KR20220065857A - 지반에서 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법 및 트렌치 커팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트렌치 커팅 장치 및 지반에 커팅 트렌치를 생성하는 방법에 관한 것으로, 트렌치 커팅 장치는 트렌치 커터 및 트렌치 커터를 지반으로 들어 올리고 내리도록 설계된 지지 수단을 갖고, 트렌치 커터는 상단에서 지지 수단에 연결되고 하단에는 회전 가능하게 지지되고 지반 물질을 제거하기 위해 회전 드라이브를 통해 회전 방식으로 구동될 수 있는 적어도 하나의 커팅 휠이 있으며, 지반 물질을 제거하는 동안 트렌치 커터의 진행 속도에 대한 목표 값은 제어 유닛에서 미리 설정될 수 있으며, 이를 통해 지지 수단에 의한 트렌치 커터의 지반으로의 하강이 제어된다. 효율적인 절단 작업을 위해 적어도 하나의 커팅 휠의 회전 속도 및/또는 토크에 따라 제어 유닛에 의해 진행 속도가 제어되고, 회전 속도 및/또는 토크에 대한 미리 설정된 한계 값에 도달하면, 트렌치 커터의 진행 속도는 진행 속도에 대한 목표 값에 대해 감소된다.

Description

지반에서 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법 및 트렌치 커팅 장치

본 발명은, 청구범위 청구항 1의 전제부에 따라, 트렌치 커터를 갖는 트렌치 커팅 장치와 트렌치 커터를 들어 올리거나 내리도록 설계된 지지 수단을 사용하여 지반에 커팅된 트렌치를 생성하는 방법에 관한 것으로, 트렌치 커터는 그 상단에서 지지 수단에 연결되고 그 하단에 회전 가능하게 지지되고 지반 물질을 제거하기 위해 회전 드라이브를 통해 회전 방식으로 구동될 수 있는 적어도 하나의 커팅 휠이 있으며, 지반 물질을 제거하는 동안 트렌치 커터의 진행 속도에 대한 목표 값은 제어유닛에서 미리 설정되고, 제어 유닛을 통해서 지지 수단에 의한 트렌치 커터의 하강이 제어된다.

본 발명은 또한, 청구범위 청구항 10의 전제부에 따라, 트렌치 커터 및 트렌치 커터를 지반으로 들어 올리고 내리도록 설계된 지지 수단을 갖는 트렌치 커팅 장치에 관한 것으로, 트렌치 커터는 상단에서 지지 수단에 연결되고 하단에 지반 물질을 제거하기 위해 회전 드라이브를 통해 회전 방식으로 회전 가능하게 지지되고 구동되는 적어도 하나의 커팅 휠을 가지며, 제어 유닛이 더 제공되며, 이를 통해 지지 수단에 의해 트렌치 커터의 지반으로의 하강이 제어 유닛에 의해 제어되고, 지반 물질을 제거하는 동한 트렌치 커터의 진행 속도에 대한 목표값이 제어 유닛에 입력될 수 있다.

일반적인 방법은 EP 0 790 356 B1에서 가져올 수 있다. 이 알려진 트렌치 커팅 장치에서 트렌치 커터는 지반으로의 목표 진행 속도로 하강한다. 목표 진행 속도는 제어 수단에 입력된다. 이 과정에서 트렌치 커터의 하중은 제어 수단에 의해 감지된다. 트렌치 커터의 하중 및 이에 따라 커팅 휠에 대한 특정 가압력이 초과되면 트렌치 커터의 진행 속도가 감소한다. 이것은 절단 작업에서 커팅 휠의 과부하를 방지하는 역할을 한다.

절단(cutting) 동안에 트렌치 커터의 하중 감지는 상대적으로 힘들고 부정확성을 동반한다. 트렌치 커터의 상대적으로 높은 중량으로 인해 지반으로 하강하는 동안 및 지반 물질을 제거하는 동안 트렌치 커터는 일정한 인장력을 지속적으로 받아야 하며, 이에 따라 커팅 휠은 트렌치 커터에 인가된 일부의 중량 힘에서 경감된다.

따라서 하중을 결정하기 위해 커터 윈치 또는 트렌치 커터의 지지 로프에 가해지는 힘을 감지하는 것이 일반적이다. 그러나 이 힘 값에는 트렌치 벽에 대한 커터의 마찰 및 트렌치에 안정화 액체를 채우는 유형과 같은 추가 요소가 매우 중요한 영향을 미친다. 마모 증가 또는 절단 톱니 파손으로 이어질 수 있는 커팅 휠의 과부하를 방지하려면 측정된 하중 값에서 해당 안전 계수를 고려해야 한다. 이것은 낮은 마모와 동시에 높은 절단 진행이 보장되는 동력 상한에서 트렌치 커팅 장치를 작동하기 더 어렵게 만든다.

본 발명은 트렌치 커팅 장치가 특히 효율적인 방식으로 작동될 수 있는 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법 및 트렌치 커팅 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위 목적은 한편으로는 청구항 1의 특징을 갖는 방법에 의해 그리고 다른 한편으로는 청구항 10의 특징을 갖는 트렌치 커팅 장치에 의해 달성된다. 바람직한 실시예는 각각의 종속항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 방법은 트렌치 커터의 진행 속도가 적어도 하나의 커팅 휠의 회전 속도 및/또는 토크에 따라 제어 유닛에 의해 제어되는 것을 특징으로 하고, 상기 회전 속도 및/또는 상기 토크에 대한 미리 설정된 한계 값에 도달하면 트렌치 커터의 진행 속도는 진행 속도에 대한 목표 값에 대해 변경, 특히 감소된다.

본 발명은 진행 속도의 제어 또는 조절을 위해 적어도 하나의 커팅 휠의 회전 운동이 사용될 수 있다는 발견에 기초한다. 커팅 휠의 회전 운동은 특히 커팅 휠의 회전 속도 및/또는 토크로 간주될 수 있다. 진행 속도가 현장 지반에 대해 너무 높으면 커팅 휠의 회전 속도가 감소하고 커팅 휠에 존재하는 토크가 증가한다. 회전 속도가 떨어지면 높은 제거율을 위한 유리한 절삭 조건이 더 이상 우세하지 않다. 또한 토크가 증가함에 따라 커팅 휠 트랜스미션 및 제거 톱니의 부하가 증가하고 톱니 파손의 위험이 있다. 따라서 회전 운동을 통해 사전 선택된 목표 진행 속도가 너무 높거나, 경우에 따라 현장 지반층에 비해 너무 낮은지 여부에 대해 매우 좋은 결론을 내릴 수 있다. 진행 속도의 감소와 함께 증가도 제공될 수 있다. 본 발명의 의미 내에서 한계 값은 특정 단일 값뿐만 아니라 값 범위를 갖는 한계 범위로서도 이해될 수 있다.

본 발명은 또한 적어도 하나의 커팅 휠의 회전 운동, 특히 회전 속도 및/또는 토크가 부하에 비해 비교적 쉽고 정확하게 검출될 수 있다는 발견에 기초한다. 이것은 지반 물질을 제거하는 동안 트렌치 커터를 매우 정확하고 신속하게 제어하거나 조절할 수 있게 한다. 따라서, 본 발명은 경험이 없는 장치 조작자라도 트렌치 커터의 동력 한계에 가깝게 작업하는 것을 가능하게 하여 높은 일률로 효율적인 절단이 달성될 수 있다.

본 발명의 의미 내에서 한계 값은 고정된 값일 필요는 없다. 이것은 다른 요인 및/또는 매개변수, 예를 들면 지반 매개변수에 따라 달라지는 동적 한계 값일 수도 있고 변경될 수 있다. 한계 값은 특히 제어에 특성 곡선 또는 테이블로 저장되는 한계 값 특성일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 회전 속도 또는 토크에 대한 한계 값에 도달할 때 트렌치 커터의 진행 속도가 회전 속도가 다시 사전 설정된 회전 속도 한계 값보다 높거나 토크가 미리 설정된 토크 한계 값보다 낮을 때까지 감소된다는 사실에 있다. 따라서 트렌치 커터는 상대적으로 높은 목표 진행 속도와 상대적으로 높은 부하로 작동될 수 있다. 회전 속도가 미리 설정된 한계 값 아래로 떨어지거나 토크가 미리 설정된 한계 값 이상으로 상승하는 경우 제어 유닛은 진행 속도가 변경되도록 설계되며, 특히 회전 속도가 다시 미리 설정된 회전 속도 한계 값을 초과할 때까지 또는 토크가 사전 설정된 토크 한계 값 미만일 때까지 감소된다. 진행 속도의 감소는 일반적으로 트렌치 커터의 부하도 감소시킨다. 이러한 방식으로, 적어도 하나의 커팅 휠이 완화될 수 있으며, 이에 따라 회전 속도가 증가하거나 요구되는 토크가 감소한다.

회전 속도가 회전 속도 한계 값 이상이거나 토크가 토크 한계 값 미만인 경우 트렌치 커터의 진행 속도를 진행 속도에 대한 목표 값까지 증가시키는 것이 특히 바람직하다. 이러한 방식으로, 진행 속도의 조절은 측정된 회전 속도 또는 측정된 토크의 함수로 수행될 수 있다. 진행 속도가 감소되는 한계 값은 진행 속도가 다시 증가하는 회전 속도 한계 값 또는 토크 한계 값과 같을 수 있다. 그러나 선호에 따라 이러한 한계 값도 다를 수 있으며 한계 범위를 구성한다. 이것은 진동을 발생시키는 시스템 조절의 위험을 상쇄한다.

또한, 효율적인 절단 작업을 위해 트렌치 커터의 부하에 따라 진행 속도를 추가로 제어하는 것이 편리할 수 있다. 하중은 추가 측정값으로 감지할 수 있으며, 이 경우 진행 속도가 감소 또는 증가되는 상위 하중 및 하위 하중에 대한 한계 값도 제어 유닛에 입력될 수 있다.

본 발명의 추가 개발에 따르면 회전 속도 또는 토크가 직접적인 방식으로 검출되고 관련 측정값이 제어 유닛으로 전달된다는 점에서 트렌치 커터의 특히 우수한 제어 또는 조절이 달성된다.

이와 관련하여, 회전 속도는 회전 속도 픽업에 의해 검출되거나 토크는 토크 픽업에 의해 검출되는 것이 특히 바람직하다. 회전 속도 픽업은 충분히 알려져 있으며 회전 속도를 감지할 수 있다. 특히 비접촉 방식으로 구동축 상에서. 검출은 광학적으로, 유도적으로, 자기적으로 또는 다른 알려진 방식으로 발생할 수 있다. 상응하여, 공지된 토크 픽업이 예를 들어 커팅 휠의 구동 샤프트에 제공될 수 있다. 알려진 토크 픽업은 예를 들어 샤프트에 위치한 하나 또는 여러 개의 스트레인 게이지와 전자적으로 작동할 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명에 따른 방법의 추가 개발에 따라 회전 속도 및/또는 토크가 간접적인 방식으로 검출되도록 제공될 수 있다. 그 결과, 특히 커팅 휠 또는 커팅 휠 트랜스미션에 직접 위치하는 측정 수단을 피할 수 있다.

회전 속도 및/또는 토크를 검출하기 위해 회전 드라이브의 전력 소비가 측정되는 것이 특히 바람직하다. 예를 들어 미리 설정된 진행 속도에서 커팅 휠이 더 작은 크기의 지면과 접촉하는 경우 회전 드라이브의 전력 소비 증가로 인해 이를 감지할 수 있다. 이것은 일반적으로 모든 드라이브 유형, 예를 들어 전기 회전 드라이브에서 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예 변형은 회전 드라이브가 유압 회로와 함께 유압식으로 작동되고, 여기서 압력 또는 압력 변화가 유압 회로에서 검출된다는 사실에 있다. 유압 드라이브가 있는 트렌치 커터에서 유압 회로의 유압 펌프에 존재하는 압력은 진행 속도를 제어하거나 조절하는 데 사용할 수 있다. 예를 들어, 토크가 정의된 한계 값 이상으로 상승하여 유압 펌프에 존재하는 압력이 증가하면 진행 속도가 감소될 수 있다. 여기서, 한계값은 바람직하게는 커팅 휠의 작동 동안 충분한 예비를 유지하기 위해 최대 회전 속도 또는 최대 토크에 대한 압력보다 약 10% 낮을 수 있다.

더욱이, 제어 유닛은 적어도 하나의 커팅 휠이 완전히 막힌 경우에 지지 수단에 의해 제어 유닛을 통해 트렌치 커터가 약간 상승하도록 설계될 수 있다. 이는 접촉력을 감소시켜 필요한 토크를 감소시킨다. 따라서 커팅 휠이 다시 회전하기 시작할 수 있다.

트렌치 커팅 장치와 관련하여, 본 발명은 제어 유닛이 적어도 하나의 커팅 휠의 회전 속도 및/또는 토크에 따라 진행 속도를 제어하고 회전 속도에 대한 한계 값을 미리 설정하도록 설계되는 것을 특징으로 한다. 여기서 회전 속도 또는 토크에 대한 미리 설정된 한계 값에 도달하면 트렌치 커터의 진행 속도는 진행 속도에 대한 목표 값에 대해 감소될 수 있다. 본 발명의 의미 내에서 제어라는 용어는 넓은 의미로 이해되어야 하며 또한 규제를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 트렌치 커터를 사용하여 앞서 기술된 방법이 특히 수행될 수 있다. 이에 의해 앞서 설명한 이점이 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 트렌치 커팅 장치의 바람직한 실시예는 지지 수단이 지지 로프 또는 지지 로드를 갖는 캐리어 장치라는 사실에서 알 수 있으며, 여기서 트렌치 커터는 지지 로프 또는 지지 로드에 수직으로 조정 가능한 방식으로 매달려 있다. 지지 로프 또는 지지 로드는 지지 요소를 형성하며, 이를 통해 트렌치 커터가 지면에 수직으로 하강할 수 있다. 이를 위해, 지지 수단은 지지 로프를 위한 윈치 또는 지지 로드를 위한 선형 드라이브, 보다 구체적으로 유압 실린더 수단을 가질 수 있다. 이 경우 하중은 윈치의 포스 픽업 또는 유압 실린더의 유압 시스템의 압력 센서에 의해 감지될 수 있다.

기본적으로 트렌치 커팅 장치는 하나의 커팅 휠 또는 한 쌍의 커팅 휠로 설계할 수 있다. 트렌치 커팅 장치의 의도적인 작동은 서로 옆에 쌍으로 배열된 총 4개의 커팅 휠이 제공된다는 사실에 의해 달성된다. 적어도 하나의 커팅 휠의 축은 진행 방향에 대해 횡 방향으로, 특히 수평으로 지향된다. 두 개의 커팅 휠 쌍의 경우 커팅 휠 쌍의 두 커팅 휠 각각은 동일한 커팅 휠 축을 중심으로 회전한다. 두 커팅 휠 쌍의 커팅 휠 축은 서로 이격되어 평행하게 배열된다.

도 1은 본 발명에 따른 트렌치 커팅 장치의 사시도이다.

본 발명은 도면에 개략적으로 도시된 바람직한 실시 예에 기초하여 다음에서 더 상세히 설명된다.

도 1의 트렌치 커팅 장치(10)는 크롤러 트랙 주행 기어(crawler-track running gear)가 제공된 캐리어 장치(22)를 갖는 지지 수단(20)을 구비한다. 캐리어 장치(22) 상에서 마스트(mast 24)는 대략 수직으로 지향되는 방식으로 지지되고, 마스트 헤드 위로 지지 로프(26)가 안내된다.

지지 로프(26)의 자유 단부에는 비계와 같은 절단기 프레임(32)을 갖는 일반적으로 알려진 트렌치 커터(30)가 매달려 있다. 지지 로프(26)는 그 상단에서 트렌치 커터(30)에 연결된다. 지지 로프(26)의 다른 단부는 캐리어 장치(22) 상에 표시만 된 윈치(28)로 안내된다. 윈치(28)에 의해 트렌치 커터(30)는 수직으로 상승 및 하강될 수 있다.

트렌치 커터(30)의 절단기 프레임(32)의 하단부에는, 도면에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 총 4개의 커팅 휠(34)이 각각 쌍으로 배열된다. 도면에 개략적으로 표시되고 유압으로 구동되는 커터 프레임(32) 상의 회전 드라이브(36)에 의해, 커팅 휠(34)은 회전 운동으로 설정될 수 있다. 트렌치 커터(30)를 지반으로 내릴 때, 회전하는 커팅 휠(34)에 의해 지반 물질이 제거될 수 있다.

트렌치 커터(30)의 진행 속도는 예를 들어 시간 경과에 따른 윈치 회전을 측정함으로써 윈치(28) 상에서 결정될 수 있다. 캐리어 장치(22) 상의 제어 유닛에서, 진행 속도에 대한 목표 값이 입력될 수 있으며, 이에 의해 예를 들어, 윈치(28)는 그에 따라 작동된다.

또한, 제어 유닛에 의해 커팅 휠(34)의 회전 속도 및/또는 토크는 캐리어 장치(22)에도 배열된 유압 유닛에 보급되는 압력을 통해 직접 또는 간접적으로 검출될 수 있다. 트렌치 커터(30)의 미리 설정된 진행 속도에서, 커팅 휠(34)의 회전 속도가 미리 설정된 한계 값 아래로 떨어지면, 윈치(28)의 구동은 트렌치 커터(30)의 진행 속도를 감소시키기 위해 제어 유닛에 의해 작동될 수 있다. 트렌치 커터(30)의 진행 속도의 감소는 커팅 휠(34)의 회전 속도가 다시 회전 속도 한계 값을 초과할 때까지 발생한다. 그 후, 윈치(28)의 대응하는 작동을 통해, 트렌치 커터(30)의 미리 설정된 진행 속도에 도달할 때까지 트렌치 커터(30)의 진행 속도는 제어 유닛에 의해 다시 증가될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어 또는 조절은 또한 커팅 휠(34)의 토크를 고려함으로써 일어날 수 있다.

Claims (12)

1. 트렌치 커터 및 상기 트렌치 커터를 들어 올리거나 내리도록 설계된 지지 수단을 갖는 트렌치 커팅 장치를 사용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하는 방법으로,
   상기 트렌치 커터는 그 상단이 상기 지지 수단에 연결되고 그 하단에 회전 가능하게 지지되고 지반 물질을 제거하기 위해 회전 드라이브를 통해 회전 방식으로 구동될 수 있는 적어도 하나의 커팅 휠을 갖고,
   지반 물질을 제거하는 동안에 상기 트렌치 커터의 진행 속도에 대한 목표 값이 제어 유닛에서 미리 설정될 수 있고, 상기 제어 유닛을 통해서 상기 지지수단에 의한 상기 트렌치 커터의 지반으로의 하강이 제어되고,
   상기 진행 속도는 적어도 하나의 상기 커팅 휠의 회전 속도 및/또는 토크에 따라 상기 제어 유닛에 의해 제어되며, 상기 회전 속도 및/또는 토크에 대해 사전에 설정된 한계 값에 도달하면 상기 트렌치 커터는 상기 진행 속도에 대한 목표 값과 관련하여 변경, 특히 감소되는, 트렌치 커팅 장치를 이용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전 속도 또는 토크에 대한 한계 값에 도달하면, 상기 회전 속도가 다시 사전 설정된 회전 속도 한계 값보다 높거나 상기 토크가 사전 설정된 토크 한계 값 미만일 때까지 상기 트렌치 커터의 진행 속도가 감소되는, 트렌치 커팅 장치를 이용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 회전 속도가 상기 회전 속도 한계 값 이상이거나 상기 토크가 상기 토크 한계 값 미만인 경우 상기 트렌치 커터의 진행 속도는 상기 진행 속도에 대한 목표 값까지 증가되는, 트렌치 커팅 장치를 이용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 진행 속도는 상기 트렌치 커터의 부하에 따라 추가로 제어되는, 트렌치 커팅 장치를 이용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전 속도 또는 상기 토크가 직접적으로 감지되고 관련 측정값이 상기 제어 유닛으로 전달되는, 트렌치 커팅 장치를 이용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 회전 속도는 회전 속도 픽업에 의해 감지되거나 상기 토크는 토크 픽업에 의해 감지되는, 트렌치 커팅 장치를 이용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 회전 속도 및/또는 상기 토크가 간접적으로 감지되는, 트렌치 커팅 장치를 이용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 회전 속도 및/또는 상기 토크를 감지하기 위해 상기 회전 드라이브의 소비 전력이 측정되는, 트렌치 커팅 장치를 이용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 회전 드라이브는 유압 회로와 함께 유압식으로 작동되며, 상기 유압 회로에서 압력 또는 압력 변화가 감지되는, 트렌치 커팅 장치를 이용하여 지반에 커팅 트렌치를 생성하기 위한 방법.
10. 트렌치 커터 및 상기 트렌치 커터를 지반으로 들어 올리거나 내리도록 설계된 지지 수단을 구비하는 제1 항에 따른 방법을 수행하기 위한 트렌치 커팅 장치로서,
    상기 트렌치 커터는 그 상단이 상기 지지 수단에 연결되고 그 하단에 적어도 하나의 커팅 휠이 구비되며, 상기 커팅 휠은 회전 가능하게 지지되고 지반 물질을 제거하기 위해 회전 드라이브에 의해 회전 방식으로 구동되고,
    상기 지지 수단에 의한 상기 트렌치 커터의 지반으로의 하강을 제어할 수 있는 제어 유닛이 더 제공되고,
    상기 지반 물질을 제거 동안, 상기 트렌치 커터의 진행 속도에 대한 목표 값이 상기 제어 유닛에 입력될 수 있고,
    상기 제어 유닛은 적어도 하나의 상기 커팅 휠의 회전 속도 및/또는 토크에 따라 상기 진행 속도를 제어하고 상기 회전 속도 및/또는 상기 토크에 대한 한계 값을 미리 설정하도록 설계되며, 상기 회전 속도 또는 상기 토크에 대한 미리 설정된 한계 값에 도달하면 상기 트렌치 커터의 진행 속도는 상기 진행 속도에 대한 목표 값에 대해 감소될 수 있는, 트렌치 커팅 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 지지 수단은 지지 로프 또는 지지 로드가 있는 캐리어 장치이고, 상기 트렌치 커터는 상기 지지 로프 또는 상기 지지 로드에 수직으로 조정 가능한 방식으로 매달리는, 트렌치 커팅 장치.
12. 제10항에 있어서,
    서로 옆에 쌍으로 배열된 총 4개의 커팅 휠이 제공되는, 트렌치 커팅 장치.

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