EP4239130A1 - Schlitzwandfräse und verfahren zum erstellen eines frässchlitzes im boden - Google Patents

Schlitzwandfräse und verfahren zum erstellen eines frässchlitzes im boden Download PDF

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EP4239130A1
EP4239130A1 EP22159510.1A EP22159510A EP4239130A1 EP 4239130 A1 EP4239130 A1 EP 4239130A1 EP 22159510 A EP22159510 A EP 22159510A EP 4239130 A1 EP4239130 A1 EP 4239130A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
plate
trench wall
clearing
cutting wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22159510.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Herrmann
Sebastian Soier
Thomas VOHS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
Priority to EP22159510.1A priority Critical patent/EP4239130A1/de
Priority to PCT/EP2023/053162 priority patent/WO2023165796A1/de
Publication of EP4239130A1 publication Critical patent/EP4239130A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/20—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
    • E02F3/205—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels with a pair of digging wheels, e.g. slotting machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/22—Component parts
    • E02F3/24—Digging wheels; Digging elements of wheels; Drives for wheels
    • E02F3/246—Digging wheels; Digging elements of wheels; Drives for wheels drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/22—Component parts
    • E02F3/24—Digging wheels; Digging elements of wheels; Drives for wheels
    • E02F3/248—Cleaning the wheels or emptying the digging elements mounted on the wheels, e.g. in combination with spoil removing equipment

Definitions

  • the invention relates to a trench wall cutter with a box-shaped housing, on the top of which a lifting device can be attached, at least one cutting wheel, which is arranged on an underside of the housing and can be driven in rotation to remove soil material, with cutting teeth being arranged in at least one circumferential row along the outer circumference of the cutting wheel which is adjoined by at least one axial free space, and at least one clearing plate which is arranged so as to be relatively fixed to the housing and engages in the at least one circumferential free space on the cutting wheel for clearing soil material, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for creating a milled slot in the ground according to the preamble of claim 14.
  • a generic trench cutter is, for example, from EP 1452645 A1 out. Rows of cutting teeth are arranged along the circumference of the paired cutting wheels. Axial free spaces remain between the rows of milling teeth, into which so-called clearing plates engage.
  • the clearing plates are arranged on the underside of the box-shaped housing and are used to strip off cohesive soil material adhering to the cutting teeth, which can impair the cutting performance, and thus to keep the cutting teeth free of cohesive soil material.
  • the milled-off soil material remains in the soil and can be processed in situ with a supplied, settable suspension to form a so-called soil mortar.
  • the soil mortar can form a diaphragm wall segment in the prepared trench. From such Diaphragm wall segments can be used to create a sealing wall or an enclosing wall, for example to enclose an excavation pit.
  • the box-shaped housing with the drive unit is designed smaller in its outer peripheral dimensions than the milled trench formed in the generic trench cutter. This creates a free space on the housing through which the milled soil material, which is mixed by the milling wheels with the supplied hardening suspension to form the soil mortar, has the opportunity to flow past the housing into an upper region of the milling trench.
  • the cutter wheels are driven in particular in opposite directions, so that the two pairs of cutter wheels each rotate inwards and thus convey soil material into a central region below the cutter housing.
  • the settable suspension can also be supplied in this area in order to bring about a good mixing effect for forming the floor mortar.
  • the invention is based on the object of specifying a trench wall cutter and a method for creating a cut trench, with which a particularly efficient operation when creating a cut trench is made possible.
  • the trench wall cutter according to the invention is characterized in that the at least one clearing plate is attached to a plate holder at a distance from the housing, with a passage being formed between the at least one clearing plate and the housing, through which the ground material milled off during operation can be guided upwards.
  • a basic idea of the invention is not to arrange the clearing plates directly on the underside of the box-shaped housing, but at a distance from the box-shaped housing on plate holders.
  • the plate holders are arranged and designed in such a way that the at least one clearing plate is arranged at a distance from the housing, through which a passage for the milled soil material is formed.
  • ground material that has been milled off can be guided past the clearing plates, optionally with suspension supplied, and thus flow upwards in a simplified manner.
  • the hard rock material does not have to be forced through the meshing arrangement between the cutting teeth and the clearing plates.
  • the actual clearing effect of the clearing plates is retained when soil material sticks to it.
  • the passage can have a size of a few centimeters up to approx. 40% of a cutting wheel diameter in the horizontal longitudinal direction and a size of up to the wheel width of a cutting wheel in the horizontal width direction.
  • a preferred embodiment of the invention consists in that at least two circumferential rows of cutting teeth are arranged on the at least one cutting wheel, which are spaced apart axially from one another by a circumferential free space, in which a clearing plate engages.
  • more than two circumferential rows, in particular four or five circumferential rows, each with a corresponding axial spacing from the adjacent row of teeth, can also be arranged on the cutting wheel.
  • the clearing plates fixed relative to the housing are inserted into the circumferential free spaces in rotation with the cutting wheel driven cutting teeth.
  • the broaching plates can lightly contact, ie scratch, the passing milling teeth and tooth holders, or they can be spaced a small axial distance away, for example a few millimeters.
  • the at least one cutting wheel is mounted on a plate-shaped bearing plate on the underside of the housing and that the at least one clearing plate is attached to the bearing plate with the plate holder.
  • a drive device for driving the cutting wheels can be provided in the bearing plate.
  • the plate holder can be a simple support arm on which the clearing plates are attached.
  • the support arm can be arranged transversely to the center plane of the bearing plate.
  • an L-shaped or T-shaped plate holder can also be attached to a side edge of the end shield or to the housing.
  • each cutting wheel of a pair of cutting wheels is arranged on a common, central bearing plate on either side.
  • the plate holders are arranged on the respective outer side, so that the clearing plates can engage in the circumferential free spaces between the cutting teeth, directed obliquely from the outside inwards.
  • each pair of cutting wheels is mounted on one side of the bearing plate and that each cutting wheel is assigned at least one clearing plate, which is attached to the bearing plate via a plate holder.
  • a plurality of clearing plates for each cutting wheel can also be provided on each plate holder, corresponding to the number of free spaces or gaps between the peripheral rows of the cutting teeth.
  • each cutting wheel is assigned a passage which is delimited by the housing, the bearing plate and the assigned at least one clearing plate with the plate holder.
  • a supply device for supplying a liquid, in particular a hardenable suspension, such as a cement suspension can be pumped from above ground to the trench wall cutter in the cut trench using a suitable pumping device.
  • the feed device is particularly expedient for the feed device to be arranged between two pairs of milling wheels and/or in at least one of the plate holders.
  • the feed device can be arranged in a basically known manner between the two pairs of milling wheels in a central area on the underside of the box-shaped housing.
  • the feed device can also be arranged on the at least one plate holder.
  • the plate holder is at least partially hollow with a feed channel.
  • the feed channel ends in one or more outlet nozzles for the liquid to flow out in the area of the clearing plates.
  • the arrangement of the clearing plates according to the invention can be used on different types of trench cutters via plate holders.
  • an outer circumference of the housing is smaller than a milling cross section of the milling wheels. This forms one or more areas along the housing which form a passage area or passage between the housing and the surrounding bottom wall. This allows milled soil material and in particular soil mortar produced by supplying a settable liquid to flow from the area of the milling wheels past the housing of the milling frame upwards into a section of the milled trench above the housing of the trench wall cutter.
  • the trench cutter according to the invention can be driven in any suitable manner.
  • a drive device in particular a hydraulic motor or an electric motor, for driving the cutting wheels is arranged in the housing.
  • One or more central drive motors can be provided in the housing.
  • a torque transmission can in principle known This can be done via a drive shaft running downwards in the end shield and a corresponding gear in the end shield or on the cutting wheels.
  • the at least one cutting wheel can have a hub in which a hub motor is arranged.
  • the hub motor can also be a hydraulic motor or preferably an electric motor.
  • the box-shaped housing can be used to house other components, or it can be reduced in size accordingly.
  • a fundamentally frame-like construction of the housing is also possible.
  • a further preferred embodiment of the invention consists in the at least one clearing plate and/or the plate holder being detachably fastened and a connecting device being provided on the underside of the housing with which at least one clearing plate can be fastened directly to the housing.
  • a particularly flexible arrangement of the clearing plates can be achieved.
  • the clearing plates arranged on the outside of the plate holder can be partially or completely removed if required.
  • clearing plates can be attached directly to the underside of the housing in a basically known manner.
  • screw connections or other easily detachable types of connection are possible as the connection device.
  • the invention also includes a trench wall milling device with a carrier device on which the trench wall milling cutter according to the invention is arranged so that it can move vertically with a lifting device.
  • the carrier device can in particular be designed to be mobile with an undercarriage, in particular a crawler chassis, and an upper carriage rotatably mounted thereon.
  • a mast or a cantilever arm can be provided on the superstructure.
  • a cable suspension or a rigid guide rod, which is adjustably guided along the mast, can be used as a lifting device.
  • the method according to the invention for creating a milled trench in the ground is characterized in that a trench wall cutter according to the invention or a trench wall milling device according to the invention is used. There can be one previously described trench wall cutter or a previously described trench wall milling device are used. In this way, the advantages described above can be achieved when carrying out the method.
  • a preferred variant of the method according to the invention is that the at least one cutting wheel is driven in rotation in a rotary device, in which ground material that has been milled off is guided by the at least one clearing plate through the passage between the housing and the clearing plate.
  • a rotary device in which ground material that has been milled off is guided by the at least one clearing plate through the passage between the housing and the clearing plate.
  • a trench wall milling device 10 according to the invention with a carrier device 12 is in figure 1 shown.
  • the carrier device 12 can have an undercarriage 14 designed as a crawler chassis, on which an upper carriage 16 can be rotatably mounted.
  • a substantially vertical mast 18 can be adjustably mounted on the superstructure 18 via a linkage mechanism 17 with actuating cylinders.
  • a guide rod 22 can extend along the mast 18 as part of a lifting device 20 extend.
  • a trench wall cutter 30 according to the invention is attached to the lower end of the guide rod 22 and is described in more detail below.
  • the guide rod 22 can be moved vertically along the mast 18 as part of the lifting device 20 via movable carriages 24 that can be connected to the guide rod 22 via clamping cylinders.
  • the trench wall cutter 30 shown has two pairs of cutting wheels 40 which are arranged parallel to one another with horizontally arranged axes of rotation. On the outer circumference of the cutting wheels 40 indicated cutting teeth 44 are attached in a basically known manner.
  • the construction of a possible trench wall cutter 30 according to the invention is exemplified in connection with Figures 2 to 4 explained in more detail.
  • the trench wall cutter 30 is shown in a highly schematic manner, with cutting teeth in particular not being shown in detail for reasons of clarity, but ring-shaped paths 45 or circumferential rows along which the cutting teeth of a circumferential row on the circumference of a cutting wheel 40 move when the drive rotates.
  • the cutting teeth can be arranged on plate-shaped cutting tooth holders, also not shown, and can thus be connected to a cylindrical hub 42 of the cutting wheel 40 .
  • a hub motor for rotating the cutting wheel 40 can be arranged inside the hub 42 .
  • the tracks 45 or circumferential rows of cutting teeth on each cutting wheel 40 are axially spaced from one another leaving a circumferential clearance 46 therebetween.
  • three orbits 45 or circumferential rows are provided on each cutting wheel 40 with two circumferential clearances 46 in between.
  • a clearing plate 50 can engage in each of these circumferential free spaces 46 and can reach close to the outer circumference of the central hub 42 .
  • the clearing plates 50 are attached to a plate holder 60 on their outside radially outside of the tracks 45 of the cutting teeth and are stationary relative to the rotating cutting wheel 40 .
  • a plate holder 60 can be provided for each cutting wheel 40 .
  • Each pair of cutting wheels 40 can be mounted on a plate-shaped bearing plate 34 lying between the cutting wheels 40, which is on an underside in each case of a box-shaped housing 32 is attached.
  • the respective plate holders 60 for the clearing plates 50 can also be attached to the bearing plate 34 for each pair of cutting wheels 40 .
  • the plate holders 60 have a holding shaft 62 flanged to the bearing plate 34 .
  • a holding block 64 can be fastened to the holding shaft 62, to which the clearing plates 50 for each cutting wheel 50 can be detachably fastened, preferably via screw connections.
  • the plate holders 60 which preferably extend essentially parallel to the axes of rotation of the cutting wheels 40, are arranged at a distance from the box-shaped housing 32 of the trench wall cutter 30 in such a way that a free space or passage 70 is formed between the respective plate holder 60 and the housing 32. how about out figure 3 can be seen.
  • a first feed device 56 for feeding a settable suspension into the area between the cutting wheels 40 can be provided centrally between the two plate-shaped end shields 34 on the underside of the housing 32 .
  • one or more feed devices can be provided in tubular holding shafts 62 .
  • the cutting wheels 40 can be driven in rotation via a drive device, not shown in detail, which in the exemplary embodiment shown can be in particular hub motors in the hubs 42 of the cutting wheels 40, so that they each turn inwards. This is shown in the figure 5 indicated with arrows indicating the direction of rotation.
  • the outer edges of the clearing plates 50 can be designed correspondingly inclined inwards, so that an upward flow of the milled soil material and suspension through the passage 70 between the plate holder 60 and the housing 32 is supported. In this way, especially when milling rocky or stony soil layers, larger rocks can also be efficiently removed from the area of the milling wheels 40 and up past the housing 32, thereby reducing the risk of damage to the clearing plates 50 and milling teeth.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schlitzwandfräse mit einem kastenförmigen Gehäuse, an dessen Oberseite eine Hubeinrichtung anbringbar ist, mindestens einem Fräsrad, welches an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet und zum Abtragen von Bodenmaterial drehend antreibbar ist, wobei entlang des Außenumfangs des Fräsrades Fräszähne mindestens einer Umfangsreihe angeordnet sind, an welcher mindestens ein axialer Freiraum angrenzt, und mindestens einer Räumplatte, welche relativ feststehend zum Gehäuse angeordnet ist und in den mindestens einen Umfangsfreiraum an dem Fräsrad zum Räumen von Bodenmaterial eingreift. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Räumplatte beabstandet zum Gehäuse an einem Plattenhalter angebracht ist, wobei zwischen der mindestens einen Räumplatte und dem Gehäuse ein Durchgang gebildet ist, durch welchen im Betrieb abgefrästes Bodenmaterial hindurch nach oben leitbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schlitzwandfräse mit einem kastenförmigen Gehäuse, an dessen Oberseite eine Hubeinrichtung anbringbar ist, mindestens einem Fräsrad, welches an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet und zum Abtragen von Bodenmaterial drehend antreibbar ist, wobei entlang des Außenumfangs des Fräsrades Fräszähne in mindestens einer Umfangsreihe angeordnet sind, an welcher mindestens ein axialer Freiraum angrenzt, und mindestens einer Räumplatte, welche relativ feststehend zum Gehäuse angeordnet ist und in den mindestens einen Umfangsfreiraum an dem Fräsrad zum Räumen von Bodenmaterial eingreift, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes im Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
  • Eine gattungsgemäße Schlitzwandfräse geht beispielsweise aus der EP 1452645 A1 hervor. Entlang des Umfangs der paarweise angeordneten Fräsräder sind Reihen von Fräszähnen angeordnet. Zwischen den Reihen von Fräszähnen verbleiben axiale Freiräume, in welche sogenannte Räumplatten eingreifen. Die Räumplatten sind dabei an der Unterseite des kastenförmigen Gehäuses angeordnet und dienen dazu, an den Fräszähnen anhängendes bindiges Bodenmaterial, welches die Fräsleistung beeinträchtigen kann, abzustreifen und so die Fräszähne von bindigen Bodenmaterial freizuhalten.
  • Bei der genannten Schlitzwandfräse verbleibt das abgefräste Bodenmaterial im Boden und kann in situ mit einer zugeführten abbindbaren Suspension zu einem sogenannten Bodenmörtel verarbeitet werden. Der Bodenmörtel kann nach dem Aushärten in dem erstellten Frässchlitz ein Schlitzwandsegment bilden. Aus derartigen Schlitzwandsegmenten kann eine Dichtwand oder eine Umfassungswand etwa für eine Baugrubenumschließung erstellt werden.
  • Zum Erstellen eines Bodenmörtels in situ mit dem abgefrästen Bodenmaterial ist bei der gattungsbildenden Schlitzwandfräse das kastenförmige Gehäuse mit der Antriebseinheit in seinen Außenumfangsabmessungen kleiner als der gebildete Frässchlitz ausgeführt. Hierdurch entsteht an dem Gehäuse ein Freiraum, durch welchen das abgefräste Bodenmaterial, welches durch die Fräsräder mit der zugeführten aushärtenden Suspension zu dem Bodenmörtel vermischt ist, die Möglichkeit hat, an dem Gehäuse vorbei in einen oberen Bereich des Frässchlitzes zu strömen.
  • Beim Betrieb der Schlitzwandfräse werden die Fräsräder insbesondere gegenläufig angetrieben, so dass die beiden Fräsradpaare jeweils nach innen drehen und so Bodenmaterial in einen Mittenbereich unterhalb des Gehäuses der Fräse fördern. In diesem Bereich kann auch eine Zuführung der abbindbaren Suspension erfolgen, um einen guten Mischeffekt zum Bilden des Bödenmörtels zu bewirken.
  • Bei einem derartigen nach innen drehendem Antreiben der Fräsräder kann bei bestimmten Bodenarten, insbesondere Bodenschichten mit Gesteinsmaterial, ein Weiterfördern des Fräskleins an dem Gehäuse vorbei durch die kammartig zwischen die Fräszähne eingreifenden Räumplatten behindert werden, etwa wenn gröberes hartes Gesteinsmaterial vorliegt. Dies kann in bestimmten Fällen zu einer unerwünschten übermäßigen Erhöhung des Drehwiderstandes an den Fräsrädern und damit zu einem erhöhten Leistungsbedarf führen. Auch können hierdurch Beschädigungen an den Räumplatten und den Fräszähnen auftreten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlitzwandfräse und ein Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes anzugeben, mit welchen ein besonders effizienter Betrieb beim Erstellen eines Frässchlitzes ermöglicht wird.
  • Die Aufgabe wird zum einen durch eine Schlitzwandfräse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Schlitzwandfräse ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Räumplatte beabstandet zum Gehäuse an einem Plattenhalter angebracht ist, wobei zwischen der mindestens einen Räumplatte und dem Gehäuse ein Durchgang gebildet ist, durch welchen im Betrieb abgefrästes Bodenmaterial hindurch nach oben leitbar ist.
  • Eine Grundidee der Erfindung besteht darin, die Räumplatten nicht unmittelbar an der Unterseite des kastenförmigen Gehäuses anzuordnen, sondern beabstandet zu dem kastenförmigen Gehäuse an Plattenhaltern. Die Plattenhalter sind dabei so angeordnet und ausgebildet, dass die mindestens eine Räumplatte von dem Gehäuse mit einem Abstand angeordnet ist, durch den ein Durchgang für das abgefräste Bodenmaterial gebildet wird. Durch diesen Durchgang kann insbesondere bei einem nach innen drehenden Antreiben der Fräsräder abgefrästes Bodenmaterial gegebenenfalls mit zugeführter Suspension an den Räumplatten vorbeigeleitet werden und so in vereinfachter Weise nach oben strömen. Das harte Gesteinsmaterial muss also nicht durch die kämmende Anordnung zwischen den Fräszähnen und den Räumplatten gezwängt werden. Zudem bleibt die eigentliche Räumwirkung der Räumplatten bei anhaftendem Bodenmaterial weiter erhalten. Der Durchgang kann in horizontaler Längsrichtung eine Größe von einigen Zentimetern bis zu ca. 40% eines Fräsraddurchmessers und in horizontaler Breitenrichtung eine Größe bis zur Radbreite eines Fräsrades aufweisen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass an dem mindestens einen Fräsrad mindestens zwei Umfangsreihen von Fräszähnen angeordnet sind, welche voneinander durch einen Umfangsfreiraum axial beabstandet sind, in welchen eine Räumplatte eingreift. Insbesondere können an dem Fräsrad auch mehr als zwei Umfangsreihen, insbesondere vier oder fünf Umfangsreihen mit jeweils einem entsprechenden axialen Abstand zu der benachbarten Zahnreihe angeordnet sein. Entsprechend den bestehenden Freiräumen, welche eine axiale Breite von in der Regel 2 bis 10 cm aufweisen, sind die gegenüber dem Gehäuse feststehenden Räumplatten in die Umfangsfreiräume drehend mit dem Fräsrad angetriebenen Fräszähne ein. Die Räumplatten können die vorbeilaufenden Fräszähne und Zahnhalterungen leicht kontaktieren, also daran kratzen, oder mit einem geringen axialen Abstand, etwa von wenigen Millimetern, davon beabstandet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass das mindestens eine Fräsrad an einem plattenförmigen Lagerschild an der Unterseite des Gehäuses gelagert ist und dass die mindestens eine Räumplatte mit dem Plattenhalter an dem Lagerschild angebracht ist. In dem Lagerschild kann insbesondere eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Fräsräder vorgesehen sein. Der Plattenhalter kann dabei ein einfacher Tragarm sein, an welchem die Räumplatten angebracht sind. Der Tragarm kann dabei quer gerichtet zur Mittenebene des Lagerschildes angeordnet sein. Grundsätzlich kann aber auch ein L-förmiger oder T-förmiger Plattenhalter an einer Seitenkante des Lagerschildes oder an dem Gehäuse angebracht sein.
  • Besonders bevorzugt ist es weiterhin, dass zwei Paare von Fräsrädern an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet sind. Jedes Fräsrad eines Fräsradpaares ist dabei an einem gemeinsamen mittigen Lagerschild zu jeweils einer Seite angeordnet. Die Plattenhalter sind dabei an der jeweiligen Außenseite angeordnet, so dass die Räumplatten schräg von außen nach innen gerichtet in die Umfangsfreiräume zwischen den Fräszähnen eingreifen können.
  • Weiterhin ist es dabei besonders zweckmäßig, dass von jedem Paar von Fräsrädern ein Fräsrad an einer Seite des Lagerschildes gelagert ist und dass jedem Fräsrad mindestens eine Räumplatte zugeordnet ist, welche über einen Plattenhalter an dem Lagerschild angebracht ist. Vorzugsweise können an jedem Plattenhalter auch mehrere Räumplatten für jedes Fräsrad entsprechend der Anzahl von Freiräumen oder Lücken zwischen den Umfangsreihen der Fräszähne vorgesehen sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass jedem Fräsrad ein Durchgang zugeordnet ist, welcher durch das Gehäuse, das Lagerschild und die zugeordnete mindestens eine Räumplatte mit dem Plattenhalter begrenzt ist. Bei dieser Anordnung wird es insbesondere härterem Gesteinsmaterial ermöglicht, einem Durchzwängen zwischen den Fräszähnen mit den Zahnhalterungen und den Räumplatten dadurch auszuweichen, dass das entsprechende Gesteinsmaterial durch den Durchgang nach oben abgeleitet werden kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse ist es vorgesehen, dass eine Zuführeinrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit, insbesondere einer aushärtbaren Suspension, wie einer Zementsuspension, angeordnet ist. Die Suspension kann dabei an einer entsprechenden Pumpeinrichtung von über Tage zu der Schlitzwandfräse im Frässchlitz gefördert werden.
  • Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Zuführeinrichtung zwischen zwei Paaren von Fräsrädern und/oder in zumindest einem der Plattenhalter angeordnet ist. Die Zuführeinrichtung kann dabei in grundsätzlich bekannter Weise zwischen den zwei Paaren von Fräsrädern in einem Mittenbereich an der Unterseite des kastenförmigen Gehäuses angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Zuführeinrichtung auch an dem zumindest einen Plattenhalter angeordnet sein. Der Plattenhalter ist dabei zumindest teilweise hohl mit einem Zuführkanal ausgebildet. Der Zuführkanal endet in einer oder mehreren Austrittsdüsen zum Ausströmen der Flüssigkeit im Bereich der Räumplatten. Hierdurch kann ein Mischeffekt verbessert und zugleich auch ein zusätzliches Freiströmen von bindigem Material an den Fräszähnen bewirkt werden.
  • Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Anordnung der Räumplatten über Plattenhalter an verschiedenen Arten von Schlitzwandfräsen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass ein Außenumfang des Gehäuses kleiner als ein Fräsquerschnitt der Fräsräder ist. Hierdurch werden ein oder mehrere Bereiche entlang des Gehäuses gebildet, welche zwischen dem Gehäuse und der umgebenden Bodenwand einen Durchgangsbereich oder ein Durchgangskanal bilden. Hierdurch wird ermöglicht, dass gefrästes Bodenmaterial und insbesondere durch Zuführen einer abbindbaren Flüssigkeit hergestellter Bodenmörtel aus dem Bereich der Fräsräder am Gehäuse des Fräsrahmens vorbei nach oben in einen Abschnitt des erstellten Frässchlitzes oberhalb des Gehäuses der Schlitzwandfräse strömen kann.
  • Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Schlitzwandfräse in jeder geeigneten Weise angetrieben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem Gehäuse eine Antriebseinrichtung, insbesondere ein Hydraulikmotor oder ein Elektromotor, zum Antreiben der Fräsräder angeordnet ist. Es können so ein oder mehrere zentrale Antriebsmotore in dem Gehäuse vorgesehen sein. Eine Drehmomentübertragung kann dabei in grundsätzlich bekannter Weise über eine nach unten verlaufende Antriebswelle im Lagerschild und ein entsprechendes Getriebe im Lagerschild oder an den Fräsrädern erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass das mindestens eine Fräsrad eine Nabe aufweist, in welcher ein Nabenmotor angeordnet ist. Der Nabenmotor kann dabei ebenfalls ein Hydraulikmotor oder vorzugsweise ein Elektromotor sein. Bei einer solchen Anordnung kann das kastenförmige Gehäuse zur Aufnahme anderer Komponenten verwendet werden oder entsprechend verkleinert ausgebildet sein. Es ist auch ein grundsätzlich rahmenartiger Aufbau des Gehäuses möglich.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die mindestens eine Räumplatte und/oder der Plattenhalter lösbar befestigt sind und an der Unterseite des Gehäuses eine Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, mit der mindestens eine Räumplatte direkt an dem Gehäuse befestigbar ist. Abhängig von einer gewünschten Fräsart mit einer unterschiedlichen Antriebsrichtung der Fräsräder kann so eine besonders flexible Anordnung der Räumplatten erreicht werden. Insbesondere können bei Bedarf die am Plattenhalter angeordneten außenliegenden Räumplatten teilweise oder vollständig entfernt werden. Alternativ oder ergänzend können Räumplatten unmittelbar an der Unterseite des Gehäuses in grundsätzlich bekannter Weise angebracht werden. Als Verbindungseinrichtung sind insbesondere Schraubverbindungen oder sonstige leicht lösbare Verbindungsarten möglich.
  • Die Erfindung umfasst weiterhin eine Schlitzwandfräsvorrichtung mit einem Trägergerät, an welchem die erfindungsgemäße Schlitzwandfräse vertikal bewegbar mit einer Hubeinrichtung angeordnet ist. Das Trägergerät kann insbesondere fahrbar mit einem Unterwagen, insbesondere einen Raupenfahrwerk, und einem darauf drehbar gelagerten Oberwagen ausgebildet sein. An dem Oberwagen kann ein Mast oder ein Auslegerarm vorgesehen sein. Als Hubeinrichtung sind eine Seilaufhängung oder eine starre Führungsstange einsetzbar, welche verstellbar entlang des Mastes geführt ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes im Boden ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräse oder eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräsvorrichtung eingesetzt wird. Es kann dabei eine zuvor beschriebene Schlitzwandfräse oder eine zuvor beschriebene Schlitzwandfräsvorrichtung zum Einsatz kommen. Dabei können die zuvor beschriebenen Vorteile bei der Durchführung des Verfahrens erzielt werden.
  • Eine bevorzugte Verfahrensvariante besteht nach der Erfindung darin, dass das mindestens eine Fräsrad in einer Dreheinrichtung drehend angetrieben wird, bei welchem abgefrästes Bodenmaterial von der mindestens einen Räumplatte durch den Durchgang zwischen dem Gehäuse und der Räumplatte geleitet wird. Insbesondere beim Fräsen von Bodenschichten mit härteren Gesteinseinschlüssen können so beim Fräsen eine Erhöhung des Drehwiderstandes sowie ein Auftreten von Beschädigungen vermieden werden, welche durch ein Durchzwängen von härteren Gesteinsmaterial zwischen den Räumplatten und den Fräszähnen entstehen können.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwand-fräsvorrichtung;
    Fig. 2
    eine perspektivische vergrößerte und schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse;
    Fig. 3
    eine Vorderansicht zu der Schlitzwandfräse nach Fig. 2;
    Fig. 4
    eine Seitenansicht zu der Schlitzwandfräse nach den Figuren 2 und 3; und
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung zum Materialfluss beim Fräsen mit einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse.
  • Eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräsvorrichtung 10 mit einem Trägergerät 12 ist in Figur 1 dargestellt. Das Trägergerät 12 kann einen als Raupenfahrwerk ausgebildeten Unterwagen 14 aufweisen, auf welchem drehbar ein Oberwagen 16 gelagert sein kann. Über einen Anlenkmechanismus 17 mit Stellzylindern kann ein im Wesentlichen vertikaler Mast 18 verstellbar an dem Oberwagen 18 gelagert sein. Entlang des Mastes 18 kann sich eine Führungsstange 22 als Teil einer Hubeinrichtung 20 erstrecken. Am unteren Ende der Führungsstange 22 ist eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräse 30 angebracht, welche nachfolgend näher beschrieben wird. Die Führungsstange 22 kann über verfahrbare und über Spannzylinder mit der Führungsstange 22 verbindbare Schlitten 24 als Teil der Hubeinrichtung 20 vertikal entlang des Mastes 18 verfahren werden.
  • Die in Figur 1 dargestellte Schlitzwandfräse 30 weist zwei Paare von Fräsrädern 40 auf, welche mit horizontal angeordneten Drehachsen parallel nebeneinander angeordnet sind. Am Außenumfang der Fräsräder 40 sind in grundsätzlich bekannter Weise angedeutete Fräszähne 44 angebracht.
  • Der Aufbau einer möglichen erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse 30 wird beispielhaft in Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 4 näher erläutert. Die Schlitzwandfräse 30 ist stark schematisiert dargestellt, wobei insbesondere Fräszähne aus Gründen der Übersichtlichkeit im Einzelnen nicht gezeigt sind, sondern ringförmige Bahnen 45 oder Umfangsreihen, entlang welchen sich die Fräszähne einer Umfangsreihe am Umfang eines Fräsrades 40 bei einem drehenden Antrieb bewegen. Die Fräszähne können dabei an ebenfalls nicht dargestellten plattenförmigen Fräszahnhaltern angeordnet und so mit einer zylindrischen Nabe 42 des Fräsrades 40 verbunden sein. Im Innern der Nabe 42 kann ein Nabenmotor zum drehenden Antreiben des Fräsrades 40 angeordnet sein.
  • Die Bahnen 45 oder Umfangsreihen von Fräszähnen an jedem Fräsrad 40 sind axial zueinander beabstandet, wobei ein Umfangsfreiraum 46 dazwischen verbleibt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind an jedem Fräsrad 40 drei Umlaufbahnen 45 oder Umfangsreihen mit zwei dazwischen liegenden Umfangsfreiräumen 46 vorgesehen. In diese Umfangsfreiräume 46 kann jeweils eine Räumplatte 50 eingreifen, welche jeweils bis nahe an den Außenumfang der mittigen Nabe 42 heranreichen kann. Die Räumplatten 50 sind dabei an ihrer Außenseite radial außerhalb der Bahnen 45 der Fräszähne an einem Plattenhalter 60 angebracht und relativ zum drehenden Fräsrad 40 feststehend. Für jedes Fräsrad 40 kann ein Plattenhalter 60 vorgesehen sein.
  • Jedes Paar von Fräsrädern 40 kann an einem zwischen den Fräsrädern 40 liegenden plattenförmigen Lagerschild 34 gelagert sein, welches jeweils an einer Unterseite eines kastenförmigen Gehäuse 32 angebracht ist. An dem Lagerschild 34 für jedes Paar von Fräsrädern 40 können auch die jeweiligen Plattenhalter 60 für die Räumplatten 50 angebracht sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Plattenhalter 60 einen am Lagerschild 34 angeflanschten Halteschaft 62 auf. An dem Halteschaft 62 kann ein Haltebock 64 befestigt sein, an welchem die Räumplatten 50 für jedes Fräsrad 50 vorzugsweise über Schraubverbindungen lösbar befestigt werden können.
  • Die Plattenhalter 60, welche sich vorzugsweise im wesentlichen parallel zu den Drehachsen der Fräsräder 40 erstrecken, sind erfindungsgemäß derart beabstandet von dem kastenförmigen Gehäuse 32 der Schlitzwandfräse 30 angeordnet, dass zwischen dem jeweiligen Plattenhalter 60 und dem Gehäuse 32 ein Freiraum oder Durchgang 70 gebildet ist, wie etwa aus Figur 3 zu entnehmen ist.
  • Mittig zwischen den zwei plattenförmigen Lagerschilden 34 kann an der Unterseite des Gehäuses 32 eine erste Zuführeinrichtung 56 zum Zuführen einer abbindbaren Suspension in den Bereich zwischen die Fräsräder 40 vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend können eine oder mehrere Zuführeinrichtungen in rohrförmig ausgebildeten Halteschäften 62 vorgesehen werden.
  • Die Fräsräder 40 können über eine nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere Nabenmotore in den Naben 42 der Fräsräder 40 sein können, so drehend angetrieben werden, dass diese jeweils nach innen drehen. Dies ist in der Darstellung in der Figur 5 mit Drehrichtungspfeilen angedeutet.
  • Bei einem derartigen Antreiben der Fräsräder 40 gemäß Figur 5 kann bei im Fräsbetrieb abgetragenem Bodenmaterial dieses im Mittenbereich zwischen den Fräsrädern 40 durch zugeführte abbindbare Suspension zu einem Bodenmörtel vermengt werden. Das abgetragene Bodenmaterial und hergestellter Bodenmörtel können dabei durch die Anordnung der Räumplatten 50 an den vom Gehäuse 32 beabstandeten Plattenhaltern 60 so durch den jeweils gebildeten Durchgang 70 nach oben strömen, wie durch die Strömungspfeile in Figur 5 schematisch angedeutet ist. Das kastenförmige Gehäuse 32 ist dabei in seinen Umfangsabmessungen kleiner dimensioniert als ein Fräsquerschnitt, welcher durch die Fräsräder 40 erzeugt wird.
  • Die Außenkanten der Räumplatten 50 können dabei entsprechend nach innen geneigt gestaltet sein, so dass ein nach oben Strömen des abgefrästen Bodenmaterials und Suspension durch den Durchgang 70 zwischen dem Plattenhalter 60 und dem Gehäuse 32 unterstützt wird. Hierdurch können insbesondere beim Fräsen von felsigen oder steinhaltigen Bodenschichten auch größere Gesteinsbrocken effizient aus dem Bereich der Fräsräder 40 nach oben am Gehäuse 32 vorbei abgefördert werden, wodurch die Gefahr von Beschädigungen an den Räumplatten 50 und Fräszähnen reduziert wird.

Claims (15)

  1. Schlitzwandfräse mit
    - einem kastenförmigen Gehäuse (32), an dessen Oberseite eine Hubeinrichtung (20) anbringbar ist,
    - mindestens einem Fräsrad (40), welches an einer Unterseite des Gehäuses (32) angeordnet und zum Abtragen von Bodenmaterial drehend antreibbar ist, wobei entlang des Außenumfangs des Fräsrades (40) Fräszähne (44) in mindestens einer Umfangsreihe angeordnet sind, an welche mindestens ein axialer Umfangsfreiraum (46) angrenzt, und
    - mindestens einer Räumplatte (50), welche relativ feststehend zum Gehäuse (32) angeordnet ist und in den mindestens einen Umfangsfreiraum (46) an dem Fräsrad (40) zum Räumen von Bodenmaterial eingreift,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die mindestens eine Räumplatte (50) beabstandet zum Gehäuse (32) an einem Plattenhalter (60) angebracht ist, wobei zwischen der mindestens einen Räumplatte (50) und dem Gehäuse (32) ein Durchgang (70) gebildet ist, durch welchen im Betrieb abgefrästes Bodenmaterial hindurch nach oben leitbar ist.
  2. Schlitzwandfräse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem mindestens einen Fräsrad (40) mindestens zwei Umfangsreihen von Fräszähnen (44) angeordnet sind, welche voneinander durch einen Umfangsfreiraum (46) axial beabstandet sind, in welchen eine Räumplatte (50) eingreift.
  3. Schlitzwandfräse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das mindestens eine Fräsrad (40) an einem plattenförmigen Lagerschild (34) an der Unterseite des Gehäuses (32) gelagert ist und
    dass die mindestens eine Räumplatte (50) mit dem Plattenhalter (60) an dem Lagerschild (34) angebracht ist.
  4. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei Paare von Fräsrädern (40) an der Unterseite des Gehäuses (32) angeordnet sind.
  5. Schlitzwandfräse nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass von jedem Paar von Fräsrädern (40) ein Fräsrad (40) an einer Seite des Lagerschildes (34) gelagert ist und
    dass jedem Fräsrad (40) mindestens eine Räumplatte (50) zugeordnet ist, welche über einen Plattenhalter (60) an dem Lagerschild (34) angebracht ist.
  6. Schlitzwandfräse nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jedem Fräsrad (40) ein Durchgang (70) zugeordnet ist, welcher durch das Gehäuse (32), das Lagerschild (34) und die zugeordnete mindestens eine Räumplatte (50) mit dem Plattenhalter (60) begrenzt ist.
  7. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Zuführeinrichtung (56) zum Zuführen einer Flüssigkeit, insbesondere einer aushärtbaren Suspension, angeordnet ist.
  8. Schlitzwandfräse nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführeinrichtung (56) zwischen zwei Paaren von Fräsrädern (40) und/oder in zumindest einem der Plattenhalter (60) angeordnet ist.
  9. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Außenumfang des Gehäuses (32) kleiner als ein Fräsquerschnitt der Fräsräder (40) ist.
  10. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem Gehäuse (32) eine Antriebseinrichtung, insbesondere ein Hydraulikmotor oder ein Elektromotor, zum Antreiben der Fräsräder (40) angeordnet ist.
  11. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das mindestens eine Fräsrad (40) eine Nabe (42) aufweist, in welcher ein Nabenmotor angeordnet ist.
  12. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mindestens eine Räumplatte (50) und/oder der Plattenhalter (60) lösbar befestigt sind und an der Unterseite des Gehäuses (32) eine Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, mit der mindestens eine Räumplatte (50) direkt an dem Gehäuse (32) befestigbar ist.
  13. Schlitzwandfräsvorrichtung mit einem Trägergerät (12), an welchem eine Schlitzwandfräse (30) vertikal bewegbar mit einer Hubeinrichtung (20) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Schlitzwandfräse (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehen ist.
  14. Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes im Boden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Schlitzwandfräse (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder eine Schlitzwandfräsvorrichtung (10) nach Anspruch 13 eingesetzt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das mindestens eine Fräsrad (40) in einer Drehrichtung drehend angetrieben wird, wobei abgefrästes Bodenmaterial von der mindestens einen Räumplatte (50) durch den Durchgang (70) zwischen dem Gehäuse (32) und der Räumplatte (50) geleitet wird.
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EP1452645A1 (de) 2003-02-27 2004-09-01 BAUER Maschinen GmbH Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden, Schlitzwandfräse und Schlitzwandfräsvorrichtung
EP3296468A1 (de) * 2016-09-15 2018-03-21 BAUER Maschinen GmbH Verfahren und schlitzwandfräse zum erstellen eines schlitzes im boden
EP3543408A1 (de) * 2018-03-21 2019-09-25 BAUER Spezialtiefbau GmbH Schlitzwandfräse und verfahren zum erstellen eines frässchlitzes im boden

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