JP5641476B2 - フライスヘッド及びパイルヘッドを機械加工する方法 - Google Patents

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Description

本発明は、請求項1及び請求項9の序節によるフライスヘッド及びパイルヘッドを機械加工する方法に関する。
土木工学用のフライスヘッドが、例えば、(非特許文献1)及び(特許文献1)から既知である。
(非特許文献1)には、パイルヘッドを機械加工する装置であって、掘削機等の油圧支持ユニットに固定されたフライスヘッド(erkat300−2L型)を備える装置が開示されている。(非特許文献1)によれば、パイルのヘッドをこの装置で30分以内に機械加工することができる。
通常、不安定な場所に提供されて、構造物を支持しなければならない、機械加工の対象のこの種のパイルは、圧負荷をかけることができるコンクリート及び引張荷重をかけることができる補強鉄で作られる。パイルの寸法は、構造物及び場所に従って選択され、広範囲で様々であり得る。通常、長さ5m〜50m、直径0.4m〜2mのパイルが使用される。パイルを製造するためには、例えば、地面に穴が掘られ、その穴の中に、パイルが挿入される。補強鉄がパイル内に挿入され、コンクリートが充填される。それにより、パイプの底端部にある土類物質は、殆どが上方に変位され、パイルの完成後、殆どがヘッドエリアにあるため、ヘッドエリアは必要な強度を有さない。さらに、パイル又はそのヘッドは、通常、必要な寸法を有さない。構造物に必要な結合要素もないことがある。したがって、パイルヘッドは、殆どが機械加工され、必要とされる寸法及び必要な品質で新たに構築される。
このため、例えば、(非特許文献1)に示されるような事前製造された、通常は円柱形のパイルヘッドは、通常は0.4m〜1mの長さにわたってフライスヘッドを使用して機械加工されて、欠陥コンクリートを除去する。それにより、通常、パイルの縦軸と同心に配置される補強鉄を損傷させないように、コンクリートを除去しなければならない。(非特許文献1)に示されるフライスヘッドにより、パイルコアは補強鉄内で補強鉄のエッジまでフライス切削されて除去され、それにより、補強鉄が損傷するか否かは掘削機の操作者の熟練度に依存する。次に、補強鉄に隣接するパイルの外側シャフトが除去され、それにより、これは、(非特許文献1)によるフライスヘッドを使用してではさらに難しい。他方、補強鉄が損傷した場合、結果として強度の問題があるか、又はかなりの資源を追加してパイルを修復する必要さえもある。したがって、補助的補強の組み付けが可能であるには、解放された元の補強が特定の要件を満たしていなければならない。
コンクリートを除去し、補強を解放した後、補強は通常、補助補強によって延ばされ、新たに作成すべきパイルヘッドの寸法に対応するケースが設けられる。次に、ケースにコンクリートが充填され、コンクリートが固まると、ケースは取り外される。
したがって、(非特許文献1)において説明される装置を使用した場合、パイルヘッドの機械加工は、大きな時間資源及び熟練を使用してのみ可能であるため、補強が損傷するかなりの危険性が常にある。
より複雑な作業を達成するために、望むように一緒に配置することができるが、パイルヘッドの機械加工に適さないフライスを有する複雑なシステムが(特許文献1)に開示されている。
独国特許第100 41 275 A1号
"SPITZEN-TECHNOLOGIE, DIE WELTWEIT WEGE WEIST", erkatの製品カタログ-spezialimaschinen-service-gmbh, www.erkat.de
したがって、本発明の目的は、特に、パイルヘッド内に一体化された補強を損傷することなく、パイルヘッドをより素早く確実に機械加工することができる方法及び改良されたフライスヘッドを示すことである。
この目的は、請求項1及び9に示される特徴を有する方法及びフライスヘッドを使用して達成される。本発明の有利な実施形態が、さらなる請求項において示される。
フライスヘッドは、本質的に、円柱形パイルコアと、中空円筒形パイルシャフトと、それらの間にあるコンクリート内の金属補強とを備える地面中に下げられた、事前製造されたヘッドを機械加工する役割を果たす。ピックが設けられたフライスヘッドは、結合装置によって駆動シャフトに接続され、駆動シャフトは、リフト・駆動ユニットによって移動、特に上昇及び下降することができ、且つフライスヘッドの動作のために回転することができる。対応する駆動装置を有する掘削機又は架空索道が、好ましくは、リフト・駆動ユニットとして使用される。
本発明によれば、複数の中央ピックが設けられた中央フライス及び複数の円環状ピックが設けられた円環状フライスは、互いに固定して結合され、駆動軸の縦軸と同軸に配置される。中央ピックは内円環(kr1)内に配置され、円環状ピックは、中央ピックから中間円環(kr2)によって隔てられ、外円環(kr3)内に配置され、それにより内円環(kr1)と外円環(kr3)は少なくとも大まかに、駆動軸の縦軸に対して垂直に、且つ同心で配置される。
本発明による方法及びフライスヘッドを使用して、中間円環(kr2)の領域内にあるパイルの補強を損傷せずに、パイルコア及びパイルシャフトの部分を同時に除去することが可能である。機械加工は高精度で実現されるため、補強から数cmという短い距離にあるコンクリート自体を除去することができる。次に、内部に補強が閉じ込められている残りの薄いコンクリートスリーブは、さらなる工具を使用して素早く除去することができる。
パイルコア及びパイルシャフトの部分を、フライスヘッドの線形下降を通して除去できることは特に有利である。従来の工具を使用して熟練した作業者によって実行される必要があるフライスヘッドの複雑な移動は、必要ない。したがって、パイルヘッドの機械加工は、数分以内で実現される(従来、(非特許文献1)によれば、30分)。同時に、ボーリングヘッドには均等に負荷がかかるため、メンテナンス間隔がより均一になると共に、より長くなる。
中央フライスの中央ピックが配置される内円環(kr1)は、円環状ピックが配置される外円環(kr3)に対して縦軸(X)方向でスライスヘッド(1)方向に5〜20cm変位され、それにより、パイルヘッドの機械加工中、中央フライスがまずパイルコア内に線形に貫入し、続けて円環状フライスがそれに対応してガイドされる。しかし、中央ピックのこの位置変位に対する代替として中央フライスに、駆動シャフトの縦軸と同軸に配置される中央ボーリングユニットがさらに設けられ、中央ボーリングユニットは、ピックから突出し、パイルの機械加工中にフライスヘッドをより精密にガイドする役割を果たす。
中央ピック及び恐らく設けられる中央ボーリングユニットは、好ましくはスクリューコンベアが設けられたシャフトの前面に配置される。円環状ピックは、好ましくは、外部組立体リングに組み付けられ、外部組立体リングは組立体シリンダに固定して、又は着脱可能に接続される。
中央フライスのシャフト及び駆動シャフトの縦軸と同軸に延び、それにより、少なくとも大まかに中空円筒形の空の容積を画定する円環状フライスの組立体シリンダは、結合板の内面に接続され、その外面には、駆動シャフトに接続することができる結合装置が配置される。結合装置は、好ましくは、マルチエッジ中空プロファイルを有する組立体スリーブを備え、その内部で、挿入された駆動シャフトを、例えばピンを使用してロックすることができる。
好ましくは同一の、フライス上に設けられるピックは、動作中に高い負荷を受けるため、好ましくは、溶接してもよく、又は形状ロック様式で取り付けられてもよいホルダ及びピック内に挿入することができ、定期的に交換することができるピック要素からなる。ホルダは、好ましくは、形状ロック接続、例えばあり継ぎによって関連する組立体要素又は組立体リングに接続される。
好ましい実施形態では、中央ボーリングユニットは、中央フライスのシャフトの前面に挿入することができ、その前面端において、中央ピックが固定される。したがって、中央ボーリングユニットも容易に交換することができる。
さらなる好ましい実施形態では、シャフトに挿入することができる中央ボーリングユニットは、内部組立体リングに接続され、内部組立体リングに中央ピックが固定される。したがって、中央ピック及び中央ボーリングユニットは、互いに交換可能である。
内部組立体リング及び外部組立体リングの内径及び外径は、好ましくは、パイルの寸法及びパイル内の補強の位置に精密に適合するため、コンクリートが最大限除去されることが保証され、補強を損傷する危険性は最小限に抑えられる。
内部組立体リング及び/又は外部組立体リングが交換できる限りにおいて、取り付け用(fitting)組立体リングを常に定位置に配置して、機械加工されるパイルに向けてフライスヘッドを適合させることができる。
さらに好ましい実施形態では、好ましくは手動で作動する結合要素が、例えば、結合板上に設けられ、結合要素内に、中央フライスのシャフトを挿入することができる。したがって、中央フライス全体をフライスヘッドから取り外して交換することが可能である。
外部組立体リングの容易で素早い交換を保証するために、外部組立体リングは、好ましくは、形状ロック様式で、好ましくはネジ付き締結具又は差込み締結具により、フランジ要素を介して組立体シリンダに接続することができる。
本発明について図面を参照することによってさらに詳細に説明する。
パイルコア81の機械加工に使用される中央フライス11と、パイルシャフト82の除去に使用される円環状フライス12とを備える、本発明によるフライスヘッド1の下側を示す。 円環状フライス12のフライス切削要素と、中央フライス11のフライス切削要素111及び下の距離h3に配置されたボーリング要素114とを有するフライスヘッド1の部分断面を示す。 図2に示されるボーリング要素111及びフライス切削要素114、121を有する、駆動シャフト2を介してリフト・駆動装置に接続されたフライスヘッド1を示す。 三次元図での図3のフライスヘッド1を示す。 パイル8の機械加工中の図3の好ましく設計されたフライスヘッド1を断面表現で示す。 中央ボーリングユニット114及び中央ピック111を有し、前面に設けられ、スクリューコンベア113が設けられた中央フライス11のシャフト112を示す。 中央ピック111が上に設けられた組立板1140を有する、図6のシャフト112に接続することができる中央ボーリングユニット114を示す。 六角形中空プロファイルを有する継手スリーブ131及び連結ピン132からなる結合装置13を有する、上から見たフライスヘッド1を示す。 本発明により機械加工された、地面6の中に下げられたパイル8のヘッド80を示すと共に、垂直移動を使用して1作業行程で除去された元の形態の材料も示す。
図1は、パイルコア81の機械加工に使用される中央フライス11と、パイルシャフト82の除去に使用される円環状フライス12とを備える、本発明によるフライスヘッド1の下側を示す。中央フライス11は、その前面に、中央ボーリングユニット114と、内円環(kr1)を囲むリング内で中央ボーリングユニット114を囲む6つの中央ピック11とを有する。円環状フライス12は、その前面に組立体リング122を備え、組立体リング122の上には、外円環(kr3)内で効率的であるように、四分円毎に6つの円環状ピック121が取り付けられる。中間円環(kr2)は、内円環(kr1)外円環(kr3)との間で自由に保持され、中間円環(kr2)内では、いずれの中央ピック111又は円環状ピック121も係合することができない。したがって、フライスヘッド1が下降すると、除去対象の材料が1作業工程で除去され、その後は、補強83が設けられたコンクリートスリーブのみが残り、これが中間円環(kr2)に対応する。
図2は、円環状フライス12のフライス切削要素と、下の距離h3にある中央フライス11のフライス切削要素111及びボーリング要素114とを有するフライスヘッド1の部分断面を示す。したがって、フライスヘッド1をパイル8のヘッド(図5参照)に垂直に下降させると、まず、中央ボーリングユニット114がパイル8に貫入し、それにより、フライスヘッドが、さらなる下降及びピック111、121の係合を受けて、厳密に垂直にガイドされる。
図3は、図2に示されたボーリング要素111及びフライス切削要素114、121を有する、本発明によるフライスヘッド1を示す。円環状ピック121を有する組立体リング122は、中空組立体シリンダ123(図2も参照のこと)の下側に接続され、中空組立体シリンダ123の上側は、結合板133に接続される。組立体シリンダ123には、排出口1231がさらに設けられ、排出口1231を通して、除去された材料はフライスヘッド1から出ることができる。
結合装置13が結合板133の上側に固定され(図8も参照のこと)、結合装置13は、継手スリーブ131及び継手スリーブ131に挿入することができる連結ピン132からなる。オプションとして設けられる補強要素134によって固定された継手スリーブ131は、六角形中空プロファイルを備え、その中に、対応して形成された駆動シャフト2を挿入し、連結ピン132によってロックすることができる。図3においてAで表される駆動シャフト2の結合後、フライスヘッド1は、リフト・駆動装置によって変位し回転することができる。このために、駆動シャフト2は、対応して備えられた掘削機((非特許文献1)参照)又はクレーンに接続される。
図3aは、ホルダ1111及びピック要素1112からなる中央ピック121のうちの1つを拡大してさらに示す。ピック要素1112は、ホルダ1111内に圧力嵌めされて保持され、摩損が明らかになった後、Bで示されるように、取り出して交換することができ、復元することができる。ホルダは、好ましくは、溶接してもよく、又は形状ロックジョイント、例えば、あり継ぎによって組み付けてもよく、例えば、ピンによって固定することができる。したがって、フライスヘッドは常に、好ましくは同じ方向で駆動されるため、形状ロック接続技法が特に有用である。ホルダが形状ロック様式で取り付けられる限りにおいて、ホルダは、ハンドグリップ又はハンマーを使用して取り外すことができる。中央ピック121及び円環状ピック121は、好ましくは、使用者のニーズに応じて同一に設計される。
組立体シリンダ123は、オプションとして、結合板133の下側にオプションとして設けられた結合ユニット14を作動させるために、フライスヘッド1内での手動係合を可能にする窓1232をさらに備え、結合ユニット14内に、中央フライス11のシャフト112を挿入することができる。したがって、フライスヘッド1のこの好ましい実施形態では、取り付け用(fitting)又は新しい中央フライス11を、摩耗した中央フライス11の交換品として使用することができ、それにより、これはCで表される。
Dは、中央フライス11のボーリング要素111又はフライス切削要素114をオプションとして組み立てるか、又は分解することができるオプションを示す。
Eは、円環状ピック121を備えた組立体リング122を組立体シリンダ123に取り付ける、又は組立体シリンダ123から分解することができるオプションを示す。
個々に、又は組み合わせて提供することができるオプションC、D、及びEは、フライスヘッド1の製造、動作、及びメンテナンスにとっての著しい利点に繋がる。ボーリング工具及びフライス切削工具の交換可能性により、多様な要件の大半を、基本構造のフライスヘッド1で満たすことができる。所望の寸法のボーリング工具及びフライス切削工具の選択を通して、フライスヘッド1を少数のハンドグリップで各構造及び機械加工されるパイル8の寸法に適合させることができる。外径rd2の対応する選択を通して、組立体リング122は、パイル8の外径dに適合させることができる(図5参照)。内径rd1の対応する選択を通して、組立体リング122は、パイル8内の補強83の位置に適合させることができる。パイル8のコア81に適合させるために、取り付け用(fitting)中央フライス11が使用されるか、又は取り付け用(fitting)フライス切削リング1140、111が、中央フライス11のシャフト112上に配置される(図7参照。組立板1140の直径zd)。したがって、フライスヘッド1は、各ケースにおいて、少数のハンドグリップで、且つ駆動ユニットから分解せずに、機械加工されるパイル8に適合させることができる。
フライスヘッド1のメンテナンス及び/又はダウンタイムの点に関しても、内部及び/又は外部組立板122又は1140を取り外し可能なことが特に重要である。ピックが摩耗した内部及び/又は外部組立板122/1140の交換は、数分以内で実現することができるため、著しいダウンタイムはない。さらに、ピックをより容易に修理又は交換することができる。フライス切削ユニット及びボーリングユニットを小スペースで取り付け、格納することができるため、作業場に戻ることが可能である。
図4は、窓1232のない状態の図3のフライスヘッド1を三次元表現で示す。したがって、この構成では、中央フライスのシャフト112は固定して取り付けられるか、又はねじ込まれる。他方、上述したオプションD及び/又はEを有利に使用することができる。
図5は、切り欠かれて開かれた図で示され、断面表現で示されたパイル8の機械加工中の図3の好ましく設計されたフライスヘッドを示す。パイルヘッド80の材料はすでに大方取り出され、排出口1231を通して除去されている。円環状フライス12は、パイルシャフト82の一部分を除去し、中央フライス11は、パイルコア81のいくらか長い部分を除去した。コンクリートスリーブ88が残り、鉄補強83がコンクリートスリーブ88内に損傷を受けないまま残る。残っているコンクリートスリーブ88に対しては、続けて、手動で使用されるフライス及びクランプ等のさらなる工具を使用することによって対処することができる。図5から、パイルヘッド80が非常に注意深く機械加工されたため、コンクリートが補強83までにはあまり除去されなかったことが分かる。他方で、適した内部組立体リング及び外部組立体リングの使用を通して(図2及び図7参照)、薄いコンクリートスリーブ88しか残らないように、コンクリートをさらに除去することが可能である。図5には、外部組立体リング122が、ネジ付きフランジによって組立体シリンダ123に接続され、それにより、容易に解放可能なこと(組立体リング122はこのためにロックされ、組立体シリンダ123は、駆動装置によって他方の方向に回される)がさらに示されている。中央ボーリングユニット114及び/又は中央フライス切削リング1140、111は、好ましくは、図6及び図7に従って構築可能であり、且つ同様に分解可能である。
図6は、スクリューコンベア113が設けられた中央フライス11のシャフト112を示し、シャフト112は窪んだ開口1120を前面に有し、窪んだ開口1120内に、超硬合金ブレード1141を有する前面に設けられた中央ボーリングユニット114の接続ピン1142を挿入することができる。さらに、シャフト112を前面において中央ピック111に接続することができる。例えば、ホルダ1111がシャフト112に溶接される。
図7は、組立板1140を有する、図6のシャフト112に接続することができる中央ボーリングユニット114を示し、組立板に、フライス切削リングを形成する中央ピック111が組み付けられる。
したがって、図6の中央ボーリングユニット114又はフライス切削リングが設けられた図6の中央ボーリングユニット114は、オプションとして、シャフト112に接続し、再び取り外すことができる。
図8は、上述した結合要素13を有する、上から見たフライスヘッド1を示す。
図9は、本発明により機械加工された地面6の中に下げられたパイル8のヘッド80を示すと共に、除去されたコア部分91及び除去されたシャフト部分92からなる、垂直移動を使用して1作業行程で除去された元の形態の材料も示す。

Claims (11)

  1. 駆動装置の駆動シャフト(2)に接続することができる結合装置(13)を有すると共に、コンクリートの除去に使用されるピック(111、121)を有する、パイルコア(81)とパイルシャフト(82)及び該パイルコア(81)と該パイルシャフト(82)の間にある金属補強(83)とからなるパイル(8)のヘッド(80)を機械加工するフライスヘッド(1)であって、複数の中央ピック(111)が設けられた中央フライス(11)及び複数の円環状ピック(121)が設けられた円環状フライス(12)が、互いに固定して結合され、前記駆動シャフト(2)の縦軸(x)と同時に配置されること、及び前記中央ピック(111)が内円環(kr1)内に配置され、中間円環(kr2)によって前記中央ピック(111)から隔てられた前記円環状ピック(121)が、外円環(kr3)内に配置され、前記内円環(kr1)、前記外円環(kr3)は、前記駆動シャフト(2)の前記縦軸(x)に対して少なくとも垂直に、且つ同心にあることを特徴とする、フライスヘッド。
  2. フライスヘッド(1)であって、
    前記内円環(kr1)が前記外円環(kr3)に対して縦軸(X)方向で前記フライスヘッド(1)方向に5〜20cm変位されること、及び/又は前記中央フライス(11)に、前記ピック(111、121)を超えて突出し、前記パイル(8)の製造中、該フライスヘッド(1)のガイドとしての役割を果たす、同軸に配置された中央ボーリングユニット(114)が設けられることを特徴とする、請求項1に記載のフライスヘッド。
  3. フライスヘッド(1)であって、
    前記中央ピック(111)及び前記中央ボーリングユニット(114)が、スクリューコンベア(113)が設けられたシャフト(112)の前面に取り付けられること、及び/又は前記円環状ピック(121)が外部組立体リング(122)に取り付けられ、該外部組立体リング(122)が、組立体シリンダ(123)に固定して、又は脱着可能に接続されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のフライスヘッド。
  4. フライスヘッド(1)であって、
    前記駆動シャフト(2)の前記縦軸(x)と同軸に延びる前記シャフト(112)及び前記組立体シリンダ(123)が、結合板(133)に接続され、前記結合板(133)上に、前記結合装置(13)が配置されることを特徴とする、請求項3に記載のフライスヘッド。
  5. フライスヘッド(1)であって、
    前記結合装置(13)が、マルチエッジ中空プロファイルを有する継手スリーブ(131)を備え、該継手スリーブ(131)内に、挿入された前記駆動シャフト(2)をピン(132)によってロックすることができること、及び/又は前記中央ピック(111)及び前記円環状ピック(121)が、溶接又は形状ロック様式で取り付けることができるホルダ(1111)と、前記ピック内に挿入することができるピック要素(1112)とからなることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフライスヘッド。
  6. フライスヘッド(1)であって、
    前記中央ボーリングユニット(114)を前記シャフト(112)の前面に挿入することができ、前記シャフト(112)の前記前端面に、前記中央ピック(111)が固定されること、又は前記中央ボーリングユニット(114)を前記シャフト(112)内に挿入することができ、内部組立体リング(1140)に接続され、該内部組立体リング(1140)上に、前記中央ピック(111)が固定されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のフライスヘッド。
  7. フライスヘッド(1)であって、
    前記内部組立体リング(1040)及び前記外部組立体リング(122)の内径及び外径は、前記パイル(8)の寸法及び前記パイル(8)内の前記補強(83)の位置に適合され、前記中央ピック(111)と前記円環状ピック(121)との間の前記中間円環(kr2)内にあることを意図されることを特徴とする、請求項3〜6のいずれか一項に記載のフライスヘッド。
  8. フライスヘッド(1)であって、
    前記中央フライスの前記シャフト(112)を結合要素(14)内に挿入してロックすることができること、及び/又は形状ロック様式でフランジ要素を介して、前記外部組立体リング(122)を前記組立体シリンダ(123)に接続することができることを特徴とする、請求項3〜7のいずれか一項に記載のフライスヘッド。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の、中央フライス(11)及び円環状フライス(12)を備えたフライスヘッド(1)を用いて、パイルコア(81)、パイルシャフト(82)、及び該パイルコア(81)と該パイルシャフト(82)の間にある金属補強(83)とからなる事前製造されたパイル(8)のヘッド(80)を機械加工する方法であって、
    前記パイルヘッド(80)の前記パイルコア(81)及び前記パイルシャフト(82)が、前記中央フライス(11)が前記パイルコア(81)に作用し、前記円環状フライス(12)が前記パイルシャフト(82)に作用することによって、同時に除去されることを特徴とする、方法。
  10. 前記パイルコア(81)が、複数の中央ピック(111)が設けられた中央フライス(11)によって除去され、前記パイルシャフト(82)が、複数の円環状ピック(121)が設けられた円環状フライス(12)によって除去されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  11. 前記中央フライス(11)及び前記円環状フライス(12)が、駆動ユニットによって一緒に駆動されるか、又は2つの駆動ユニットによって別個に駆動されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
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