KR101542841B1

KR101542841B1 - 트렌치 커터용 커팅 휠

Info

Publication number: KR101542841B1
Application number: KR1020130078366A
Authority: KR
Inventors: 루드비히 안드레아스 휴버
Original assignee: 바우어 머쉬넨 게엠베하
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-08-07
Also published as: CN103541387A; BR102013017389B1; KR20140007750A; CA2819960A1; JP5698315B2; RU2550765C2; JP2014015830A; AU2013206780A1; RU2013130377A; CN103541387B; BR102013017389A2; EP2685007B1; EP2685007A1; US20140013634A1; SG196167A1; CA2819960C; ES2532477T3; US9115481B2; AU2013206780B2

Abstract

본 발명은 드럼형 베이스 바디를 가지는 트렌치 커터용 커팅 휠에 관한 것으로, 드럼형 베이스 바디의 외주에서 고정 홀더가 적어도 하나의 외주행에 배열되며, 지반을 제거하는 커팅 공구(cutting tool)가 고정 홀더에 수용된다. 적어도 하나의 외주행에, 커팅 공구로서 실질적으로 날카로운 제거 팁을 가지는 끌 및 실질적으로 선형 커팅 날을 가지는 커팅 톱니가 배열되어 있다. 본 발명은 또한 지반에 트렌치를 생성하는 방법에 관한 것이다.

Description

트렌치 커터용 커팅 휠{Cutting wheel for a trench cutter}

본 발명은 청구항 1에 따른 트렌치 커터(trench cutter)용 커팅 휠(cutting wheel) 및 청구항 14에 따른 지반(ground)에 트렌치를 생성하는 방법에 관한 것이다.

커팅 휠(cutting wheel)은 드럼형(drum-like) 베이스 바디를 포함하며, 이 베이스 바디의 외주(outer periphery)에서 고정 홀더(stationary holder)가 적어도 하나의 외주행(peripheral row)에 배열되며, 커팅 공구(cutting tool)가 지반 요소(ground elements)를 제거하도록 고정 홀더에 수용되어 있다.

지반 요소(ground element)를 제거하기 위한, 다른 커팅 공구(cutting tool)가 공지되어 있다. 부드러운 흙과 돌 층, 예를 들면, 모래와 자갈(gravel) 등과 같은 응집물을 제거하기 위해, 대부분 하나 이상의 라인-형태의 커팅날(line-form cutting edge)을 가지는 커팅 톱니(cutting teeth)가 사용된다. 커팅날(cutting edge)의 커팅 효과에 의해 실질적으로 흙이 방출되고 운반된다. 대조적으로, 단단한 지반 물질의 경우, 실질적으로 날카로운 제거 팁(removal tip)을 가지는 끌(chisel)이 사용된다. 날카로운 팁이 단단한 물질을 부수고 분할되거나 깎을 수 있다. 선행기술에 따르면, 지반의 조성물에 따라, 다른 부속품(fittings)을 가지는 커팅 휠(cutting wheel)이 사용된다.

그러나 지반을 드릴링할 때, 자주 다른 경도(hardness)의 땅 및 돌 층이 번갈이 나타난다. 이 경우, 단단한 지반 층 및 부드러운 지반 층 사이의 각 층 전환부(layer transition)에서, 커팅 휠(cutting wheel)을 교환하거나 또는 새로운 커팅 공구 세트(cutting tool set)로 장착된다. 따라서 층 전환부(layer transition)의 경우 생성된 트렌치 밖으로 트렌치 커터를 상승시켜야 하고 이어서 커팅 휠(cutting wheel) 또는 커팅 공구(cutting tool)를 교환하고 트렌치로 다시 하강시켜야 한다. 커팅 휠(cutting wheel) 또는 커팅 공구(cutting tool)를 교환하는 것은 상당한 시간 및 자원을 필요로 한다.

EP 2 020 462 A2는 커팅 톱니(cutting teeth)가 장착된 복수의 커팅 휠(cutting wheel)을 가지는 트렌치 커터를 개시한다. 따라서 트렌치 커터는 특히 부드러운 지반 유형을 제거하는데 적합하다.

EP 2 060 375 A1에 끌(chisel)이 제공된 커팅 휠(cutting wheel)이 설명되어 있다.

EP 1632 610 B1은 지반 물질 및 현탁액을 혼합하기 위한 혼합 날개(mixing vane)가 제공된 커팅 휠(cutting wheel)을 개시한다.

본 발명의 목적은 커팅 휠(cutting wheel) 및 지반에 트렌치를 만드는 방법을 제공하는 것이며, 이로 인하여 트렌치를 특히 경제적이고 신속하게 생성하는 것이 촉진된다.

상기 목적은 청구항 1의 특징을 가지는 커팅 휠(cutting wheel)에 의해 그리고 청구항 14의 특징을 가지는 방법에 의해 이루어진다. 본 발명의 바람직한 구체예는 각각 종속항에 표시된다.

본 발명에 따르면 커팅 휠(cutting wheel)에 커팅 톱니(cutting teeth)가 커팅 공구(cutting tool)로 배열되어 있고, 커팅 톱니는 적어도 하나의 외주 행(peripheral row)에 실질적으로 날카로운 제거 팁(pointed removal tip) 및 실질적으로 선형 커팅날(cutting edge)을 가진다.

이런 식으로 형성된 적어도 하나의 커팅 휠(cutting wheel)을 가지는 트렌치 커터가 지반으로 삽입되고 커팅 공구(cutting tool)에 의해 지반을 제거하는 본 발명에 따른 방법이 제공된다.

본 발명의 제1 기본 아이디어는 부드러운 땅을 제거하는 것을 표적으로 하는 커팅 공구(cutting tool)와 단단한 지반을 제거하는 것을 표적으로 하는 커팅 공구(cutting tool)가 커팅 휠(cutting wheel)에 제공되는 것이다. 따라서 본 발명에 따른 커팅 휠(cutting wheel)은 커팅 공구(cutting tool)를 지반 층 사이의 전환부(transition)에서 변경해야 할 필요없이 다른 지반 층에 걸쳐 커팅하는데 적합하다. 끌과 커팅 톱니(cutting teeth)가 별도의 수용 영역(receiving area) 또는 홀더에 거치된다.

끌에 의해, 제거될 물질, 특히 바위와 같이 단단한 물질에 포인트-기반 부하(point-based load)가 생성되고, 그로 인하여 물질을 깎거나 분할할 수 있게 된다. 따라서 절단 과정(breaking process)을 통해 지반이 제거된다. 다른 한편으로 커팅 톱니(cutting teeth) 또는 밀링 톱니(milling teeth)가 부드러운 지반으로 뚫고 들어가기에 적당해서 커팅 과정(cutting process)을 통해 실질적으로 지반이 제거된다.

끌의 경우, 둥근 단면(round cross-section)을 가지는 생크(shank)를 포함하는 문제의 둥근 생크 끌(round shank chisel)일 수 있다. 둥근 생크 끌(round shank chisel)은 끌 수용 요소(chisel receiving element)에 회전가능하게 장착될 수 있고, 끌 수용 요소는 바람직하게 중공 원통형 보어(hollow cylindrical bore)로 형성될 수 있다. 또는 끌의 생크가 예를 들면 각진 단면 형상(cornered cross-sectional form) 등과 같은, 다른 단면 형상을 가질 수도 있다.

본 발명의 제2 핵심 아이디어는 특정한 지반 조성물에 각각 적용된 커팅 공구가 드럼형 베이스 바디(drum-like base body) 주변의 일반 외주행(peripheral row)에 정렬된다. 이로써 커팅 휠(cutting wheel)의 회전축에 수직인 면에 외주행(peripheral row)의 끌용 홀더 및 커팅 톱니(cutting teeth)용 홀더가 바람직하게 놓인다. 끌과 커팅 톱니의 특정한 디자인 때문에, 끌과 커팅 톱니가 커팅 휠(cutting wheel)의 회전 방향에서 하나가 다른 하나 뒤에 배열되어서 동일한 원형 라인(circle line)에 걸쳐 있다면, 커팅 공구가 과도하게 마모되는 것을 피할 수 있다. 커팅 휠(cutting wheel)의 적절한 작동 회전의 경우, 단단한 돌 층에서 커팅 톱니(cutting teeth)보다 끌이 자동으로 더 확실하게 제거 작업을 한다. 대조적으로, 부드러운 지반의 경우, 특히 응집 지반(cohesive ground)의 경우, 커팅 톱니(cutting teeth)가 대부분의 지반 제거를 담당하는 것으로 추측된다. 따라서 커팅 공구(cutting tool)를 교환하지 않고, 본 발명에 따른 커팅 휠(cutting wheel)로 단단한 지반층 및 부드러운 지반층 모두 밀링(milling)할 수 있다.

커팅 톱니의 마모를 최소로 하기 위해서, 단단한 지반층을 커팅할 때 커팅 톱니(cutting teeth)가 적어도 하나의 끌의 "제거 그림자(removal shadow)"에 배치되도록 적어도 하나의 끌이 커팅 휠의 제거 회전 방향(removal rotation direction)에서 커팅 톱니의 상류에 배열되는 것이 바람직하다.

"제거 그림자(removal shadow)"는 끌(chisel) 뒤의 커팅 휠(cutting wheel)의 주변 방향(peripheral direction)의 영역에 있는 것으로 이해된다. 커팅 톱니(cutting teeth)가 바람직하게 끌(chisel) 뒤의 주변 방향에서 커팅 휠(cutting wheel)의 동일한 축 높이에서 적절하게 배열되어서, 커팅 톱니(cutting teeth)가 이미 끌(chisel)에 의해 덮인 환형 면(annular face)을 따라 이동한다. 단단한 돌 물질의 경우, 끌(chisel)에 의하여 물질이 부서지거나 깎여 돌이 분해된다. 이로써 대부분 물질을 부수어서 날카로운 제거 팁(pointed removal tip) 넘어 큰 영역에 걸쳐 물질이 제거된다. 따라서 끌(chisel)의 날카로운 제거 팁에 의해, 일반적으로 커팅 휠이 회전하여 충분한 물질이 제거되어서 커팅 톱니(cutting teeth)가 먼저 지반과 접촉하지 않거나 약간만 접촉하게 된다.

부드러운 지반 물질의 커팅-쓰루(cutting-through) 작업의 경우, 물질을 부수거나 분할하지 않기 때문에, 다른 한편으로 끌의 날카로운 제거 팁은 제한된 제거 효과만 가진다. 따라서, 땅 속을 침투하는 선형 커팅날을 가지는 커팅 톱니(cutting teeth)를 통해 지반이 제거된다.

커팅 톱니의 마모를 더 줄이기 위해 단단한 지반 물질이 제거될 때 복수의 끌이 커팅 휠의 제거 회전 방향에서 커팅 톱니의 상류에 배열되는 것이 유리하며, 상기 끌이 다른 설정 각도로 배열되어 있다. 커팅 톱날의 커팅날이 바람직하게 커팅 휠의 축 방향에서 연장되어서 부드러운 지반 물질을 삽처럼(shovel-like) 제거할 수 있다. 반면, 끌의 날카로운 제거 팁이 각각 비교적 좁은 라인(narrow line)만 커버한다. 안정적으로 보장하기 위하여, 단단한 지반 물질의 경우, 커팅 톱니(cutting teeth)에 의해 커버된 영역에 대하여 가능한 가장 널리 제거(clearance)하기 위해서, 각 커팅 톱니(cutting teeth)의 상류에 배열된 각 끌이 축 방향으로 다양하게 기울어져 있어서 각 끌에 의해 서로에 대하여 축 방향으로 오프셋(offset)된 지반 제거 라인(ground removal line)이 커버될 수 있다.

또한 커팅 톱니(cutting teeth)가 축 방향으로 설정되는 것도 가능하다. 이 경우, 상류 끌이 바람직하게 기울어진 커팅 톱니(cutting teeth)의 대응하는 방향으로 적용된다.

적어도 3개의 끌을 포함하는 한 그룹의 끌이 적어도 하나의 외주 행(peripheral row)으로 형성되고, 제1 끌이 가능한 멀리 반지름 방향을 향하고 있고, 제2 끌이 커팅 휠(cutting wheel)의 축 방향에서 측면 방향으로 기울어져 있으며, 제3 끌이 축 방향의 반대 방향에서 측면 방향으로 기울어져 있어서, 단단한 돌의 경우 특히 신뢰할 수 있게 커팅 톱니(cutting teeth)의 마모를 줄이면서 효과적으로 지반을 제거할 수 있다. 그룹의 끌이 바람직하게 커팅 톱니 앞의 회전 방향에서 서로에 대하여 바로 이어서 배열된다. 끌의 다른 각도의 결과, 커팅 휠의 축 방향에서의 제거 영역이 확대되어서 소위 "풀 컷(full cut)"을 달성할 수 있고, 풀 컷에서 커팅 휠(cutting wheel)의 전체 축 방향으로 확장되어 지반이 제거될 수 있다.

적어도 하나의 끌이 제거 회전 방향(removal rotation direction)에서 커팅 톱니(cutting teeth)의 상류에 배열되고, 끌의 제거 팁이 커팅 톱니의 커팅날에 대하여 반지름 방향으로 정의된 방식으로 돌출함에 따라 커팅 톱니의 마모를 더 신뢰할 수 있게 줄일 수 있다. 따라서 커팅 휠(cutting wheel)의 회전축으로부터 끌(chisel)의 제거 팁의 거리가 회전축으로부터 커팅 톱니(cutting teeth)의 커팅날의 최대거리보다 크다. 따라서, 단단한 지반의 경우, 끌만 먼저 지반과 접촉하고, 반면 커팅 톱니(cutting teeth)가 그에 대하여 뒤에서 설정된다. 다른 한편, 부드러운 지반의 경우, 끌만 지반의 좁은 라인을 통해 빗질을 하고(comb through), 커팅 톱니(cutting teeth)의 커팅날이 지반 속으로 침투하여 주된 제거 작업이 이루어진다.

커팅 톱니(cutting teeth)는 바람직하게 몇 밀리미터 내지 몇 센티미터의 범위의 양만큼 끌에 대하여 반지름 방향에서 뒤에 설정된다. 5 밀리미터 내지 3 센티미터 사이의 양, 특히 1 센티미터 내지 2.5 센티미터 사이의 양이 특히 유리하다고 입증되었다.

본 발명의 바람직한 구체예에서, 시트 금속 링(sheet metal ring)이 드럼형 베이스 바디(drum-like base body)의 외주에 용접되며, 시트 금속 링(sheet metal ring)에서, 외주 행(peripheral row)에 끌과 커팅 톱니(cutting teeth)가 배열된다. 따라서, 시트 금속 링(sheet metal ring)은 끌 및 커팅 톱니(cutting teeth)의 형태의 다른 커팅 공구(cutting tool)를 운반하고 커팅 휠(cutting wheel)의 베이스 바디 주위에서 일렬로 또는 외주행(peripheral row)에서 커팅 톱니와 끌이 배열되는 것을 보장한다. 시트 금속 링은 커팅 휠(cutting wheel)의 회전축에 수직인 평면에서 연장된다. 시트 금속 링은 일체로 또는 복수의 시트 금속 링 세그먼트로 형성될 수 있고, 시트 금속 링 세그먼트로 형성되는 것에 의하여 자유 공간 또는 간격이 각 시트 금속 링 세그먼트 사이에서 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면 시트 금속 링(sheet metal ring)이 끌을 수용할 수 있도록 채용된 반지름 방향으로 개방된 제1 오목면(radially open first recesses) 및 커팅 톱니(cutting teeth)를 수용할 수 있도록 채용된 반지름 방향으로 개방된 제2 오목면을 포함하는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 오목면은 바람직하게 커팅 톱니(cutting teeth) 또는 끌에 대해 의도적으로 방향을 결정하고 있고 제1 및 제2 오목면은 서로 다른 디자인을 가진다. 예를 들면, U자형 고정 영역(U-shaped fixing region)을 가지는 커팅 톱니(cutting teeth)를 수용하기 위해 커팅 톱니(cutting teeth)용 오목면은 U 형상을 가질 수 있다. 끌 또는 소위 평면 톱니를 수용하기 위해, 외주 방향(peripheral direction)에 기울어진 오목면이 제공될 수 있다. 이로 인하여 바람직하게 평면 톱니용 오목면은 바람직하게 끌용 오목면보다 외주 방향(peripheral direction)으로 더 많이 경사져 있다. 커팅 톱니(cutting teeth) 또는 끌은 시트 금속 링의 오목면에서 직접 또는 추가 홀더, 어댑터 또는 소켓으로 고정될 수 있다.

바람직하게 끌 및/또는 커팅 톱니를 분리가능하게(releasable) 지지하기 위한 수용 소켓(receiving socket)이 시트 금속 링(sheet metal ring)에 통합될 수 있다. 수용 소켓(receiving socket)은 바람직하게 커팅 공구(cutting tool)의 생크(shank)를 수용하기 위한 삽입구(insertion opening)를 포함한다. 수용 소켓(receiving socket)은 둥근 생크 끌(round shank chisel)를 수용하기 위한 또는 둥근 고정 생크(round fixing shank)를 가지는 둥근 생크 톱니(round shank teeth)를 수용하기 위한 둥근 수용구(receiving opening)를 포함할 수 있다. 수용 소켓(receiving socket)은 특히 끌(chisel)용 슬라이드 베어링(slide bearing)을 제공할 수 있고, 슬라이드 베어링에서 끌(chisel)의 베어링 샤프트(bearing shaft)가 거치되어 제거 팁을 통과하여 연장되는 세로방향의 축을 중심으로 회전할 수 있다.

수용 소켓(receiving socket)은 바람직하게 시트 금속 링(sheet metal ring)에 선택적으로 다른 방향으로 고정하는 돔 형상의 베이스면(dome-shaped base surface)을 포함한다. 수용 소켓(receiving socket)에 수용되는 커팅 공구(cutting tool)를 방출하기 위해, 수용구와 연결되는, 방출구(ejection opening)가 수용 소켓(receiving socket)에 형성될 수 있다. 이젝터 공구(ejector tool)를 사용하여 커팅 공구(cutting tool)가 수용 소켓(receiving socket) 밖에서 구동될 수 있다.

바람직하게 풀 컷 커팅 휠(full-cut cutting wheel)에 특히 각 수용 소켓(receiving socket)이, 특히 끌용 수용 소켓이 시트 금속 링에서 다른 방향으로 배열되는 것이 바람직하다. 다른 방향은 축 방향 및/또는 반지름 방향에 대한 관계일 수 있다. 수용 소켓(receiving socket)은 바람직하게 시트 금속 링에 분리가능하게(releasably) 고정된다. 예를 들면, 수용 소켓(receiving socket)이 시트 금속 링에 용접될 수 있고 또는 시트 금속 링에 압축될 수 있고, 그것에 의하여 수용 소켓이 교환시 떨어져야(knock out) 한다.

적어도 하나의 외주 행(peripheral row)에 다른 유형의 커팅 톱니(cutting teeth)가 배열되어서 커팅 휠(cutting wheel)의 유연성을 더 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 한편으로 모래 지반용 커팅 톱니와 다른 한편으로 응집성 지반용 커팅 톱니가 사용될 수 있다. 또한 자갈-유형 지반(gravel-type ground) 또는 부드러운 돌 층용 커팅 톱니(cutting teeth)를 제공하는 것을 생각할 수 있다.

복수의 외주 행(peripheral row)은 바람직하게 드럼형 베이스 바디(drum-like base body)의 외주에 형성된다. 단단한 돌 층을 효과적으로 커팅-쓰루하기 위해, 끌만 적어도 하나의 축 방향의 외주행(outer peripheral row), 바람직하게 양쪽 축 방향의 외주행(peripheral row)에 배열되는 것이 유리하다. 이로써 끌이 적어도 대부분 축 방향에서 바깥쪽을 향하고 있다.

커팅 휠(cutting wheel)은 일반적으로 커팅 플레이트(cutting plate)에서 트렌치 커터에 장착된다. 또한 트렌치 커터가 하강할 때, 커팅 플레이트 아래의 영역을 절삭할 수 있도록 적어도 하나의 끌(chisel) 및/또는 커팅 톱니가 축 방향의 외주행(peripheral row)에 회전가능하게(pivotally) 장착된 홀더에 배열되는 것이 바람직하다. 그로 인하여 끌(chisel) 및/또는 커팅 톱니(cutting teeth)가 커팅 플레이트(cutting plate) 아래에서 바깥쪽으로 회전할 수 있고 커팅 플레이트(cutting plate)를 지날 때 안쪽으로 회전할 수 있도록 홀더가 장착된다.

본 발명은 또한 지반에 트렌치를 생성하는, 복수의 커팅 휠이 장착되어서 커팅 휠이 쌍으로 회전할 수 있는 프레임을 가지는 트렌치 커터에 관한 것이다. 커팅 휠(cutting wheel)이 커팅 휠 드라이브를 통해 회전되도록(in rotation) 구동될 수 있다. 서로 동축으로 배열되는 적어도 두 쌍의 커팅 휠(cutting wheel)이 바람직하게 트렌치 커터의 하단에 제공된다. 본 발명에 따르면 설명한 대로 적어도 하나의 커팅 휠(cutting wheel)이 트렌치 커터에 형성된다.

지반에 트렌치를 만드는 창의적인 방법에 따르면, 적어도 대부분 끌에 의해 제거되는 단단한 지반 물질을 가지는 적어도 하나의 지반 층에서, 그리고 적어도 대부분 커팅 톱니로 제거되는 부드러운 지반 물질을 가지는 적어도 하나의 지반층을 커팅 단계에서 절삭하는 것이 바람직하다.

커팅 휠(cutting wheel)의 드럼형 베이스 바디(drum-like base body)은 특히 커팅 휠(cutting wheel)의 허브로 구성된다. 허브는 바람직하게 슬리브(sleeve) 형상으로 형성되며 드라이브를 수용하도록 형성될 수 있다.

트렌치 커터 또는 커팅 휠(cutting wheel)의 작업 동안, 커팅 공구(cutting tool)가 마모될 수 있다. 따라서 커팅 톱니(cutting teeth)와 끌은 바람직하게 커팅 휠의 홀더에 분리가능하게(releasably) 고정된다.

본 발명을 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 더 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 커팅 휠(cutting wheel)의 사시도를 도시한다.
도 2는 커팅 휠(cutting wheel)의 측면도를 도시한다.
도 3은 혁신적인 복수의 커팅 휠(cutting wheel)이 배열된 트렌치 커터를 도시한다.
도 4는 스페이서 플레이트(spacer plate)의 영역에 본 발명에 따른 커팅 휠(cutting wheel)의 단면도를 도시한다.
동일한 구성요소 또는 동일한 효과를 가지는 구성요소는 모든 도면에서 동일한 참조번호이다.

도면에 도시된 커팅 휠(cutting wheel; 10)은 커팅 휠의 허브를 형성하는 드럼형 베이스 바디(drum-like base body; 12)를 포함한다. 끌(chisel; 40) 및 커팅 톱니(cutting teeth; 50) 형태의 복수의 커팅 공구(cutting tool)가 복수의 외주행(peripheral row; 14)에서 커팅 휠(10)의 원통형 외피면(outer cylindrical shell surface; 16)에 제공된다. 하나의 외주행(14)에, 끌(40) 및 커팅 톱니(50)가 교대로 배열되어 있다.

커팅 휠(10)은 커팅 공구(cutting tool)를 수용하고 유지하는 고정된, 따라서 움직일 수 없는, 복수의 홀더(30)를 포함한다. 홀더(30)가 시트 금속 링(sheet metal ring; 20)에서 형성되고, 커팅 공구(cutting tool)를 수용하도록 시트 금속 링에 수용 소켓(receiving socket; 32) 또는 끌 홀더가 삽입될 수 있다. 끌(40) 및 커팅 톱니(50)는 서로로부터 분리된 독립적인 수용 영역에 정렬된다.

커팅 휠(10)의 환형 외부 자켓 표면(annular outer jacket surface)이 복수의 시트 금속 링(sheet metal ring; 20)을 축 방향으로 미리 정해진 거리에서 포함하고, 복수의 시트 금속 링이 커팅 휠(10)의 회전축에 수직인 평면에서 확장한다. 시트 금속 링(20)이 반지름 방향으로 그리고 커팅 휠(10) 주위의 외주 방향(peripheral direction)으로 확장되고 개별 시트 금속 링 세그먼트(sheet metal ring segments; 22)로 구성될 수 있다. 각 개별 시트 금속 링 세그먼트(22)는 끌(40) 및 커팅 톱니(50) 모두 포함할 수 있다.

다른, 반지름 방향으로 외부로 개방된 오목면(24, 25, 26)이 시트 금속 링(20)에 형성되고, 오목면에서 끌(40) 또는 커팅 톱니(50)가 고정되도록 유지될 수 있다.

구체예에서 도시된 끌(40)은 원통형 고정 생크(shank)를 가지는 소위 둥근 생크 끌(round shank chisel)이다. 끌(40)은 끌(40)의 중앙축에 배열된 실질적으로 날카로운 제거 팁(42)을 가진다. 끌(40)이 돔 형태로 형성된 수용 소켓(receiving socket; 32)에 삽입된다. 수용 소켓(32)은 고정 생크(shank)를 수용하는 수용구(receiving bore)를 가진다. 끌(40)은 수용 소켓(32)에 회전가능하게 탑재될 수 있다.

커팅 톱니(50) 또는 밀링 톱니으로 넓은 영역에 걸쳐 지반을 제거하기 위해, 커팅 휠(10)이 선형 블레이드(linear blade) 또는 커팅날(cutting edge; 52)을 가지는 복수의 평면 톱니(flat teeth; 54)를 포함한다. 커팅 톱니(50) 또는 평면 톱니(54)도 마찬가지로 수용 소켓(32)에 수용된다. 커팅날(52)이 커팅 톱니(50)의 축 말단에 위치하며 커팅 휠(10)의 회전축 주위에서 커팅 톱니(50)의 순환 경로에서 가로방향으로(transversely) 연장된다. 그것은 부드러운 지반 물질 속으로 뚫고 들어가고 커팅날(52)의 길이에 걸쳐 부드러운 지반 물질을 제거하도록 설계되었다. 평면 톱니(54)는 수용 소켓(32)에 삽입되고 거기에 고정되는 생크(shank)를 포함한다. 또한 선형 커팅날을 가지는 커팅 톱니 또는 밀링 톱니를 위한 거의 말굽 형상의(horseshoe-shaped) 수용 요소(receiving element; 26)가 시트 금속 링(20)에 제공된다.

복수의 끌(40)이 커팅 휠(10)의 회전 방향에서 각 커팅 톱니(cutting teeth)의 상류에 배열된다. 커팅 톱니(50)의 상류에 배열된 끌(40)이 시트 금속 링(20)에서 다른 각도로 고정된다. 시트 금속 링(20)에 다른 방향에서 고정된, 끌(40)을 용이하게 교환하기 위해 대응하는 수용 소켓(32)이 장착되고, 끌(40)이 수용 소켓(32)에 교환가능하게 수용된다.

커팅 휠(10)의 풀 컷(full cut)을 달성하기 위해서, 적어도 일부의 끌(40)이 외주행(14)의 제1 방향에서 축 방향으로 배열되고 있고 다른 끌(40)이 반대 방향에서 축 방향을 향하고 있다. 커팅 톱니(50)의 상류에 배열된 끌(40)이 커팅 톱니(50)의 방향에 맞게 된다. 예를 들면, 커팅 톱니(50)가 축 방향을 향하면, 상류 끌(40)이 대응하게(correspondingly) 축 방향을 향한다.

바위 등과 같은 단단한 돌을 통해 커팅할 때, 커팅 톱니(50)의 마모를 최소화하기 위해, 끌(40)이 커팅 톱니(50)에 관하여 반지름 방향으로 일정량만큼 돌출할 수 있다.

복수의 끌(40)이 회전가능하게(pivotally) 장착된 홀더(36)에 커팅 플레이트(cutting plate)를 향하는 커팅 휠(10)의 축 방향으로 안쪽에서 수용된다. 회전가능한 홀더(pivotable holder; 36)를 통해, 바깥쪽으로 회전하여 커팅 플레이트(4) 아래에서 지반이 제거될 수 있고, 반면 끌(40)이 상부 영역에서 커팅 플레이트(cutting plate)를 지나기 위해 안쪽으로 회전할 수 있다. 외주행(14a)에는 끌(40)만 배열되고, 반면 각각의 내부 외주 행(peripheral row)에는 본 발명에 따른 끌(40) 및 커팅 톱니(50) 모두 제공된다.

도 3은 각각 수평방향을 향하는 회전축을 가지는 복수의 커팅 휠(10)을 가지는 본 발명에 따른 트렌치 커터(1)의 측면도를 도시한다. 본 구체예에서, 고정 커팅 톱니(50) 및 회전가능하게(pivotally) 탑재된 끌(40)이 외주행(outer peripheral row)에 정렬된다. 트렌치 커터(1)는 복수의 커팅 휠(10)이 회전방향으로 쌍으로 탑재된 프레임(2)을 포함한다. 프레임(2)은 커팅 휠 쌍을 탑재하기 위한 각 커팅 플레이트(cutting plate; 4)를 포함하고, 상기 커팅 플레이트(4)는 두 커팅 휠(10) 사이에서 각각 배열되고 커팅 휠(10)을 운반한다. 도 3에서 추론할 수 있는 것처럼, 본 구체예에서 시트 금속 링(20)은 각각, 간격이 떨어진 시트 금속 링 세그먼트(22)로부터 형성된다. 트렌치 속으로 지지 매체(support medium) 또는 경화가능한 현탁액(hardenable suspension)을 공급하기 위해 또는 제거된 지반을 운반하기 위해, 개구부가 형성된 하부 말단에 운반 라인(conveying line; 6)이 제공된다.

스페이서 플레이트(spacer plate; 60)가 커팅 휠(10)의 각 외주행(14) 사이를 연결할 수 있고, 상기 스페이서 플레이트(60)는 프레임(2)에 고정되고 외주행(14) 사이의 중간 영역(15)에서 지반을 운반한다. 커팅 공구의 두 개의 각각 인접한 외주행(14) 사이의 영역을 청소하기 위한 두 스페이서 플레이트(60)가 도 3에 개략적으로 도시된다. 스페이서 플레이트(60)는 특히 홀딩 플레이트(holding plate) 사이의 영역을 막을 수 있는 부드러운 흙 또는 진흙 물질을 제거하는 역할을 한다. 지반 물질을 운반하는 것 외에, 스페이서 플레이트(60)가 제공되어서 바위 등과 같은 커팅 공구에 의해 위로 운반되는 단단한 물질의 사이즈를 줄이도록 채용될 수 있다. 스페이서 플레이트(60)는 지반 물질을 가이드하는 가이딩 플레이트(guiding plate) 또는 가이딩 면(guiding surface; 68)을 포함한다. 또한 돌의 사이즈를 줄이기 위해 파쇄날(breaking edge) 또는 감쇠날(reducing edge; 70)이 제공된다.

도 4는 커팅 휠(10)의 회전축(11)에 평행인 면을 따라 커팅 휠(10)을 컷 아웃한 부분적인 단면도를 도시한다. 끌(40) 형태의 커팅 공구(cutting tool)가 다른 것 중에서, 플레이트 형태(plate-form) 홀더(30)의 반지름 방향으로 바깥쪽에 놓인 영역에 배열되다. 도 4에 도시된 것처럼, 끌(40)은 플레이트 형태(plate-form) 홀더(30)의 너비보다 큰 너비를 가질 수 있다. 따라서 끌(40)은 플레이트 형태(plate-form) 홀더(30)에 대하여 커팅 휠(10)의 축 방향으로 돌출한다. 따라서 언더컷 영역(undercut region; 18)이 끌(40) 및 드럼형 베이스 바디(12)의 쉘 표면(16) 사이에 형성되며, 쉘 표면은 커팅 휠 드럼(cutting wheel drum)으로서 설명될 수 있다. 언더컷 영역(18)은 끌(40)에 의하여 반지름 방향으로 바깥쪽으로 범위가 정해진다.

적어도 하나의 스페이서 플레이트(60)가 외주 행(14) 사이의 중간 공간(15)에 영향을 미치고, 상기 스페이서 플레이트(60)가 트렌치 커터(1)의 프레임(2)에 고정된다. 스페이서 플레이트(60)는 프레임(2)에 고정된 고정부(fixing section; 61)를 포함한다. 스페이서 플레이트(60)는 커팅 공구(cutting tool) 및 두 홀더(30) 사이의 반지름 방향으로 안쪽에 놓이는 자유 말단(64) 사이의 반지름 방향의 외부 영역(62)을 더 포함한다.

돌기(66)가 자유 말단(64) 또는 스페이서 플레이트(60)의 반지름 방향의 내부 영역에 형성되며, 상기 돌기(66)는 커팅 공구(cutting tool) 내에서 반지름 방향으로 형성된 언더컷 영역(18)으로 돌출한다. 돌기(66)는 스페이서 플레이트(60)의 확대부(widening)를 구성한다. 따라서 스페이서 플레이트(60)는 자유 말단(64)의 너비가 반지름 방향의 외부 영역(62)의 너비보다 크다. 더 구체적으로, 스페이서 플레이트(60)는 자유 말단(64)의 너비가 두 커팅 공구(cutting tool) 사이에서 확장되는 영역의 너비보다 크다.

스페이서 플레이트(60)는 두 개의 인접한 언더컷 영역(18) 속의 두 외주행(14) 사이에서 돌출하는 거의 삼각형의 단면 영역을 포함한다. 삼각형 단면 영역은 커팅 공구(cutting tool) 사이의 영역까지 반지름 방향으로 바깥쪽으로 자유 말단(64)에서 연장된다. 스페이서 플레이트(60)의 자유 말단(64)의 너비는 두 인접한 플레이트 형태(plate-form) 홀더(30)에 대응하며, 반면에 반지름 방향의 외부 영역(62)의 너비는 인접한 외주행(14)의 두 커팅 공구(cutting tool) 사이의 거리에 거의 대응한다.

바람직한 끌-같은(chisel-like) 커팅 공구(cutting tool; 40)의 디자인을 도 4를 참조하여 아래에서 설명한다. 예를 들면 둥근 생크(shank) 끌 형태와 같은 끌(40) 형태의 커팅 공구(cutting tool)는 복수의 날카로운 제거 팁(pointed removal tip; 42)을 포함하고, 제거 팁은 끌 헤드에 환형으로(annularly) 정렬되어 있다. 도 4는 커팅 휠(10)의 회전 방향의 단면에서 끌(40)을 도시한다. 축 방향의 외부 제거 팁(42a)이 축 방향의 내부 제거 팁(42b)보다 반지름 방향에 대하여 더 많이 기울어져 있다. 또한, 축 방향에서의 축 방향의 외부 제거 팁(42a)은 축 방향의 내부 제거 팁(42b) 사이의 거리보다 작다. 커팅 공구(cutting tool)의 이 디자인을 통해, 특히 커팅 휠(10)의 효과적인 풀 컷이 가능할 수 있다. 외부 제거 팁(42a)이 기울어질수록, 외부 제거 팁(42a)이 지반(100)을 효과적으로 부수는 것을 보장해서, 지반(100)이 스페이서 플레이트(60)가 돌출하는, 두 외주행(14) 사이의 영역에서 또한 제거될 수 있다.

도 4의 상부 도면에 도시된 커팅 공구(cutting tool)를 통해 지반(100)을 제거하는 것이 도시된다. 본 발명에 따라 정렬된 제거 팁(42)은 - 본 발명에 따른 커팅 휠(10)이 회전하자마자- 여물통같은(trough-like) 단면을 가지는 제거면이 발생한다.

본 발명에 따른 스페이서 플레이트(60)는 두 외주행(14) 사이의 언더컷 영역(18)에서 지반 물질을 신뢰할 수 있게 제거하고 따라서 외주행(14) 사이의 중간 공간(15)의 막힘을 방지하여 커팅 과정의 효율성을 증가시킨다. 끌(40)을 가지는 커팅 휠(cutting wheel)의 경우, 특히 스페이서 플레이트의 돌기(66)가 홀딩 플레이트(30) 사이의 중간 영역(15)으로부터 특히 바위 및 돌 층과 같은 단단한 지반 물질을 제거하는 가능성을 제공한다. 스페이서 플레이트(60)는 또한 예를 들면 선형 커팅날을 가지는 톱니 및 날카로운 제거 팁을 가지는 끌 모두를 포함하는, 다른 커팅 공구(cutting tool)를 가지는 커팅 휠(cutting wheel)에서 사용하기에 적합한다.

본 발명에 따른 트렌치 커터 및 본 발명에 따른 커팅 휠(cutting wheel)은 특히 다른 경도의 지반층을 커팅할 때, 커팅 슬롯(cutting slot)을 특히 효과적이고 경제적으로 생성하는 것을 촉진한다. 본 발명에 따른 커팅 휠(cutting wheel)은 다기능 휠을 구성한다.

Claims

트렌치 커터용 커팅 휠로서,
드럼형 베이스 바디(drum-like base body)를 포함하고, 베이스 바디의 외주(outer periphery)에 고정 홀더(stationary holder)가 적어도 하나의 외주행(peripheral row)에 배열되며, 지반을 제거하기 위해 상기 홀더에 커팅 공구(cutting tool)가 수용되고,
상기 적어도 하나의 외주행에 날카로운 제거 팁(pointed removal tip)을 가지는 끌(chisel) 및 선형 커팅날(linear cutting edge)을 가지는 커팅 톱니(cutting teeth)가 상기 커팅 공구로서 배열되며,
상기 커팅 휠의 제거 회전 방향에서, 복수의 끌이 상기 커팅 톱니의 앞에 배열되어서 상기 커팅 톱니가 상기 끌의 제거 그림자(removal shadow)에 놓이며, 상기 끌은 다른 각도를 향하며,
상기 커팅 휠의 회전 시 여물통 형상의 단면을 가진 제거 면이 상기 복수의 끌에 의해 형성되며,
상기 끌의 제거 팁은 상기 커팅 톱니의 커팅날에 대해 반지름 방향으로 정의된 방식으로 돌출하는, 트렌치 커터용 커팅 휠.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
적어도 세 개의 끌을 포함하는 한 그룹의 끌이 적어도 하나의 외주행에 형성되며, 제1 끌은 반지름 방향을 향하고, 제2 끌은 커팅 휠의 축 방향에서 측면 방향으로 기울어져 있고, 제3 끌은 반대 축 방향에서 측면 방향으로 기울어져 있는, 트렌치 커터용 커팅 휠.
제1항에 있어서,
제거 회전 방향에서 적어도 하나의 끌이 커팅 톱니의 상류에 배열되는, 트렌치 커터용 커팅 휠.
제1항에 있어서,
시트 금속 링(sheet metal ring)이 상기 드럼형 베이스 바디의 외주(outer periphery)에 용접되며, 상기 시트 금속 링에 외주행의 끌 및 커팅 톱니가 배열되는, 트렌치 커터용 커팅 휠.
제6항에 있어서,
상기 시트 금속 링은 상기 끌을 수용하는 반지름 방향으로 개방된 제1 오목면 및 상기 커팅 톱니를 수용하는 반지름 방향으로 개방된 제2 오목면을 포함하는, 트렌치 커터용 커팅 휠.
제6항에 있어서,
상기 끌 및 상기 커팅 톱니 중 적어도 하나를 분리가능하게 유지하는 수용 소켓(receiving socket)이 상기 시트 금속 링에 삽입되는, 트렌치 커터용 커팅 휠.
제8항에 있어서,
각 상기 수용 소켓이 상기 시트 금속 링에서 다른 방향으로 배열되는,트렌치 커터용 커팅 휠.
제1항에 있어서,
다른 유형의 커팅 톱니가 적어도 하나의 외주행에 배열되는, 트렌치 커터용 커팅 휠.
제1항에 있어서,
복수의 외주행(peripheral row)이 상기 드럼형 베이스 바디의 외주(outer periphery)에 형성되며,
적어도 하나의 축 방향의 바깥쪽 외주행(outer peripheral row)에 끌만 배열되는, 트렌치 커터용 커팅 휠.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 끌 및 커팅 톱니가 축 방향의 바깥쪽 외주행에 회전가능하게 탑재된 홀더(pivotably mounted holder)에 배열되는, 트렌치 커터용 커팅 휠.
지반에 트렌치를 생성하는 트렌치 커터(trench cutter)로서,
복수의 커팅 휠이 쌍으로 탑재된 프레임을 포함하고,
제1항에 따른 적어도 하나의 커팅 휠이 형성되어 있는, 트렌치 커터.
지반에 트렌치를 생성하는 방법으로서,
제13항에 따른 트렌치 커터가 지반 속으로 삽입되고 커팅 공구를 통해 지반이 제거되는, 지반에 트렌치를 생성하는 방법.
제14항에 있어서,
하나의 커팅 단계(cutting stage)에서, 적어도 끌에 의해 제거되는 단단한 지반 물질을 가지는 적어도 하나의 지반층 및 적어도 커팅 톱니에 의해 제거되는 부드러운 지반 물질을 가지는 적어도 하나의 지반층이 밀링(milling)되는, 지반에 트렌치를 생성하는 방법.