EP4083327B1 - Tiefbaumaschine - Google Patents
TiefbaumaschineInfo
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- EP4083327B1 EP4083327B1 EP21171346.6A EP21171346A EP4083327B1 EP 4083327 B1 EP4083327 B1 EP 4083327B1 EP 21171346 A EP21171346 A EP 21171346A EP 4083327 B1 EP4083327 B1 EP 4083327B1
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- civil engineering
- telescopic arm
- engineering machine
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- E02D7/02—Placing by driving
- E02D7/06—Power-driven drivers
- E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction
- E02D7/16—Scaffolds or supports for drivers
- E02D7/165—Scaffolds or supports for drivers of variable length, e.g. foldable or telescopic
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- E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
- E21B15/003—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts adapted to be moved on their substructure, e.g. with skidding means; adapted to drill a plurality of wells
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
- E21B7/023—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting the mast being foldable or telescopically retractable
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Definitions
- the invention relates to a civil engineering machine with an undercarriage comprising a chassis, a superstructure rotatably mounted on the undercarriage about a vertical axis of rotation, a mast with a linear guide along which a work carriage with a construction work tool is movably mounted, and a linkage mechanism with which the mast is adjustably mounted on the superstructure, according to the preamble of claim 1.
- Underground construction machines with pile drivers are well-known and are used, for example, for installing bored piles in the ground, ground anchors, or for driving sheet piles into the soil by vibration or driving. These machines are particularly useful for carrying out foundation work for or along structures.
- a mast is essentially a vertical mast with a longitudinal guide at its front.
- a work carriage with a construction implement is slidably mounted along this longitudinal guide.
- Such a civil engineering machine with a mast, where a vibratory roller is used as the construction implement, is illustrated, for example, by... EP 3 228 382 B1 stand out.
- the mast is connected to a mobile carrier unit via a linkage mechanism.
- the linkage mechanism features pivoting levers in a parallelogram arrangement, whereby the distance between the mast and the carrier vehicle can be adjusted by pivoting these levers. Due to the mechanics, any change in the distance between the mast and the carrier vehicle always results in a corresponding change in its vertical position.
- EP 0 392 310 B1 It is known to equip a conventional excavation machine with an undercarriage fitted with wheels that allow it to travel on rails. This enables the equipped and retrofitted excavation machine to be moved along the tracks in order to carry out the necessary excavation work from a work position on the tracks.
- Such retrofitted construction machines can generally only travel relatively short distances on tracks. Furthermore, due to the relatively narrow track gauge compared to a normal wheeled or crawler undercarriage, there is reduced stability against tipping.
- the invention which defines the preamble of claim 1, proposes a horizontally fixed adjusting cylinder for mounting the marker, which supports the marker. Compensation for the vertical alignment of the marker is achieved by a second telescopic adjusting cylinder.
- GB 1 133 072 A also presents a comparable attachment for the mast, whereby the horizontally fixed actuating cylinder is mechanically operated.
- the EP 1 077 306 A1 The diagram reveals the known parallelogram arrangement for supporting the mast, featuring a telescopic upper actuating cylinder and a lower pivoting support arm of fixed length.
- JP 2014 025200 A proposes a mounting method for the marker that is essentially comparable to this one.
- the CN 211 898 371 U proposes mounting it on a horizontally movable boom in sliding tracks, which can be attached to a suitable machine.
- the invention is based on the objective of providing a civil engineering machine with a leader, with which construction measures can be carried out in a particularly efficient manner.
- the underground construction machine according to the invention is characterized in that the linkage mechanism has a telescopic arm with which the distance of the mast relative to the superstructure can be adjusted.
- a key concept of the invention is to incorporate a linkage mechanism with a telescopic arm into a mast on a trenching machine, wherein the telescopic arm is essentially horizontally oriented.
- the telescopic arm is essentially horizontally oriented.
- the use of a length-adjustable telescopic arm can replace a parallelogram linkage with pivot levers.
- a telescopic arm with adjustable length allows for changes in the mast's distance without significantly affecting its vertical position.
- the linkage mechanism can be designed to be simple and compact. This results in a particularly compact overall design for the excavation machine, especially with a relatively low overall height for the superstructure and linkage mechanism.
- a particularly good adjustability of the boom is achieved by pivoting the telescopic arm about a horizontal pivot axis on the superstructure.
- the telescopic arm can be pivotally hinged in an upper region of the superstructure.
- the telescopic arm, or the pivoting mechanism is connected to the boom in a lower region, so that the boom can be folded forward.
- a pivot cylinder in particular a hydraulic cylinder, can be provided for pivoting the telescopic arm.
- Another advantageous embodiment of the underground construction machine according to the invention consists in the fact that the mast is held on the telescopic arm by a holding device and that the mast is slidably mounted on the holding device parallel to its linear guide.
- the holding device can, in particular, be a
- the mast has a support beam which is pivotably mounted on the telescopic arm.
- the mast is preferably mounted so that it can slide along the support beam of the holding device parallel to its linear guide. This allows for easy adjustment of the mast's vertical position and its relative position to the telescopic arm.
- the holding device has a pivoting unit with which the mast can be pivoted about a mast pivot axis that is parallel to the linear guide of the mast.
- the mast can be adjusted and set about a vertical axis that is parallel to the linear guide.
- a further advantageous embodiment of the invention consists in the fact that a detachable connecting unit is arranged on the holding device, with which the mast can be easily detachably connected to the telescopic arm.
- the mast can be mechanically detached from the telescopic arm and removed from it if necessary.
- connection unit can be actuated automatically.
- connection unit can have hydraulically actuated retaining bolts that are adjustable between a locking and an unlocking position.
- a slight mechanical decoupling between the mast and the telescopic arm can be achieved, for example, when the mast is moved into an approximately horizontal transport position.
- Existing cable connections, especially for power and/or data lines can also be disconnected or, preferably, remain in place between the mast and the telescopic arm.
- the connecting lines can be designed with corresponding additional lengths.
- the mast can be pivoted from a substantially vertical operating position to a substantially horizontal rest position, which is located longitudinally in front of the superstructure. This allows for easy repositioning of the mast into a horizontal rest or transport position.
- the mast is placed on a shelf in its resting position and that the mast is in its resting position on the shelf. It can be detached from the telescopic arm by releasing the connecting unit. This release can be partial or complete.
- the undercarriage is designed as a track-bound undercarriage with a chassis and wheels for travel on railway tracks.
- a steering mechanism featuring a telescopic arm By combining it with a steering mechanism featuring a telescopic arm, a track-bound underground construction machine can be created which, when the mast is folded down, has a particularly compact overall height. This is especially advantageous for operations along railway tracks, where strict height restrictions apply due to tunnels and existing overhead lines.
- a particular advantage is that the platform for placing the mast is designed on a transport wagon.
- This transport wagon can itself be a track-bound wagon with wheels for travel on railway tracks.
- the transport wagon can be coupled to the undercarriage of the excavation machine as an additional wagon.
- the mast can then be placed on the transport wagon, with the connection between the mast and the telescopic arm being either completely or partially disconnected, with any connection being established solely via connecting lines.
- the telescopic arm is hydraulically actuated.
- a hydraulic cylinder can be arranged within the telescopic arm.
- the telescopic arm can preferably have a square, preferably rectangular, cross-section, so that it can ensure reliable linear guidance of the mast during extension and retraction.
- the telescopic arm can be adjusted about the horizontal pivot axis by means of at least one pivot cylinder and thus angled relative to the horizontal.
- the connecting unit is pivotably mounted relative to the telescopic arm.
- An additional actuating cylinder can also be provided on the connecting unit for pivoting. The pivotability of the connecting unit relative to the telescopic arm allows for adjustment of the telescopic arm's angle of attack. It must be ensured that the mast continues to have a vertical orientation.
- any construction implement can be attached to the excavation machine.
- the construction implement it is particularly advantageous for the construction implement to have a vibrator, a drilling drive, a pile driver, a sheet pile press, or a milling machine on the work carriage.
- the pile driver can, in particular, include a striking or hammering unit.
- a drilling drive can be used to create a drilling rig, which is used, in particular, to create bored piles or foundation piles in the ground, whereby the drilled hole is filled with a preferably hardenable material, especially concrete.
- the drilling rig can also be used to install drill or screw anchors for foundation work.
- Vertical slots can be created in the ground using a milling machine. After being filled with a hardening compound, these slots form diaphragm wall segments or continuous diaphragm walls.
- Pile-shaped or plank-like foundation elements can be driven into the ground using a vibrator, a pile driver, a hammer, or a sheet pile press.
- a first deep-construction machine 10 is used in connection with the Figure 1 and 2 The following is explained.
- the underground construction machine 10 comprises a track-bound undercarriage 20 with a flat support frame 22 and a running gear 21, at each end of which a bogie 24 with four wheelsets 25 with rail wheels 26 is arranged.
- the undercarriage 20 can have a length of approximately 12 to 18 meters, preferably approximately 15 meters.
- Each wheelset 25 has two wheels.
- the bogie 24 is rotatably mounted on the support frame 22 about a vertical axis.
- a superstructure 30 with an operator cabin 32 is rotatably mounted about a vertical pivot axis 31.
- a length-adjustable telescopic arm 42 is pivotally mounted on the superstructure 30 about a horizontal pivot axis 43 and can be pivoted about the horizontal pivot axis 43 by means of at least one actuating cylinder 38.
- actuating cylinders 38 are provided.
- the telescopic arm 42 is part of a linkage mechanism 40, wherein a holding device 46 for holding a mast 50 is arranged at the free end of the telescopic arm 42 via a detachable connecting unit 45.
- the holding device 46 can be moved between the two ends by means of a tilting cylinder 47.
- Figure 1 and 2 The device can be pivoted into the essentially vertical operating position and an essentially horizontal transport position shown.
- a swivel unit 48 is arranged on the holding device 46, with which a vertical positioning unit 49 is rotated with the mast 50 by a distance of Fig. 1 vertical
- the pivot axis can be pivoted.
- the mast 50 can be adjusted vertically or longitudinally via the vertical support 52.
- the drive unit (not shown) for powering the underground construction machine 10 is essentially arranged in a receiving space 23 on the support frame 22 of the undercarriage 20.
- the drive unit serves both as a travel drive for the undercarriage 20 for automatic movement, for adjusting the superstructure 30 and the steering mechanism 40, and for operating a construction work tool 70 on the mast 50.
- a linear guide 54 is formed on the front face of the vertical support 52 of the mast 50, along which a work carriage 60 with the construction tool 70 is mounted for vertical adjustment.
- the construction tool 70 is designed for creating a bore.
- a drill drive 72 is attached to the work carriage 60.
- the drill drive 72 rotates a Kelly bar 71, which is suspended from the mast 50 by a cable.
- a drill bit 73 is detachably attached to the lower end of the Kelly bar 71.
- the construction equipment 70 with the superstructure 30 is usually pivoted outwards by about 30° to 60° around the vertical axis of rotation 31, and in individual cases up to a maximum of 90°, as shown schematically in Fig. 2 As shown.
- lateral support devices 27 with a laterally pivoting swivel beam 28 are arranged on the undercarriage 20.
- Vertically extendable supports 29 are arranged at the free end of each swivel beam 28. This allows the vertical supports 29 to be braced on the ground or on prepared support elements 8.
- an optionally hydraulically extendable support leg 58 can be arranged at the lower end of the vertical beam 52 of the boom 50, with which the boom can be braced directly on the ground.
- FIG. 3 This schematically represents a possible working area or adjustment range of the underground construction machine 10 according to the Figure 1 and 2
- the unhatched area within the inner radius R1 represents a working area in which The mast 50 is held exclusively by the telescopic arm 42 of the linkage mechanism 40.
- the hatched working area between the inner radius R1 and the outer radius R2 requires the mast 50 to be supported on the ground by the support foot 58.
- Fig. 4 is a first transport position of the underground construction machine 10 according to the Figure 1 and 2
- the superstructure 30 is aligned longitudinally with the undercarriage 20.
- the telescopic arm 42 of the linkage mechanism 40 is extended axially.
- the tilting cylinder 47 is extended so that the mast 50 is arranged approximately horizontally with a certain angle of inclination relative to the horizontal. In this transport position, the mast 50 is thus essentially in a horizontal position in front of the actual undercarriage 20.
- a mast head 56 on the mast 50 can be folded in by means of a folding cylinder 57 to further reduce the overall height H of the track-bound underground construction machine 10 in the transport position, so that a maximum permissible height for rail transport is achieved.
- This is preferably possible if the operation of the construction equipment 70 does not require cable guidance over the cable pulleys located on the mast head. In this state, shorter distances can be covered at slow speeds, e.g. within a construction site, so that the first transport position is also referred to as the relocation position.
- Fig. 5 is another civil engineering machine 10 according to the invention in the transport position accordingly Fig. 4
- the diagram shows a machine largely corresponding to the one described above, except that a vibrator 74 is adjustableally mounted on the mast 50 as the construction implement 70.
- the vibrator 74 features, in particular, rotatably driven eccentric weights with which targeted vibrations can be generated, for example, for driving sheet piles into the ground.
- Fig. 6 is another civil engineering machine 10 according to the invention in the transport position according to the Figures 4 and 5
- the construction equipment 70 is shown, comprising a pile driver 76.
- the pile driver 76 can be used to deliver targeted impact impulses for driving beams or piles into the ground.
- Fig. 7 is another civil engineering machine 10 according to the invention in the transport position according to the Figures 4 to 6 shown, wherein a sheet pile press 78 for pressing sheet piles into the ground is attached to the piling 50 as construction equipment 70.
- a civil engineering machine 10 according to the invention is shown in a different transport position, which is particularly suitable for covering greater distances and at higher speeds.
- the civil engineering machine 10 with the track-bound undercarriage 20 has an additional wagon 80, which can be detachably coupled to the undercarriage 20.
- the civil engineering machine 10 and the additional wagon 80 can be integrated into a train consist with an external drive unit such as a locomotive, or can be driven solely by an external drive unit such as a locomotive.
- One upper surface of the additional wagon 80 is designed as a shelf 82 for the load carrier 50.
- the mast 50 is preferably pivoted 90° along an axis parallel to its longitudinal direction by the pivoting device 48 via the linkage mechanism 40 on the superstructure 30 into a substantially horizontal position and placed directly, or preferably after pivoting 90° sideways, onto the storage platform 82 of the auxiliary carriage 80.
- the 90° pivoting preferably takes place with the mast in a vertical position.
- the connecting unit 45 between the telescopic arm 42 and the retaining device 46 of the linkage mechanism 40 can then be released.
- the telescopic arm 42 can then be retracted.
- the placed mast 50 can be moved laterally and/or in the direction of the track on the auxiliary carriage 80 to position the center of gravity of the unit consisting of the mast 50 and the work carriage 60 as close as possible to the center of the auxiliary carriage 80.
- the mast head 56 can be folded down to prevent it from projecting laterally beyond the width of the additional carriage 80. This allows for the connection of lines 66 between the telescopic arm and the mast head 56. 42 remain on the superstructure 30 and the mast 50 stored on the auxiliary carriage 80.
- the cable connections can be power and/or data cables. This allows the mast 50 to be reconnected to the superstructure almost automatically upon reaching another construction site by extending the telescopic arm 42 and closing the connecting unit 45, without the need to re-establish the cable connections 66 before work can commence.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Tiefbaumaschine mit einem Unterwagen, welcher ein Fahrwerk umfasst, einem auf dem Unterwagen drehbar um eine vertikale Drehachse gelagerten Oberwagen, einem Mäkler mit einer Linearführung, entlang welcher ein Arbeitsschlitten mit einem Bauarbeitsgerät verfahrbar gelagert ist, und einem Anlenkmechanismus, mit welchem der Mäkler verstellbar an dem Oberwagen gelagert ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Tiefbaumaschinen mit Mäklern sind hinlänglich bekannt und werden beispielsweise zum Erstellen von Bohrpfählen im Boden, Erdverankerungen oder zum Einbringen von Spundwandbohlen in einem Boden durch Einrütteln oder Einschlagen eingesetzt. Die Tiefbaumaschinen dienen insbesondere zum Ausführen von Gründungsmaßnahmen für Bauwerke oder entlang von Bauwerken.
- Ein Mäkler stellt einen im Wesentlichen vertikalen Mast dar, welcher an seiner Vorderseite mit einer Längsführung ausgebildet ist. Entlang der Längsführung ist ein Arbeitsschlitten mit einem Bauarbeitsgerät verschiebbar gelagert. Eine derartige Tiefbaumaschine mit einem Mäkler, wobei als Bauarbeitsgerät ein Rüttler vorgesehen ist, geht beispielsweise aus der
EP 3 228 382 B1 hervor. - Der Mäkler ist mit einem mobilen Trägergerät über einen Anlenkmechanismus verbunden. In der
EP 3 228 382 B1 weist der Anlenkmechanismus Schwenkhebel in einer sogenannten Parallelogrammanordnung auf, wobei ein Abstand des Mäklers zum Trägergerät durch Verschwenken der Schwenkhebel bewirkt werden kann. Bedingt durch die Mechanik ergibt sich bei einer Veränderung des Abstandes des Mäklers zum Trägergerät stets auch eine gewisse Lageänderung in vertikaler Richtung. - Dies kann durch eine Halteeinrichtung ausgeglichen werden, mit welcher der vertikale Mäkler vertikal verstellbar mit der Parallelogrammanordnung der Schwenkhebel verbunden ist.
- In bestimmten Fällen ist es erforderlich, derartige Gründungsmaßnahmen in der Nähe oder entlang von Bahngleisen durchzuführen. Hierzu ist es beispielsweise aus der gattungsbildenden
EP 0 392 310 B1 bekannt, bei einer herkömmlichen Tiefbaumaschine einen Unterwagen mit Rädern auszustatten, welche ein Fahren auf Schienen ermöglichen. Hierdurch kann die so ausgestattete und nachgerüstete Tiefbaumaschine auf den Gleisen verfahren werden, um entsprechende Tiefbaumaßnahmen von einer Arbeitsposition auf den Gleisen auszuführen. - Mit derartigen nachgerüsteten Tiefbaumaschinen können in der Regel nur relativ kurze Strecken auf Gleisen zurückgelegt werden. Zudem besteht aufgrund der relativ geringen Spurbreite auf Gleisen gegenüber einem normalen Rad- oder Raupenfahrwerk eine verringerte Kippsicherheit.
- Die
CN 108 505 518 A , die den Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt, schlägt zur Anbringung des Mäklers einen horizontal fest angebrachten Stellzylinder vor, der den Mäkler trägt. Eine Kompensation der vertikalen Ausrichtung des Mäklers findet durch einen zweiten teleskopierbaren Stellzylinder statt. Die stellt ebenfalls eine vergleichbare Anbringung für den Mäkler vor, wobei der horizontal fest angebrachte Stellzylinder mechanisch betätigt wird.GB 1 133 072 A - Die
EP 1 077 306 A1 offenbart die bekannte Parallelogrammanordnung zum Tragen des Mäklers mit teleskopierbarem oberen Stellzylinder und einem unteren schwenkbarem Tragarm mit fester Länge. Die schlägt eine Anbringung des Mäklers vor, die im Wesentlichen vergleichbar hierzu ist.JP 2014 025200 A - Die
CN 211 898 371 U schlägt die Anbringung an einem horizontal in Gleitkulissen verschiebbaren Ausleger vor, der an eine entsprechende Maschine angebaut werden kann. - Weiter ist es bekannt, eine bestehende Tiefbaumaschine mit einem Rad- oder Raupenfahrwerk insgesamt auf einem Eisenbahn-Transportwagen anzuordnen. Mit einem derartigen herkömmlichen Eisenbahnwagen kann grundsätzlich eine längere Strecke mit einer höheren Geschwindigkeit auf Gleisen zurückgelegt werden. Allerdings besteht bei solchen Anordnungen bei herkömmlichen Tiefbaumaschinen häufig das Problem, dass nur relativ kleine Tiefbaumaschinen eingesetzt werden können, um eine maximale Höhe, die durch Oberleitungen oder Bahntunnel vorgegeben ist, nicht zu überschreiten. Zudem wird durch die Anordnung einer herkömmlichen Tiefbaumaschine auf einem Eisenbahn-Transportwagen der Maschinenschwerpunkt über dem Boden erhöht, wodurch ebenfalls die Kippsicherheit reduziert wird. Dies hat dann eine entsprechende Beschränkung des Arbeitsbereiches und der Einsatzmöglichkeiten der Tiefbaumaschine zur Folge.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tiefbaumaschine mit einem Mäkler anzugeben, mit welcher in besonders effizienter Weise Baumaßnahmen durchgeführt werden können.
- Die Aufgabe wird durch eine Tiefbaumaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Die erfindungsgemäße Tiefbaumaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkmechanismus einen Teleskoparm aufweist, mit welchem ein Abstand des Mäklers gegenüber dem Oberwagen verstellbar ist.
- Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, bei einer Tiefbaumaschine mit einem Mäkler einen Anlenkmechanismus mit einem Teleskoparm einzusetzen, wobei der Teleskoparm im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Somit kann durch ein Ein- oder Austeleskopieren des Teleskoparms ein Abstand des Mäklers gegenüber dem Oberwagen und damit dem Trägergerät verändert werden. Durch Verwendung eines längenveränderlichen Teleskoparms kann insbesondere eine Parallelogrammanordnung mit Schwenkhebeln ersetzt werden.
- Außerdem erlaubt ein in der Länge veränderbarer Teleskoparm eine Abstandsänderung des Mäklers ohne wesentliche Änderungen auf die vertikale Lage des Mäklers. Weiter kann der Anlenkmechanismus einfach und kompakt ausgebildet werden. Hierdurch ergibt sich auch eine besonders kompakte Ausgestaltung der Tiefbaumaschine insgesamt, insbesondere mit einer relativ geringen Bauhöhe von Oberwagen und Anlenkmechanismus.
- Eine besonders gute Verstellmöglichkeit des Mäklers ergibt sich nach der Erfindung dadurch, dass der Teleskoparm um eine horizontale Schwenkachse schwenkbar an dem Oberwagen gelagert ist. Insbesondere kann der Teleskoparm in einem oberen Bereich des Oberwagens schwenkbar angelenkt sein. Der Teleskoparm beziehungsweise der Anlenkmechanismus ist in einem unteren Bereich mit dem Mäkler verbunden, so dass der Mäkler nach vorne umlegbar ist. Zum Verschwenken des Teleskoparms kann ein Schwenkzylinder, insbesondere ein Hydraulikzylinder, vorgesehen sein.
- Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine besteht darin, dass der Mäkler an dem Teleskoparm über eine Halteeinrichtung gehalten ist und dass der Mäkler parallel zu seiner Linearführung an der Halteeinrichtung verschiebbar gelagert ist. Die Halteeinrichtung kann insbesondere einen Tragbalken aufweisen, welcher schwenkbar am Teleskoparm gelagert ist. Der Mäkler ist vorzugsweise parallel zu seiner Linearführung entlang dem Tragbalken der Halteeinrichtung verschiebbar gelagert. So kann in einfacher Weise die vertikale Lage des Mäklers und die Relativposition zum Teleskoparm verändert werden.
- Für eine weitere Verbesserung der Verstellmöglichkeiten des Mäklers ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, dass die Halteeinrichtung eine Schwenkeinheit aufweist, mit welcher der Mäkler um eine Mäkler-Schwenkachse verschwenkbar ist, welche parallel zur Linearführung des Mäklers gerichtet ist. Somit kann der Mäkler um eine Hochachse, welche parallel zur Linearführung gerichtet ist, verstellt und eingestellt werden.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass an der Halteeinrichtung eine lösbare Verbindungseinheit angeordnet ist, mit welcher der Mäkler leicht lösbar mit dem Teleskoparm verbindbar ist. Somit kann der Mäkler bei Bedarf mechanisch vom Teleskoparm gelöst und hiervon entfernt werden.
- Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass die lösbare Verbindungseinheit automatisch betätigbar ist. Vorzugsweise kann die Verbindungseinheit hydraulisch betätigbare Haltebolzen aufweisen, welche zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition verstellbar sind. Auf diese Weise kann eine leichte mechanische Entkopplung zwischen Mäkler und Teleskoparm erfolgen, etwa wenn der Mäkler in eine etwa horizontale Transportposition umgelegt wird. Dabei können bestehende Leitungsverbindungen, insbesondere für Energie- und/oder Datenleitungen, ebenfalls getrennt werden oder vorzugsweise weiter zwischen dem Mäkler und dem Teleskoparm bestehen bleiben. Hierzu können die Verbindungsleitungen mit entsprechenden Zusatzlängen ausgebildet sein.
- Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass der Mäkler aus einer im Wesentlichen vertikalen Betriebsposition in eine im Wesentlichen horizontale Ruheposition verschwenkbar ist, welche sich in Längsrichtung vor dem Oberwagen befindet. Es ist somit ein einfaches Umlegen des Mäklers in eine horizontale Ruhe- oder Transportposition möglich.
- Besonders zweckmäßig ist es dabei, dass der Mäkler in der Ruheposition auf einer Ablage abgelegt ist und dass der Mäkler in der abgelegten Ruheposition auf der Ablage durch Lösen der Verbindungseinheit von dem Teleskoparm lösbar ist. Das Lösen kann dabei teilweise oder vollständig erfolgen.
- Erfindungsgemäß ist der Unterwagen als ein gleisgebundener Unterwagen mit einem Fahrwerk mit Rädern zum Fahren auf Bahngleisen ausgebildet ist. Durch die Kombination mit einem Anlenkmechanismus mit einem Teleskoparm kann eine gleisgebundene Tiefbaumaschine geschaffen werden, welche bei einem umgelegten Mäkler eine besonders kompakte Bauhöhe aufweist. Dies ist insbesondere für ein Verfahren entlang von Bahngleisen vorteilhaft, für welche im Hinblick auf Tunnel und bestehende Oberleitungen strikte Höhenbegrenzungen gelten.
- Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass die Ablage zum Ablegen des Mäklers auf einem Transportwagen ausgebildet ist. Dieser Transportwagen kann insbesondere selbst ein gleisgebundener Transportwagen mit Rädern zum Fahren auf Bahngleisen sein. Der Transportwagen kann als ein Zusatzwagen an den Unterwagen der Tiefbaumaschine angekoppelt werden. Der Mäkler kann dabei auf dem Transportwagen abgelegt werden, wobei eine Verbindung zwischen Mäkler und dem Teleskoparm vollständig oder teilweise getrennt ist, wobei eine Verbindung ausschließlich durch Verbindungsleitungen gebildet ist.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es bevorzugt, dass der Teleskoparm hydraulisch betätigbar ist. Vorzugsweise kann hierbei innerhalb des Teleskoparms ein Hydraulikzylinder angeordnet sein. Der Teleskoparm kann vorzugsweise einen eckigen, vorzugsweise rechteckigen Querschnitt aufweisen, so dass der Teleskoparm für eine sichere lineare Führung des Mäklers beim Ein- und Austeleskopieren sorgen kann. Der Teleskoparm kann über mindestens einen Schwenkzylinder um die horizontale Schwenkachse verstellt und so gegenüber der Horizontalen angewinkelt werden.
- Besonders zweckmäßig ist es nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung, dass die Verbindungseinheit schwenkbar gegenüber dem Teleskoparm gelagert ist. Zum Verschwenken kann dabei an der Verbindungseinheit ebenfalls ein weiterer Stellzylinder vorgesehen sein. Durch die Verschwenkbarkeit der Verbindungseinheit gegenüber dem Teleskoparm kann bei einem Anstellwinkel des Teleskoparms sichergestellt werden, dass der Mäkler weiterhin eine vertikale Ausrichtung aufweist.
- Generell kann als Bauarbeitsgerät an der Tiefbaumaschine jedes Gerät angebracht werden. Besonders vorteilhaft ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung, dass das Bauarbeitsgerät an dem Arbeitsschlitten einen Rüttler, einen Bohrantrieb, ein Rammgerät, eine Spundwandbohlenpresse oder eine Fräse aufweist. Das Rammgerät kann insbesondere eine Schlag- oder Hammereinheit umfassen
- Mit einem Bohrantrieb kann ein Bohrgerät geschaffen werden, mit welchem insbesondere Bohrpfähle oder Gründungspfähle im Boden erstellt werden, wobei ein erstelltes Bohrloch mit einer vorzugswiese aushärtbaren Masse, insbesondere Beton, verfüllt wird. Das Bohrgerät kann auch zum Einbringen von Bohr- oder Schraubankern für Gründungsmaßnahmen dienen.
- Mittels einer Fräse können vertikale Schlitze im Boden erstellt werden, welche nach Auffüllen mit einer aushärtbaren Masse Schlitzwandsegmente oder zusammenhängende Schlitzwände im Boden bilden. Mittels eines Rüttlers, eines Rammgerätes, eines Hammers oder einer Spundwandbohlenpresse können pfahlförmige oder bohlenartige Gründungselemente in den Boden eingetrieben 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 Seitenansicht einer ersten erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine;
- Fig. 2
- eine vergrößerte Detailansicht zu der Tiefbaumaschine von
Fig. 1 mit verschwenktem Oberwagen; - Fig. 3
- eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Tiefbaumaschine;
- Fig. 4
- eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine nach
Fig. 1 in einer Transportposition; - Fig. 5
- eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine mit einem Rüttler in einer Transportposition entsprechend
Fig. 4 ; - Fig. 6
- eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine mit einem Rammgerät in einer Transportposition entsprechend den Figuren 4 und 5;
- Fig. 7
- eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine mit einer Spundwandbohlenpresse in einer Transportposition entsprechend den
Figuren 4 bis 6 ; - Fig. 8
- eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tiefbaumaschine in einem Transportzustand mit einem Zusatzwagen; und
- Fig. 9
- eine Draufsicht auf die Tiefbaumaschine nach
Fig. 8 . - Eine erste erfindungsgemäße Tiefbaumaschine 10 wird in Zusammenhang mit den
Figuren 1 und2 erläutert. Zum Verfahren auf Bahngleisen 6 umfasst die Tiefbaumaschine 10 einen gleisgebundenen Unterwagen 20 mit einem flachen Tragrahmen 22 mit einem Fahrwerk 21, an dessen Enden jeweils ein Drehgestell 24 mit je vier Radsätzen 25 mit Schienenrädern 26 angeordnet sind. Der Unterwagen 20 kann eine Länge von etwa 12 bis 18 Metern, bevorzugt von etwa 15 Metern haben. Jeder Radsatz 25 weist zwei Räder auf. Das Drehgestell 24 ist drehbar um eine Hochachse am Tragrahmen 22 gelagert. - Etwa mittig auf dem Unterwagen 20 ist drehbar um eine vertikale Drehachse 31 ein Oberwagen 30 mit einer Bedienkabine 32 gelagert. An dem Oberwagen 30 ist schwenkbar um eine horizontalte Schwenkachse 43 ein in der Länge verstellbarer Teleskoparm 42 gelagert, welcher mittels mindestens eines Stellzylinders 38 um die horizontale Schwenkachse 43 verschwenkt werden kann. Vorzugsweise können zwei Stellzylinder 38 vorgesehen sein. Der Teleskoparm 42 ist Teil eines Anlenkmechanismus 40, wobei am freien Ende des Teleskoparms 42 über eine lösbare Verbindungseinheit 45 eine Halteeinrichtung 46 zum Halten eines Mäklers 50 angeordnet ist. Die Halteeinrichtung 46 kann mittels eines Neigungszylinders 47 zwischen der in den
Figuren 1 und2 gezeigten, im Wesentlichen vertikalen Betriebsposition und einer im Wesentlichen horizontalen Transportposition verschwenkt werden. - Zudem ist an der Halteeinrichtung 46 eine Schwenkeinheit 48 angeordnet, mit welcher eine vertikale Stelleinheit 49 mit dem Mäkler 50 um eine in
Fig. 1 vertikale Schwenkachse verschwenkt werden kann. Mittels der vertikalen Stelleinheit 49 kann über den Vertikalträger 52 der Mäkler 50 in vertikaler Richtung oder in Längsrichtung des Mäklers 50 verstellt werden. - Das in den
Figuren 1 und2 nicht dargestellte Antriebsaggregat zum Antreiben der Tiefbaumaschine 10 ist im Wesentlichen in einem Aufnahmeraum 23 am Tragrahmen 22 des Unterwagens 20 angeordnet. Das Antriebsaggregat dient dabei sowohl als ein Fahrantrieb für den Unterwagen 20 zum selbsttätigen Verfahren, zum Verstellen des Oberwagens 30 sowie des Anlenkmechanismus 40 als auch zum Betreiben eines Bauarbeitsgerätes 70 an dem Mäkler 50. - Gemäß den
Figuren 1 und2 ist an einer Vorderseite des Vertikalträgers 52 des Mäklers 50 eine Linearführung 54 ausgebildet, entlang welcher ein Arbeitsschlitten 60 mit dem Bauarbeitsgerät 70 vertikal verstellbar gelagert ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bauarbeitsgerät 70 zum Erstellen einer Bohrung ausgebildet. Hierzu ist an dem Arbeitsschlitten 60 ein Bohrantrieb 72 angebracht. Durch den Bohrantrieb 72 wird eine über ein Seil am Mäkler 50 aufgehängte Kelly-Bohrstange 71 drehend angetrieben. Am unteren Ende der Kelly-Bohrstange 71 ist ein Bohrwerkzeug 73 lösbar angebracht. - Zum Durchführen einer Baumaßnahme entlang der Bahngleise 6 wird das Bauarbeitsgerät 70 mit dem Oberwagen 30 um die vertikale Drehachse 31 in der Regel um etwa 30° bis 60°, im Einzelfall bis max. 90° nach außen verschwenkt, wie schematisch in
Fig. 2 dargestellt ist. Zur Sicherstellung der Kippstabilität der Tiefbaumaschine 10 sind am Unterwagen 20 seitliche Stützeinrichtungen 27 mit einem seitlich ausschwenkbaren Schwenkträger 28 angeordnet. Am freien Ende der Schwenkträger 28 sind jeweils vertikal ausfahrbare Stützen 29 angeordnet. Hierdurch können sich die vertikalen Stützen 29 am Boden oder auf vorbereiteten Stützelementen 8 abstützen. Zudem kann am unteren Ende des Vertikalträgers 52 des Mäklers 50 ein wahlweise hydraulisch ausfahrbarer Stützfuß 58 angeordnet sein, mit welchem der Mäkler unmittelbar am Boden abgestützt werden kann. - In
Fig. 3 ist schematisch ein möglicher Arbeitsbereich oder Verstellbereich der Tiefbaumaschine 10 gemäß denFiguren 1 und2 dargestellt. Der nicht schraffierte Bereich innerhalb des Innenradius R1 bezeichnet einen Arbeitsbereich, bei welchem der Mäkler 50 ausschließlich durch den Teleskoparm 42 des Anlenkmechanismus 40 gehalten wird. Der schraffierte Arbeitsbereich zwischen dem Innenradius R1 und dem Außenradius R2 erfordert eine Abstützung des Mäklers 50 durch den Stützfuß 58 auf dem Boden. - Abhängig von der jeweiligen Verfahrposition der Tiefbaumaschine 10 entlang den Bahngleisen 6, der Drehposition des Oberwagens 30 um die vertikale Drehachse 31, des Abstützens des Mäklers 50 mit dem Stützfuß 58 und der Ausfahrposition des Teleskoparms 42 kann so entlang von Gleisen zuverlässig ein Arbeitsbereich mit einem Abstand entsprechend dem maximalen Außenradius R2 bearbeitet werden.
- In
Fig. 4 ist eine erste Transportposition der Tiefbaumaschine 10 gemäß denFiguren 1 und2 dargestellt. Für die Transportposition wird der Oberwagen 30 längs zum Unterwagen 20 ausgerichtet. Der Teleskoparm 42 des Anlenkmechanismus 40 wird axial ausgefahren. Gleichzeitig wird der Neigungszylinder 47 ausgefahren, so dass der Mäkler 50 etwa horizontal mit einem gewissen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen angeordnet ist. In dieser Transportposition befindet sich der Mäkler 50 somit im Wesentlichen in einer liegenden Position vor dem eigentlichen Unterwagen 20. Gegebenenfalls kann ein Mastkopf 56 am Mäkler 50 mittels eines Klappzylinders 57 eingeklappt werden, um so die Gesamthöhe H der gleisgebundenen Tiefbaumaschine 10 in der Transportposition weiter zu reduzieren, so dass eine für den Bahntransport maximal zulässige Höhe gegeben ist. Dies ist bevorzugt dann möglich, wenn der Betrieb des Bauarbeitsgerätes 70 keine Seilführung über die am Mastkopf befindlichen Seilrollen erfordert. In diesem Zustand können insbesondere kürzere Strecken in langsamer Fahrt, z. b. innerhalb einer Baustelle zurückgelegt werden, so dass die erste Transportposition auch als Versetzstellung bezeichnet wird. - In
Fig. 5 ist eine weitere erfindungsgemäße Tiefbaumaschine 10 in der Transportposition entsprechendFig. 4 gezeigt, welche der zuvor beschriebenen Maschine weitgehend entspricht, wobei aber als Bauarbeitsgerät 70 ein Rüttler 74 am Mäkler 50 verstellbar gelagert ist. Der Rüttler 74 weist insbesondere drehend antreibbare Unwuchten auf, mit welchen gezielte Vibrationen, etwa zum Eintreiben von Spundwandbohlen in einen Boden, erzeugbar sind. - In
Fig. 6 ist eine weitere erfindungsgemäße Tiefbaumaschine 10 in der Transportposition entsprechend denFiguren 4 und 5 dargestellt, wobei das Bauarbeitsgerät 70 ein Rammgerät 76 umfasst. Mit dem Rammgerät 76 können gezielte Schlagimpulse zum Eintreiben von Trägern oder Pfählen in den Boden ausgeübt werden. - Gemäß
Fig. 7 ist eine weitere erfindungsgemäße Tiefbaumaschine 10 in der Transportposition entsprechend denFiguren 4 bis 6 gezeigt, wobei als Bauarbeitsgerät 70 eine Spundwandbohlenpresse 78 zum Einpressen von Spundwandbohlen in den Boden am Mäkler 50 angebaut ist. - Gemäß den
Figuren 8 und 9 ist eine erfindungsgemäße Tiefbaumaschine 10 in einer anderen Transportposition dargestellt, die insbesondere für ein Zurücklegen größerer Entfernungen und mit höheren Fahrgeschwindigkeiten geeignet ist. Hierzu weist die Tiefbaumaschine 10 mit dem gleisgebundenen Unterwagen 20 einen Zusatzwagen 80 auf, welcher lösbar an dem Unterwagen 20 angekoppelt werden kann. Dabei können die Tiefbaumaschine 10 und der Zusatzwagen 80 in einen Zugverband mit einem externen Antriebsgerät wie z. B. einer Lokomotive eingegliedert werden oder auch nur von einem externen Antriebsgerät wie z. B. einer Lokomotive angetrieben werden. Eine Oberseite des Zusatzwagens 80 ist als eine Ablage 82 für den Mäkler 50 ausgebildet. - Zum Ablegen wird der Mäkler 50 vorzugsweise nach einem Schwenken des Mäklers durch die Schwenkeinrichtung 48 um 90° entlang einer Achse parallel zur Längsrichtung des Mäklers über den Anlenkmechanismus 40 am Oberwagen 30 in eine im Wesentlichen horizontale Position gebracht und unmittelbar oder vorzugsweise nach einem Schwenken um 90° auf die Seite auf die Ablage 82 des Zusatzwagens 80 abgelegt. Das Verschwenken um 90° erfolgt vorzugsweise bei vertikalem Mast. Anschließend kann die Verbindungseinheit 45 zwischen dem Teleskoparm 42 und der Halteeinrichtung 46 des Anlenkmechanismus 40 gelöst werden. Nun kann der Teleskoparm 42 wieder eingezogen werden. Wahlweise oder ergänzend kann der abgelegte Mäkler 50 auf dem Zusatzwagen 80 seitlich und/oder in Gleisrichtung verschoben werden, um den Schwerpunkt der Einheit aus Mäkler 50 und Arbeitsschlitten 60 möglichst nahe in die Mitte des Zusatzwagens 80 zu bringen. Der Mastkopf 56 kann abgeklappt werden, um ein seitliches Überstehen über die Breite des Zusatzwagens 80 zu vermeiden. Dabei können Leitungsverbindungen 66 zwischen dem Teleskoparm 42 am Oberwagen 30 und dem auf dem Zusatzwagen 80 abgelegten Mäkler 50 verbleiben. Die Leitungsverbindungen können Energie- und/oder Datenleitungen sein. Dies ermöglicht, dass bei Erreichen einer weiteren Baustelle der Mäkler 50 durch Ausfahren des Teleskoparms 42 und Schließen der Verbindungseinheit 45 nahezu automatisch wieder mit dem Oberwagen verbunden werden kann, ohne dass die Leitungsverbindungen 66 vor Arbeitsaufnahme neu hergestellt werden müssen.
- Die in den
Figuren 1 bis 9 dargestellten Tiefbaumaschinen 10 weisen im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf, wobei dieser sich maßgeblich in der Art des eingesetzten Bauarbeitsgerätes 70 unterscheidet.
Claims (11)
- Tiefbaumaschine mit- einem Unterwagen (20), welcher ein Fahrwerk (21) umfasst,- einem auf dem Unterwagen (20) drehbar um eine vertikale Drehachse (31) gelagerten Oberwagen (30),- einem Mäkler (50) mit einer Linearführung (54), entlang welcher ein Arbeitsschlitten (60) mit einem Bauarbeitsgerät (70) verfahrbar gelagert ist, und- einem Anlenkmechanismus (40), mit welchem der Mäkler (50) verstellbar an dem Oberwagen (30) gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet,- dass der Anlenkmechanismus (40) einen im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Teleskoparm (42) aufweist, mit welchem durch dessen Ein- oder Austeleskopieren ein Abstand des Mäklers (50) gegenüber dem Oberwagen (30), ohne wesentliche Änderungen auf die vertikale Lage des Mäklers (50), verstellbar ist,- dass der Unterwagen (20) als ein gleisgebundener Unterwagen (20) mit einem Fahrwerk (21) mit Rädern zum Fahren auf Bahngleisen (6) ausgebildet ist und- dass der Teleskoparm (42) um eine horizontale Schwenkachse (43) schwenkbar an dem Oberwagen (30) gelagert ist. - Tiefbaumaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,dass der Mäkler (50) an dem Teleskoparm (42) über eine Halteeinrichtung (46) gehalten ist, unddass der Mäkler (50) parallel zu seiner Linearführung an der Halteeinrichtung (46) verschiebbar gelagert ist. - Tiefbaumaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halteeinrichtung (46) eine Schwenkeinheit (48) aufweist, mit welcher der Mäkler (50) um eine Mäkler-Schwenkachse verschwenkbar ist, welche parallel zur Linearführung (54) des Mäklers (50) gerichtet ist. - Tiefbaumaschine nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Halteeinrichtung (46) eine lösbare Verbindungseinheit (45) angeordnet ist, mit welcher der Mäkler (50) leicht lösbar mit dem Teleskoparm (42) verbindbar ist. - Tiefbaumaschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die lösbare Verbindungseinheit (45) automatisch betätigbar ist. - Tiefbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mäkler (50) aus einer im Wesentlichen vertikalen Betriebsposition in eine im Wesentlichen horizontale Ruheposition verschwenkbar ist, welche sich in Längsrichtung vor dem Oberwagen (30) befindet. - Tiefbaumaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mäkler (50) in der Ruheposition auf eine Ablage (82) abgelegt ist und dass der Mäkler (50) in der abgelegten Ruheposition auf der Ablage (82) durch Lösen der Verbindungseinheit (45) von dem Teleskoparm (42) lösbar ist. - Tiefbaumaschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ablage (82) zum Ablegen des Mäklers (50) auf einem Transportwagen ausgebildet ist. - Tiefbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Teleskoparm (42) hydraulisch betätigbar ist. - Tiefbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurchgekennzeichnet,
dass die Halteeinrichtung (46) an der Verbindungseinheit (45) schwenkbar gegenüber dem Teleskoparm (42) gelagert ist. - Tiefbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bauarbeitsgerät (70) an dem Arbeitsschlitten (60) einen Rüttler (74), einen Bohrantrieb (72), eine Ramme (76), eine Spundbohlen-Presse (78) oder eine Fräse aufweist.
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