, as shown in dashed lines.
  • the trench wall cutter 30 is designed with a single cutting frame unit 32, on the underside of which two pairs of cutting wheels 40 are arranged.
  • a suction device 42 for suctioning off milled ground material can be arranged above the milling wheels 40.
  • the milling frame unit 32 of the trench wall cutter 30 can be pivoted by approximately 90° into a milling position in the receiving recess 7 by means of a pivoting device 20 with a horizontally directed pivot axis S directed transversely to the feed direction Z, as clearly shown in Fig. 1 is shown.
  • the milling wheels 40 of the trench wall cutter 30 are directed downwards, with a total longitudinal direction of the milling frame unit 32 being aligned vertically.
  • the trench wall cutter 30 is suspended from the support structure 12 and can be lowered vertically into the ground 6 using a holding device (not shown) with at least one support cable and retracted therefrom.
  • a power supply and a supply and/or a removal of suspension can take place via lines, not shown, which are mounted on cable drums along the supporting structure 12.
  • an alternative trench wall milling device 10 is shown, which is constructed from two milling frame units 32.
  • the milling wheels 40 are mounted on a first milling frame unit 32a.
  • a second milling frame unit 32b is provided adjacent to the first milling frame unit 32a, which is pivotally connected to the first milling frame unit 32a via a pivot joint 34.
  • Fig. 2 the trench wall cutter 30 is fed with the two milling frame units 32a, 32b along a support structure, not shown, and a feed device, not shown, which corresponds to the design of Fig. 1 can be trained.
  • the first milling frame unit 32a When reaching a working area according to Fig. 3
  • the first milling frame unit 32a can be pivoted about the pivot joint 34 downwards by approximately 90° into a receiving recess 7 by means of a pivoting device (not shown).
  • the second milling frame unit 32b can then be pivoted about the pivot joint 34 of the first milling frame unit 32a, as clearly shown in Fig. 4 is executed.
  • the two milling frame units 32a, 32b can be firmly connected to one another in the mounted vertical position via a detachable connecting device (not shown), so that milling can then be carried out by lowering the trench wall cutter 30 into the ground 6.
  • the trench wall cutter 30 can be moved vertically on the supporting structure via a support cable as a holding device 18.
  • the trench wall cutter 30 can be withdrawn again from the cutting slot, with the individual cutting frame units 32 then being released from one another again and moved back into the horizontal or transverse feed position around the swivel joint 34 Fig. 2 be swung back.
  • the trench wall cutter 10 or the individual cutter frame units 32a and 32b are each pivoted about an axis parallel to the axis of rotation of the cutter wheels. It is of course also possible and covered by the invention to pivot about a pivot axis which is perpendicular to the axis of rotation of the milling wheels 40 and is preferably horizontal, i.e. H. In the lying position, the two pairs of cutting wheels 40 are not arranged one above the other, but rather next to one another.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eines Schlitzwandfräsvorrichtung mit einer Schlitzwandfräse, welche mindestens eine Fräsrahmeneinheit und mindestens zwei in Längsrichtung der Fräsrahmeneinheit angeordnete Fräsräder aufweist und zum Fräsen eines im Wesentlichen vertikalen Frässchlitzes im Boden ausgebildet ist, einer Tragkonstruktion zum Aufhängen der Schlitzwandfräse in einer Fräsposition und Bewegen in einer im Wesentlichen vertikalen Fräsrichtung zum Erstellen des Frässchlitzes und einer Zuführeinrichtung zum Zuführen der Schlitzwandfräse in einer Zuführrichtung, welche quer zur Fräsrichtung gerichtet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fräsen eines Frässchlitzes im Boden mit einer Schlitzwandfräsvorrichtung, bei welchem eine Tragkonstruktion und eine Zuführeinrichtung angeordnet werden, eine Schlitzwandfräse mit mindestens einer Fräsrahmeneinheit und Fräsrädern zu einem Arbeitsbereich mit der Zuführeinrichtung in einer Zuführrichtung zugeführt wird, welche quer zu einer Fräsrichtung gerichtet ist, und die Schlitzwandfräse an der Tragkonstruktion aufgehängt und in einer im Wesentlichen vertikalen Fräsrichtung bewegt wird, wobei ein Frässchlitz im Boden durch Abfräsen von Bodenmaterial erstellt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
  • Mit Schlitzwandfräsvorrichtungen werden Einzelschlitze, Schlitz- oder Dichtwände erstellt, die Tiefen von bis zu 100 Meter und mehr erreichen können. Derartige Schlitz- oder Dichtwände dienen zum Beispiel der Abstützung von Baugruben oder zum Erstellen einer Wassersperrung. Es ist auch möglich, mit solchen Fräsen Bodenschätze abzubauen.
  • In bestimmten Fällen ist es erforderlich, eine Wand im Schlitzwandverfahren in oder nahe an einem Bauwerk, in einem Tunnel oder unter beengten Raumverhältnissen zu erstellen. Hierfür können übliche Trägergeräte mit großen Masten und großen Schlitzwandfräsen nicht eingesetzt werden.
  • Aus der EP 05 18 297 B1 wie auch aus der EP 36 833 61 A1 ist eine kompakte Schlitzwandfräsvorrichtung zum Erstellen von Schlitzen bekannt. Diese Schlitzwandfräsvorrichtung weist einen schienengeführten Wagen mit einem Gestell und einem Auslegerarm auf, welcher nur unwesentlich höher als eine vertikale Länge der Schlitzwandfräse ist. Eine Seiltrommel für ein Tragseil sowie Verbindungskabel und eine Schlauchtrommel für einen Versorgungsschlauch sind bodennah an dem Traggestell gelagert. Die Schlitzwandfräse ist auf die wesentlichen Komponenten, wie Fräsräder, Antriebe und Pumpen beschränkt, wobei ein Führungsrahmen klein ausgebildet ist.
  • Eine weitere kompakte Schlitzwandfräsvorrichtung geht aus der EP 3 208 384 B1 hervor. Bei dieser Vorrichtung ist eine kompakte Schlitzwandfräse unterhalb eines Jochs verstellbar gelagert, welches durch zwei nebeneinander angeordnete Trägergeräte gebildet ist. Die beiden Trägergeräte sind über ein Schwenkgelenk mit vertikaler Schwenkachse miteinander verbunden.
  • Bei diesen bekannten Schlitzwandfräsvorrichtungen ist eine Einsatzhöhe im Wesentlichen durch die Höhe der Schlitzwandfräse begrenzt. Dabei kann eine Schlitzwandfräse nicht beliebig verkleinert werden, da für die Fräsräder, die Antriebe, die Pumpe und insbesondere für einen Führungsrahmen eine bestimmte Größe benötigt werden.
  • Eine gattungsgemäße Fräsvorrichtung geht aus der EP 3 719 207 A1 hervor. Bei dieser bekannten Schlitzwandfräsvorrichtung ist eine Schlitzwandfräse in zumindest zwei Fräsenmodule aufgeteilt, die entlang einer gerüstartigen Tragkonstruktion mit einer Führungseinrichtung zu einem Arbeitsbereich zugeführt werden, an welchem die einzelnen Fräsenmodule zu der Fräse zusammengesetzt werden. Die einzelnen Fräsenmodule sind dabei entlang von Schienen entlang einem Deckenbereich verschiebbar aufgehängt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlitzwandfräsvorrichtung und ein Verfahren zum Fräsen eines Frässchlitzes im Boden anzugeben, mit welchen auch unter besonders beengten Raumverhältnissen ein effizientes Fräsen ermöglicht wird.
  • Die Aufgabe wird zum einen mit einer Schlitzwandfräsvorrichtung nach dem Anspruch 1 und zum anderen mit einem Verfahren nach dem Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Schlitzwandfräsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung ausgebildet ist, die mindestens eine Fräsrahmeneinheit mit den zwei Fräsrädern in einer quergerichteten Zuführposition zuzuführen, wobei die Längsrichtung der Fräsrahmeneinheit parallel zur Zuführrichtung ausgerichtet ist, und dass eine Schwenkeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Fräsrahmeneinheit mit den Fräsrädern aus der quergerichteten Zuführposition in die im Wesentlichen vertikale Fräsposition verschwenkbar ist.
  • Eine Grundidee der Erfindung kann darin gesehen werden, mindestens eine Fräsrahmeneinheit mit den mindestens zwei Fräsrädern in einer quer gerichteten Zuführposition, also in einer liegenden Position, zu einem Arbeitsbereich zuzuführen. Hierdurch kann eine Schlitzwandfräse auch in sehr beengten Verhältnissen, etwa in einem Tunnel oder in Gebäuden mit geringer Deckenhöhe, zugeführt werden. Als Zuführeinrichtung können eine Schienenbahn, Rollenträger oder sonstige Fahrgestelle verwendet werden. Vorzugsweise liegen die eine oder die mehreren Fräsrahmeneinheiten hierauf auf, so dass eine Belastung in einfacher Weise durch den Boden aufgenommen werden kann.
  • An einem Arbeitsbereich kann dann die mindestens eine Fräsrahmeneinheit zusammen mit den Fräsrädern von der quergerichteten oder liegenden Zuführposition in eine vertikale Position mittels einer Schwenkeinrichtung verschwenkt werden. Die Verschwenkung beträgt dabei etwa 90°. Hierbei wird eine Längsrichtung der Schlitzwandfräse von einer horizontalen Ausrichtung in eine vertikale Ausrichtung entsprechend der Fräsrichtung verschwenkt. Für die Schwenkeinrichtung kann dabei jede geeignete Einrichtung verwendet werden, etwa ein Hebel- und/oder Seilsystem. Für das Verschwenken kann eine Aufnahmeausnehmung im Boden vorgesehen sein, in welche die mindestens eine Fräsrahmeneinheit eingeschwenkt wird.
  • In der Zuführposition ist die Schlitzwandfräse dann an einer Tragkonstruktion aufgehängt, mit welcher die Schlitzwandfräse in der vertikalen Fräsrichtung bewegt und durch die rotierend angetriebenen Fräsräder ein Frässchlitz ausgehoben werden kann. Ein Zuführen von Frässuspension und/oder ein Abpumpen von abgefrästem Material mit Frässuspension kann in grundsätzlich bekannter Weise über entsprechende Pumpeneinheiten erfolgen.
  • Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Zuführeinrichtung mindestens eine Schiene aufweist, entlang welcher die mindestens eine Fräsrahmeneinheit verschiebbar ist. Die mindestens eine Schiene kann dabei am Boden oder auch an einem Deckenbereich angeordnet sein. Vorzugsweise sind mehrere Schienen vorgesehen, wobei die mindestens eine Fräsrahmeneinheit selbst mit Gleitkufen oder Rollen versehen ist oder über einen entsprechenden Schlitten oder über ein Fahrgestell verschiebbar entlang der mindestens zwei parallelen Schienen gelagert ist.
  • Für eine einfache Ausführung ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung bevorzugt, dass die Schlitzwandfräse durch eine einzelne Fräsrahmeneinheit gebildet ist, an welcher die Fräsräder gelagert sind. Die Fräsrahmeneinheit mit den daran gelagerten Fräsrädern bildet somit die Schlitzwandfräse, welche an der gewünschten Arbeitsstelle in eine Fräsposition verschwenkt werden kann. Vorzugsweise ist dabei im Boden eine Aufnahmeausnehmung eingebracht, in welcher die mindestens eine Fräsrahmeneinheit mit den Fräsrädern nach unten in eine vertikale Fräsposition verschwenkt werden kann. Die Aufnahmeausnehmung kann eine Tiefe bis zur Höhe der Schlitzwandfräse aufweisen und vorzugsweise einen bogenförmigen Seitenbereich zum Einschwenken umfassen.
  • Grundsätzlich kann die Schwenkeinrichtung für die erfindungsgemäße Anordnung beliebig ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Schwenkeinrichtung an der Zuführeinrichtung und/oder der Tragkonstruktion angeordnet ist. Die Schwenkeinrichtung kann dabei einen aktiven Schwenkantrieb aufweisen, welcher beispielsweise eine Seilzugwinde und/oder einen Zylinder aufweist, welcher über einen entsprechenden Hebelmechanismus eine gewünschte Schwenkbewegung an der mindestens einen Fräsrahmeneinheit bewirken kann. Die Schwenkeinrichtung kann auch ein oder mehrere Schwenkgelenke oder verschwenkbare Kippen aufweisen, mit welchen eine kontrollierte Schwenkbewegung der Fräsrahmeneinheit ausgeführt werden kann. Ein Rand einer Aufnahmeausnehmung am Boden kann mit einem Rahmen, insbesondere einem Schwenkrahmen, verstärkt sein.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass mehrere Fräsrahmeneinheiten zum Bilden der Schlitzwandfräse vorgesehen sind, wobei an einer Fräsrahmeneinheit die Fräsräder gelagert sind und zusätzlich mindestens eine weitere Fräsrahmeneinheit lösbar daran angebracht ist. Die einzelnen Fräsrahmeneinheiten bilden sozusagen Module, welche übereinander angeordnet und angebracht werden können, um so die Schlitzwandfräse insgesamt zu bilden. Die Aufteilung der Schlitzwandfräse in mehrere modulartige Fräsrahmeneinheiten vereinfacht eine Zuführung unter beengten Raumverhältnissen.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei nach einer Variante der Erfindung, dass die Fräsrahmeneinheiten über mindestens ein Schwenkgelenk mit der jeweils angrenzenden Fräsrahmeneinheit verbunden sind. Die Fräsrahmeneinheiten können so bereits miteinander verbunden angeliefert werden oder unmittelbar an der Arbeitsstelle über die Schwenkgelenke miteinander verbunden werden. Anschließend können die einzelnen Fräsrahmeneinheiten nacheinander vorzugsweise in eine Aufnahmeausnehmung eingeschwenkt werden, wobei aufgrund der Verbindung der einzelnen Fräsrahmeneinheiten über ein seitliches Schwenkgelenk diese nahezu automatisch nachgeführt werden können.
  • Grundsätzlich können die Fräsrahmeneinheiten im Wesentlichen gleich gestaltet sein. Bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass eine erste Fräsrahmeneinheit mit den Fräsrädern und mindestens eine weitere Fräsrahmeneinheit mit einer Antriebseinheit, einer Pumpeneinheit, einer Versorgungseinheit, Führungsplatten und/oder einer Halteeinrichtung vorgesehen sind. Den einzelnen Fräsrahmeneinheiten kommt so jeweils eine spezielle Funktion in der zusammengesetzten Schlitzwandfräse zu. Die Schlitzwandfräse kann dabei aus zwei, drei oder mehreren Fräsrahmeneinheiten zusammengesetzt sein, welche in einer Längsrichtung der Schlitzwandfräse hintereinander angeordnet werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass die Schlitzwandfräse zwei Paare von Fräsrädern aufweist, wobei jedes Paar von Fräsrädern um eine gemeinsame Fräsradachse drehend angetrieben ist. Die beiden Fräsradachsen sind dabei parallel und versetzt zueinander angeordnet. Die Fräsräder können gleichgerichtet oder gegengerichtet angetrieben sein. Vorzugsweise ist zwischen den Fräsrädern eine Absaugeinrichtung und/oder eine Einleiteinrichtung für Suspension vorgesehen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass durch die Zuführeinrichtung die mindestens eine Fräsrahmeneinheit mit den Fräsrädern in einer quergerichteten Zuführposition zugeführt wird, wobei eine Längsrichtung der Fräsrahmeneinheit parallel zur Zuführeinrichtung gerichtet ist, und dass die mindestens eine Fräsrahmeneinheit mit den Fräsrädern mittels einer Schwenkeinrichtung aus der quergerichteten Zuführposition in einem im Wesentlichen vertikale Fräsposition verschwenkt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mit der zuvor beschriebenen Schlitzwandfräsvorrichtung ausgeführt werden. Dabei können die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.
  • Eine bevorzugte Verfahrensvariante besteht nach der Erfindung darin, dass an dem Arbeitsbereich zum Bilden des Frässchlitzes vorausgehend eine Aufnahmeausnehmung ausgehoben wird, in welche die mindestens eine Fräsrahmeneinheit und die Fräsräder in die Fräsposition geschwenkt werden. Die Aufnahmeausnehmung kann in ihren Dimensionen insbesondere so gestaltet sein, dass beim Einschwenken keine oder keine wesentliche Erhöhung der Fräsrahmeneinheiten gegenüber der quergerichteten liegenden Position auftritt. An Seitenbereichen der Aufnahmeausnehmung kann eine Abschrägung oder ein bogenförmiger Bereich vorgesehen sein, durch welchen ein Einschwenken in den Boden vereinfacht wird. Vorzugsweise kann entlang der Aufnahmeausnehmung ein Rahmen zur Versteifung des Randes ausgebildet sein. Der Rahmen kann gleichzeitig beim Fräsen als ein Führungsrahmen dienen. An dem Rahmen kann zumindest ein Teil der Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der mindestens einen Fräsrahmeneinheit ausgebildet sein.
  • Grundsätzlich kann die Schlitzwandfräse aus einer einzelnen Fräsrahmeneinheit ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Schlitzwandfräse aus mehreren Fräsrahmeneinheiten an dem Arbeitsbereich zusammengesetzt wird. Hierdurch können auch bei sehr begrenzten Deckenhöhen Schlitzwandfräsen mit relativ langen Führungsrahmen gebildet werden, welche eine besonders gute Führung erlauben und damit eine besonders positionsgenaue Erstellung eines Frässchlitzes ermöglichen.
  • Mit dem Verfahren kann grundsätzlich nur ein einziger Frässchlitz erstellt werden. Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass mindestens zwei nebeneinanderliegende Frässchlitze erstellt werden, wobei nach dem Erstellen eines ersten Frässchlitzes die Schlitzwandfräse aus dem ersten Frässchlitz gegebenenfalls unter Trennung der mehreren Fräsrahmeneinheiten rückgezogen wird, und dass zum Bilden eines weiteren Frässchlitzes die Fräsrahmeneinheiten entlang der Zuführeinrichtung verfahren und wieder zu der Schlitzwandfräse verbunden werden, welche anschließend unter Abfräsen von Bodenmaterial in den Boden abgesenkt wird. Hierbei können ein zweiter und weitere Frässchlitze im Boden erstellt werden, welche vorzugsweise unmittelbar oder um etwa eine Schlitzlänge beabstandet nebeneinanderliegend sind.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass zum Bilden einer Schlitzwand im Boden der mindestens eine Frässchlitz mit einer abbindbaren Suspension verfüllt wird, welche zu der Wandmasse aushärtet. Hierdurch können ein Gründungselement oder durch eine Vielzahl nebeneinanderliegender, angrenzender Frässchlitze eine Stütz- und/oder Dichtwand im Boden für eine Baugrubenumfassung erstellt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Seitenansicht einer ersten erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung;
    Fig. 2
    eine erste schematische Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsvorrichtung beim Zuführen zu einem Arbeitsbereich;
    Fig. 3
    eine schematische Ansicht der Schlitzwandfräsvorrichtung von Fig. 2 beim Einschwenken in eine Aufnahmeausnehmung; und
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung der Schlitzwandfräsvorrichtung der Figuren 2 und 3 in Fräsposition.
  • Eine erste erfindungsgemäße Schlitzwandfräsvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 ist in einem Tunnel 2 mit einem Deckenbereich 4 und einem Boden 6 angeordnet, in welchem eine Aufnahmeausnehmung 7 mit einem bogenförmigen Seitenbereich 8 eingebracht ist. Entlang des Tunnels 2 ist eine nur schematisch angedeutete Tragkonstruktion 12 mit einem Deckenbalken 13 angeordnet. Entlang des Bodens 6 ist eine Zuführeinrichtung 14 mit einer Schiene 15 angeordnet. Die Zuführeinrichtung 14 kann über nicht dargestellte Vertikalstreben mit der Tragkonstruktion 12 verbunden sein und einen Teil davon darstellen.
  • Entlang der Zuführeinrichtung 14 wird entlang einer horizontalen Zuführrichtung Z eine Schlitzwandfräse 30 in einer quer gerichteten oder liegenden Position zugeführt, wie mit gestrichelter Darstellung gezeigt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schlitzwandfräse 30 mit einer einzelnen Fräsrahmeneinheit 32 ausgebildet, an deren Unterseite zwei Paare von Fräsrädern 40 angeordnet sind. Über den Fräsrädern 40 kann eine Absaugeinrichtung 42 zum Absaugen von abgefrästem Bodenmaterial angeordnet sein.
  • Bei Erreichen eines Arbeitsbereiches kann die Fräsrahmeneinheit 32 der Schlitzwandfräse 30 mittels einer Schwenkeinrichtung 20 mit einer horizontal gerichteten und quer zu Zuführrichtung Z gerichteten Schwenkachse S um etwa 90° in eine Fräsposition in die Aufnahmeausnehmung 7 eingeschwenkt werden, wie anschaulich in Fig. 1 dargestellt ist.
  • In der Fräsposition sind die Fräsräder 40 der Schlitzwandfräse 30 nach unten gerichtet, wobei insgesamt eine Längsrichtung der Fräsrahmeneinheit 32 in der Vertikalen ausgerichtet ist. Die Schlitzwandfräse 30 ist an der Tragkonstruktion 12 aufgehängt und kann über eine nicht dargestellte Halteeinrichtung mit mindestens einem Tragseil vertikal in den Boden 6 abgesenkt und hieraus wieder rückgezogen werden. Eine Energieversorgung sowie eine Zuführung und/oder eine Abführung von Suspension kann über nicht dargestellte Leitungen erfolgen, welche auf Leitungstrommeln entlang der Tragkonstruktion 12 gelagert sind.
  • Gemäß den Figuren 2 bis 4 ist eine alternative Schlitzwandfräsvorrichtung 10 dargestellt, welche aus zwei Fräsrahmeneinheiten 32 aufgebaut ist. Dabei sind die Fräsräder 40 an einer ersten Fräsrahmeneinheit 32a gelagert. An der ersten Fräsrahmeneinheit 32a angrenzend ist eine zweite Fräsrahmeneinheit 32b vorgesehen, welche über ein Schwenkgelenk 34 mit der ersten Fräsrahmeneinheit 32a schwenkbar verbunden ist.
  • Entsprechend Fig. 2 erfolgt eine Zuführung der Schlitzwandfräse 30 mit den zwei Fräsrahmeneinheiten 32a, 32b entlang einer nicht dargestellten Tragkonstruktion und einer nicht dargestellten Zuführeinrichtung, welche entsprechend der Ausführung von Fig. 1 ausgebildet sein können.
  • Bei Erreichen eines Arbeitsbereichs gemäß Fig. 3 kann die erste Fräsrahmeneinheit 32a um das Schwenkgelenk 34 um etwa 90° nach unten in eine Aufnahmeausnehmung 7 mittels einer nicht näher dargestellten Schwenkeinrichtung verschwenkt werden.
  • Anschließend kann die zweite Fräsrahmeneinheit 32b um das Schwenkgelenk 34 der ersten Fräsrahmeneinheit 32a nachgeschwenkt werden, wie anschaulich in Fig. 4 ausgeführt ist.
  • Die beiden Fräsrahmeneinheiten 32a, 32b können über eine nicht näher dargestellte lösbare Verbindungseinrichtung in der montierten vertikalen Position fest miteinander verbunden werden, so dass anschließend ein Abfräsen durch Absenken der Schlitzwandfräse 30 in den Boden 6 erfolgen kann. Dabei kann die Schlitzwandfräse 30 über ein Tragseil als Halteeinrichtung 18 an der Tragkonstruktion vertikal bewegt werden.
  • Nach Erreichen einer Endteufe kann die Schlitzwandfräse 30 wieder aus dem Frässchlitz rückgezogen werden, wobei anschließend die einzelnen Fräsrahmeneinheiten 32 wieder voneinander gelöst und um das Schwenkgelenk 34 zurück in die horizontale oder quer gerichtete Zuführposition gemäß Fig. 2 rückgeschwenkt werden.
  • In den beiden gezeigten Ausführungsbeispielen wird die Schlitzwandfräse 10 bzw. werden die einzelnen Fräsrahmeneinheiten 32a und 32b jeweils um eine Achse parallel zur Drehachse der Fräsräder verschwenkt. Es ist natürlich ebenso möglich und durch die Erfindung abgedeckt, dass um eine Schwenkachse verschwenkt wird, die senkrecht zur Drehachse der Fräsräder 40 steht und vorzugsweise horizontal ist, d. h. in der liegenden Position sind die beiden Fräsradpaare 40 nicht übereinander, sondern nebeneinander angeordnet.

Claims (13)

  1. Schlitzwandfräsvorrichtung mit
    - einer Schlitzwandfräse (30), welche mindestens eine Fräsrahmeneinheit (32) und mindestens zwei in Längsrichtung der Fräsrahmeneinheit (32) angeordnete Fräsräder (40) aufweist und zum Fräsen eines im Wesentlichen vertikalen Frässchlitzes im Boden (6) ausgebildet ist,
    - einer Tragkonstruktion (12) zum Aufhängen der Schlitzwandfräse (30) in einer Fräsposition und Bewegen in einer im Wesentlichen vertikalen Fräsrichtung zum Erstellen des Frässchlitzes und
    - einer Zuführeinrichtung (14) zum Zuführen der Schlitzwandfräse (30) in einer Zuführrichtung, welche quer zur Fräsrichtung gerichtet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Zuführeinrichtung (14) ausgebildet ist, die mindestens eine Fräsrahmeneinheit (32) mit den zwei Fräsrädern (40) in einer quergerichteten Zuführposition zuzuführen, wobei die Längsrichtung der Fräsrahmeneinheit (32) parallel zur Zuführrichtung gerichtet ist, und
    - dass eine Schwenkeinrichtung (20) vorgesehen ist, mit welcher die Fräsrahmeneinheit (32) mit den Fräsrädern (40) aus der quergerichteten Zuführposition in die im Wesentlichen vertikale Fräsposition verschwenkbar ist.
  2. Schlitzwandfräsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführeinrichtung (14) mindestens eine Schiene (15) aufweist, entlang welcher die mindestens eine Fräsrahmeneinheit (32) verschiebbar ist.
  3. Schlitzwandfräsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schlitzwandfräse (30) durch eine einzelne Fräsrahmeneinheit (32) gebildet ist, an welcher die Fräsräder (40) gelagert sind.
  4. Schlitzwandfräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schwenkeinrichtung (20) an der Zuführeinrichtung (14) und/oder der Tragkonstruktion (12) angeordnet ist.
  5. Schlitzwandfräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere Fräsrahmeneinheiten (32) zum Bilden der Schlitzwandfräse (30) vorgesehen sind, wobei an einer Fräsrahmeneinheit (32) die Fräsräder (40) gelagert sind und zusätzlich mindestens eine weitere Fräsrahmeneinheit (32) lösbar daran angebracht ist.
  6. Schlitzwandfräsvorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Fräsrahmeneinheiten (32) über mindestens ein Schwenkgelenk (34) mit der jeweils angrenzenden Fräsrahmeneinheit (32) verbunden sind.
  7. Schlitzwandfräsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine erste Fräsrahmeneinheit (32) mit den Fräsrädern (40) und mindestens eine weitere Fräsrahmeneinheit (32) mit einer Antriebseinheit, einer Pumpeneinheit, einer Versorgungseinheit, Führungsplatten und/oder einer Halteeinrichtung vorgesehen sind.
  8. Schlitzwandfräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schlitzwandfräse (30) zwei Paare von Fräsrädern (40) aufweist.
  9. Verfahren zum Fräsen eines Frässchlitzes im Boden mit einer Schlitzwandfräsvorrichtung (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    bei welchem
    - eine Tragkonstruktion (12) und eine Zuführeinrichtung (14) angeordnet werden,
    - eine Schlitzwandfräse (30) mit mindestens einer Fräsrahmeneinheit (32) und Fräsrädern (40) zu einem Arbeitsbereich mit der Zuführeinrichtung (14) in einer Zuführrichtung zugeführt wird, welche quer zu einer Fräsrichtung gerichtet ist, und
    - die Schlitzwandfräse (30) an der Tragkonstruktion (12) aufgehängt und in einer im Wesentlichen vertikalen Fräsrichtung bewegt wird, wobei ein Frässchlitz im Boden (6) durch Abfräsen von Bodenmaterial erstellt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass durch die Zuführeinrichtung (14) die mindestens eine Fräsrahmeneinheit (32) mit den Fräsrädern (40) in einer quergerichteten Zuführposition zugeführt wird, wobei eine Längsrichtung der Fräsrahmeneinheit (32) parallel zur Zuführeinrichtung gerichtet ist, und
    - dass die mindestens eine Fräsrahmeneinheit (32) mit den Fräsrädern (40) mittels einer Schwenkeinrichtung (20) aus der quergerichteten Zuführposition in eine im Wesentlichen vertikale Fräsposition verschwenkt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem Arbeitsbereich zum Bilden des Frässchlitzes vorausgehend eine Aufnahmeausnehmung (7) ausgehoben wird, in welche die mindestens eine Fräsrahmeneinheit (32) und die Fräsräder (40) in die Fräsposition geschwenkt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schlitzwandfräse (30) aus mehreren Fräsrahmeneinheiten (32) an dem Arbeitsbereich zusammengesetzt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens zwei nebeneinanderliegende Frässchlitze erstellt werden, wobei nach dem Erstellen eines ersten Frässchlitzes die Schlitzwandfräse (30) aus dem ersten Frässchlitz gegebenenfalls unter Trennung der mehreren Fräsrahmeneinheiten (32) rückgezogen wird, und
    dass zum Bilden eines weiteren Frässchlitzes die Fräsrahmeneinheiten (32) entlang der Zuführeinrichtung (14) verfahren und wieder zu der Schlitzwandfräse (30) verbunden werden, welche anschließend unter Abfräsen von Bodenmaterial in den Boden (6) abgesenkt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Bilden einer Schlitzwand im Boden (6) der mindestens eine Frässchlitz mit einer abbindbaren Suspension verfüllt wird, welche zu der Schlitzwand aushärtet.
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