KR100259833B1 - 홈벽 굴삭기 및 굴삭방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홈 벽 굴삭기에 관한 것으로서, 임의의 경사각을 갖는 격벽을 생성할 수 있는 굴삭기를 제공하고자 하는 것이다. 이러한 목적을 위해서, 측면 제어 요소가 수직 방향으로 이동 가능한 커터 프레임 상에 위치되고 커터 프레임의 외형 너머로 돌출되는 방식으로 동작 가능하다.

Description

홈 벽 굴삭기 및 굴삭 방법{SLOTTED WALL MILLING CUTTER AND CUTTING METHOD}

본 발명은 적어도 한쌍의 커터 휠이 그 위에 설치된 커터 프레임을 갖는 홈 벽 굴삭기, 및 커터 프레임이 지지 메카니즘 상에서 이로 가능하게 유지되면서 격벽을 굴삭하기 위한 홈 벽 굴삭기의 작동 방법에 관한 것이다.

종래의 홈 벽 굴삭기에서는 커터 휘일을 갖는 커터 프레임이 지지 메카니즘에 의해 지면으로 하강된다. 커터 휘일의 회전 운동으로 인해 커터 프레임 아래에 있는 지면이 제거되어 격벽(diaphragm wall)이 형성되는데, 상기 공정은 수평으로 이격된 위치에서 반복된다. 커터 프레임의 절단 방향은 자신의 중량 때문에 수직 하향으로 될 것이다. 따라서, 공지된 홈 벽 굴삭기는 수직적인 격벽 만을 생산할 수 있다. 또, 암반층이 균일하게 분포되어 있지 않다면 절단 방향은 수직으로부터 멀어지는 방향으로 향하게 된다. 만일 커터 프레임이 한쪽 부위에서 조밀한 암반층을 만난다면 일반적으로 다른 쪽으로 물러가게 된다.

본 발명의 목적은 정확하게 예정된 방향으로 격벽을 생성하는 것이 가능한 전술된 형태의 홈 벽 굴삭기를 제공하는 것이다.

제1도는 절단 방향을 고정하기 위한 여섯 개의 제어 플랩을 구비한 커터 플레임을 갖는 홈 벽 굴삭기를 보여주는 도면.

제2도는 제1도에 도시된 Ⅱ-Ⅱ 부분의 상세 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 홈 벽 굴삭기 12 : 운반부

14 : 브래킷 16 : 지지 케이블

18 : 커터 프레임 20 : 커터 휘일

22 : 유압 모터 24 : 격벽

26, 28 : 제어 플랩 30 : 유압 라인

상기 목적은 커터 휘일 및 제어 요소가 설치된 커터 프레임을 갖고, 상기 제어 요소는 커터 프레임의 외형부 내에 있는 제 1 위치와 커터 프레임의 외형부 너머로 돌출되는 제 2 위치 사이에서 구동부에 의해 작동 가능한 홈 벽 굴삭기에 있어서, 구동부에 변형량 측정기 및 압력 스위치가 구비되고, 커터 프레임이 경사계를 갖고, 변형량 측정기, 압력 스위치 또는 경사계의 출력 신호가 구동부를 제어하기 위한 제어 메카니즘에 공급되는 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기에 의해서 달성된다. 또한, 본원의 종속 청구항에 따른 개량이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따라, 커터 프레임에는 제어 요소가 제공되는데, 제어 요소는 커터 프레임의 외형부 너머로 돌출되는 방식으로 작동될 수 있다. 따라서, 커터 프레임은 격벽에서 예정된 위치에 고정될 수 있으며, 그 결과 굴삭 방향이 매우 정확하게 설정될 수 있다. 비균일한 지면층에서는, 이와 같은 방식으로 커터 프레임이 수직으로부터 측방향으로 벗어나지 않은 것을 보장할 수 있는데, 이것은 이러한 지면과 같은 경우라도 정확하게 수직 격벽을 생산할 수 있게 만든다.

제어 요소는 커터 프레임의 수직 측벽 상에 설치되는 제어 플랩으로서 구조되는 것이 바람직하다. 제어 플랩은, 커터 프레임과 제어 플랩 사이에 위치하는 유압 실린더가 있는 유압 시스템에 의해 작동될 수 있다. 제어 플랩은 전진 방향에 대해 평행한 커터 프레임 쪽에 연장되어 수직으로 설치된다. 제어 플랩은 커터 프레임의 넓은 쪽의 각 구석 부위에 위치된다. 제어 플랩이 수직 배향된 결과, 예비 결정된 방향의 토크가 커터 프레임 상에 생성되도록, 이들은 격벽에 대하여 하단부 혹은 상단부에서 예비 부하(preload)될 수 있다.

제어 플랩을 구동시키기 위한 유압 실린더에는 변형량 측정기(strain gauge)와 압력 스위치가 구비될 수 있는데, 변형량 측정기는 제어 플랩이 커터 프레임의 외형부로부터 어느 정도 돌출되었는지를 가리키며, 이는 커터 프레임과 격벽의 경사에 관한 결론을 도출할 수 있도록 한다. 측정된 값은 커터 프레임 제어 플랩을 위한 구동부를 조절하는 제어 메카니즘에 공급된다. 커터 프레임은 경사계를 포함하는 것이 바람직한데, 경사계의 출력 신호는 방향 보정 목적을 위하여 평가될 수 있다. 평가는 제어 메카니즘에서 다시 한번 시행되고 제어 플랩을 위한 구동부를 제어하기 위해 사용될 수 있다.

만약 홈으로 하강시 커터 프레임이 제어 요소의 작동으로 고정된다면, 격벽 굴삭시 방향 보정은 간단한 방식으로 수행될 수 있다. 다음에 커터 프레임의 경사가 그 위에 놓여진 경사계의 의해 측정된다. 이러한 공정은 적어도 1 m의 간격을 갖는 다른 깊이로 반복된다. 홈의 경사는 이들 측정된 값으로부터 계산될 수 있다. 계산된 경사값으로부터 제어 메카니즘은 부가적인 굴삭 방향을 고정시키키 위해 제어 플랩을 작동시키기 위한 데이타를 결정할 수 있다. 따라서, 부가적인 굴삭 공정은 다른 굴삭 방향으로 수행되는데, 이는 제어 요소가 홈 내에서 커터 프레임을 주어진 방향으로 확보시킨다는 점에서 얻어진다.

제어 플랩을 작동시키기 위한 유압 실린더 또는 피스톤은 각각의 경우 아이렛(eyelet)에 의해 커터 프레임 또는 제어 플랩에 고정된다. 유압 실린더는, 유압이 축방향으로의 힘 만을 흡수하고 횡방향의 힘과는 무관하도록, 플라스틱 슬리브에 장착되기도 한다.

다음에 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

홈 벽 굴삭기(10)는 브래킷(14)을 갖고 레일-안내되는 트롤리 또는 운반부(12)를 포함하는데, 그 위에 지지 케이블(16)에 의해 커터 프레임(18)이 현수된다. 커터 프레임(18)은 두 개의 유압 모터(22)에 의해 구동되는 두 쌍의 커터 휘일(20)을 운반한다. 홈 내에서 커터 프레임(18)의 측면 제어는, 커터 프레임(18)의 넓거나 좁은 수직 측부 상에 위치된 연장된 제어 플랩(26, 28)에 의해 이루어진다. 제어 플랩(26, 28)은 커터 프레임 상에 위치된 밸브 설비와 두 개의 유압 라인(30)에 의해 작동된다.

도 2는 도 1에 도시된 커터 프레임(18)의 일부 상세 단면도이다. 도면에서 동일한 부분에는 동일한 도면 번호가 부여된다. 제어 플랩(26)은 커터 프레임(18)의 외형부(32) 내로부터 연장되지 않은 제 1 위치에 설치된다. 그 상부 및 바닥 단부에서 제어 플랩(26)은 각각의 경우 유압 실린더(34, 36)에 의해 커터 프레임(18)에 고정된다. 제어 플랩(26)은 아이렛(38)에 의해 관절 방식으로 유압 실린더(34, 36)에 연결된다. 이에 따라, 제어 플랩(26)의 상단부 혹은 하단부 만이 유압 실린더(34, 36)의 작동에 의해 연장된다면, 유압 실린더 상에 굽힘력이 작용하지 않는다. 만약 양쪽 유압 실린더(34, 36)가 연장되면, 제어 플랩(26)은 커터 프레임(18)의 외형부(32)에 평행하게 외향으로 이동될 수 있으며, 이러한 방식으로 커터 프레임(18)은 격벽(24)에서 넓은 영역이 확보된다. 유압 실린더(34, 36)의 작동은, 유압 실린더(34, 36)가 어느 정도 연장되는지를 나타내는 출력 신호를 공급하는 변형량 측정기(40)에 의해 모니터링된다. 격벽에 대한 제어 플랩(26)의 타격시에 응답하는 도시되지 않은 압력 스위치가 유압 실린더에 구비된다. 이들 신호와, 커터 프레임(18)에 위치된 도시되지 않은 경사계의 신호에 의해서, 격벽의 경사 및/또는 커터 프레임의 경사를 결정하는 것이 가능하며, 이는 추가적인 전진을 제어하는데 사용할 수 있다.

바람직하게는 이러한 목적을 위하여, 커터 프레임(18)은 제어 플랩(26, 28)을 연장시키는 것에 의해 홈에 고정되고 경사가 측정된다. 이러한 공정은 홈의 다른 깊이에서도 반복되고 측정점 사이에는 적어도 1 미터의 거리가 있다. 이에 따라 얻어지는 경사계 및/또는 변형량 측정기(40)의 측정값으로부터 홈 경사가 계산된다. 방향 보정은 대응하는 제어 플랩 또는 플랩을 연장시키는 것에 의해 수동적으로 또는 자동적으로 수행될 수 있다. 제어 플랩의 연장은 상단부만이나 하단부만의, 또는 전체 제어 플랩의 연장에 의해 변화될 수 있다. 커터 프레임(18)의 이와 같은 홈 내에서의 고정에 의해, 추가적인 굴삭 방향을 고정시키는 것이 가능하며 격벽의 올바르지 못한 경사가 이러한 방식으로 보정될 수 있다.

제어 플랩(26)은 격벽(24)의 평면에 대해서 직각으로 커터 프레임(18)을 박아 넣기 위해 구비되며, 반면에 제어 플랩(28)은 단부벽 즉, 격벽의 평면에 고정시키기 위해 구비된다. 따라서, 커터 프레임이 처음으로 지면에 하강될 때에는 제어 플랩(28)이 주로 관련된다. 이에 따라, 제어 플랩(26, 28)은 전체 수평면에서 커터 프레임 방향 보정을 수행하는 것을 가능하게 만든다.

본 발명에 따른 홈 벽 굴삭기 및 굴삭 방법에 따르면 정확하게 예정된 방향으로 격벽을 생성하는 것이 가능하게 된다.

Claims (13)

1. 커터 휘일(20) 및 제어 요소(26, 28)가 설치된 커터 프레임을 갖고, 상기 제어 요소(26, 28)는 커터 프레임(18)의 외형부(32) 내에 있는 제 1 위치와 커터 프레임(18)의 외형부(32) 너머로 돌출되는 제 2 위치 사이에서 구동부(34, 36)에 의해 작동 가능한 홈 벽 굴삭기에 있어서, 구동부(34, 36)에 변형량 측정기(40) 및 압력 스위치가 구비되고, 커터 프레임(18)이 경사계를 갖고, 변형량 측정기(40), 압력 스위치 또는 경사계의 출력 신호가 구동부를 제어하기 위한 제어 메카니즘에 공급되는 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기.
2. 제1항에 있어서, 커터 프레임(18)은 평행 육면체 외형부(32)를 가지며, 커터 프레임(18)의 각각의 수직 방향 측벽 상에 제어 요소(26, 28)가 구비되는 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 커터 프레임(18)은 수직의 넓은 쪽과 수직의 좁은 쪽을 가지며, 각각의 넓은 쪽의 두 구석 지역에 각각의 경우 제어 요소(26)가 구비되는 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기.
4. 제1항에 있어서, 제어 요소(26, 28)가 제어 플랩으로 구조되는 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기.
5. 제1항에 있어서, 구동부가 유압 구동부로 구조되는 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기.
6. 제4항에 있어서, 연장된 제어 플랩(26, 28)이 수직적으로 위치되며, 제어 플랩(26, 28)의 길이 방향에 대해 직각으로 된 구동부(34, 36)에 의해 작동 가능한 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기.
7. 제4항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 복수의 제어 플랩(26, 28)이 커터 프레임(18) 상에 위치한 전기 제어 밸브 설비에 의해 작동 가능한 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 유압 구동부가, 커터 프레임(18) 또는 제어 플랩(26, 28)에 아이렛(38)에 의해 관절 방식으로 고정되는 유압 실린더(34, 36)로서 구조되는 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기.
9. 제8항에 있어서, 유압 실린더(34, 36)가 플라스틱 슬리브 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 홈 벽 굴삭기.
10. 커터 프레임이 지지 메카니즘 상에 수직적으로 이동 가능하게 유지되고, 제어 요소(26, 28)에 의해 다른 깊이의 격벽(24)내에 고정되는 격벽 굴삭 방법에 있어서, 커터 프레임(18)의 경사가 다른 깊이의 격벽(24)에서 측정되며, 추가의 굴삭 공정을 위해서 커터 프레임(18) 상의 제어 요소(26, 28)는, 측정된 경사값을 계산하여 커터 프레임(18)의 외형부(32) 너머 임의의 점에서 돌출되어 추가의 굴삭 방향을 고정하는 방식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 굴삭 방법.
11. 제10항에 있어서, 커터 프레임(18)이 제어 요소(26, 28)에 의해 다른 깊이의 격벽(24)에 고정되는 것을 특징으로 하는 굴삭 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 굴삭 방향을 설정하기 위하여 요구되지 않는 제어 요소(26, 28)를 위한 틈새가 구비되는 것을 특징으로 하는 굴삭 방법.
13. 제12항에 있어서, 10 mm 이상의 틈새가 설정되는 것을 특징으로 하는 굴삭 방법.