EP4311882B1 - Schlitzwandfräse und verfahren zum bilden eines frässchlitzes im boden - Google Patents
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- EP4311882B1 EP4311882B1 EP22187410.0A EP22187410A EP4311882B1 EP 4311882 B1 EP4311882 B1 EP 4311882B1 EP 22187410 A EP22187410 A EP 22187410A EP 4311882 B1 EP4311882 B1 EP 4311882B1
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Definitions
- the invention relates to a trench wall cutter with a cutter frame, at least one rotary-driven cutter wheel, which is provided with cutter teeth on its circumference, at least one bearing plate, which is arranged on the underside of the cutter frame and is designed to support the at least one cutter wheel, at least one conveyor box, which has at least one opening for conveying removed soil material and/or for supplying suspension and is arranged in the region of the at least one bearing plate, wherein the at least one cutter wheel has at least one folding tooth on its side facing the bearing plate, which can be adjusted between an unfolded position in which the folding tooth removes soil material below the bearing plate, and a folded-in position for passing by the bearing plate, according to the preamble of claim 1.
- the invention further relates to a method for forming a milling slot in the ground according to the preamble of claim 13.
- trench wall cutters originate from the EP 1 548 192 B1 or the EP 0 291 027 B1
- the problem with trench wall cutters with cutting wheels arranged on the side of a bearing plate is that soil areas directly below and next to the bearing plate cannot be easily removed by the cutting wheels.
- so-called folding teeth are arranged on the side of the cutting wheels that borders the bearing plate.
- the folding teeth can be folded out into an area next to and below the bearing plate, for example by means of a cam control, in order to to work on an area of soil underneath, while as the milling wheel continues to rotate the folding teeth are folded in again so that the bearing plate is not damaged by the milling teeth.
- trench wall cutters to arrange a so-called suction box in the area of the bearing plate, preferably between two adjacent bearing plates. Milled soil material together with the surrounding suspension can be sucked in via the suction box directly in the area of the cutter wheels and transported upwards out of the cutter slot.
- the removed soil material can alternatively remain in the milling slot, whereby suspension can be fed into the area of the milling wheels via a feed device.
- a so-called soil mortar can be created in situ in the milling slot using the removed soil material and a fed-in cement suspension.
- the soil mortar can remain in the slot and harden to form a so-called trench wall.
- the suction box or a corresponding feed device which are collectively referred to below as the conveyor box, should be arranged as close as possible to the milling wheels for good functionality. On the one hand, this allows for reliable suction of removed soil material or reliable, effective injection of suspension into the area of the milling wheels. On the other hand, the milling teeth can run close to the conveyor box with the at least one opening, so that the at least one opening on the conveyor box is kept clear by the milling teeth and the risk of clogging by removed soil material is reduced.
- the folding teeth cannot protrude radially further than the fixed milling teeth on the adjacent circumference of the milling wheel when passing the conveyor box. This limits the length of the folding tooth.
- the folding tooth on the milling wheel must be arranged and designed in such a way that it protrudes at a relatively flat angle towards the bearing plate in order to remove the soil material below the milling shield. This is unfavorable in terms of the load on the folding tooth.
- such a position with a flat angle means that a relatively strong web of material remains on the ground below the milling blade.
- the web of material can also extend along the side over the entire depth of the milling slot. This represents an impairment and weakening of the diaphragm wall element created in the ground.
- the invention is based on the object of specifying a trench cutter and a method with which a particularly efficient creation of a trench in the ground is possible.
- the trench wall cutter according to the invention is characterized in that a conveyor side facing the cutting wheel is provided on the conveyor box with at least one opening, past which the cutting teeth and the at least one folding tooth run past with little or no clearance, with a recess being formed on the conveyor side for the at least one folding tooth to run past.
- the invention is based on the finding that an improvement in the creation of a milling slot is achieved by having the folding tooth protrude at the steepest possible angle relative to a center plane of the bearing plate or a direction of advance. The smaller this angle is in relation to a center plane of the bearing plate, the smaller the remaining material web on the ground beneath the milling plate.
- the angle of attack of the folding tooth in the unfolded position can become smaller the longer the folding tooth is.
- the length of the folding tooth is limited by the need to pass an adjacent conveyor box.
- the conveyor box for the passage of the fixed milling teeth on the one hand and the at least one folding tooth on the other hand is not designed in the same way. Rather, a recess is formed on the conveyor box for the passage of the at least one folding tooth opposite the adjacent areas of the conveyor box which are intended for the passage of the fixed milling teeth.
- This recess makes it possible to provide a longer folding tooth so that it can remove the soil material below the milling shield at a steeper angle and at the same time reliably move past the conveyor box.
- the fixed milling teeth and also the at least one folding tooth can move past the conveyor box at a small distance or even with slight contact of the teeth with the conveyor box so that the teeth can help to keep the at least one opening on the conveyor box clear.
- a preferred embodiment of the invention consists in that the at least one folding tooth protrudes radially relative to fixed milling teeth when it passes the conveyor side of the conveyor box.
- the folding tooth protrudes radially relative to the adjacent or even all fixed milling teeth.
- the extent of the radial protrusion corresponds to the depth of the recess on the conveyor side of the conveyor box.
- it can pass the conveyor box in a folded-in position, an unfolded position or an intermediate position.
- the bearing plate is plate-shaped and that a cutting wheel is mounted on each side of the bearing plate to form a pair of cutting wheels. This allows a substantially symmetrical load to be achieved on the bearing plate. This is advantageous for the service life of the trench wall cutter.
- a particularly efficient trench wall cutter is achieved according to a further development of the invention by arranging two bearing plates, each with a pair of cutter wheels, on the underside of the cutter frame. With such an arrangement of A total of four milling wheels, which are arranged in pairs, can be used to create slots with an approximately rectangular cross-section in the ground.
- the at least one milling box is arranged centrally between two bearing plates.
- the conveyor box which can be designed as a suction box and/or as a feed device, can thus be arranged in a central position to the total of four milling wheels. This allows efficient removal of milled soil material or efficient supply of suspension when the conveyor box is used, for example, for a CSM TM process for producing a soil mortar in situ in the milling slot.
- the conveyor box is connected to a suction pump for removing removed soil material via a suction line. Removed soil material in the area of the milling wheels can thus be sucked in via the conveyor box and conveyed upwards out of the milling slot.
- the suction pump can preferably be arranged directly on the milling frame and/or on the ground surface.
- the trench wall cutter can thus be manufactured in particular for a two-stage process for creating a milling slot in the ground, wherein in a first stage the slot is created using a supporting liquid, which is then replaced in a second stage by a hardenable mass.
- the milled soil material can be processed on the ground surface in a processing plant and then at least partially returned to the milling slot to form the hardenable mass.
- the conveyor box is connected via a feed line to a feed device for feeding a suspension.
- the feed device can inject suspension into the area of the milling wheels, in particular under pressure.
- a suspension can be fed in order to process removed soil material directly in situ in the milling slot to form a soil mortar.
- the soil mortar can then remain in the soil to form a diaphragm wall.
- the feed device can have an injection pump.
- the conveyor box can only have a rudimentary box shape. wherein one or more openings can be designed as a nozzle opening for a targeted injection of the suspension under pressure.
- the conveyor box can have almost any shape.
- the conveyor box when used to suck away milled soil material, according to one embodiment of the invention it is preferred that the conveyor box has a wedge-shaped, downward-facing section with wedge surfaces which form the conveyor side on both sides with at least one opening each.
- the conveyor box can thus have a downward-facing wedge structure, with at least one opening, preferably for sucking away soil material, being formed on each of the two wedge surfaces angled towards each other.
- the openings thus face the respective milling wheels and can ensure that the removed soil material is effectively conveyed away or that a suspension is injected specifically into the area of the milling wheels.
- the conveying side it is particularly expedient that several openings are provided on the conveying side.
- several openings can be provided on each wedge surface in particular. This allows for particularly efficient conveying and feeding.
- a particularly robust design of the trench wall cutter is achieved according to one embodiment in that at least one wear plate is arranged on the conveyor side and in that the wear plate has a reduced thickness in the area of the recess or is omitted in this area to form the recess.
- the wear plate can be attached to the conveyor box in a substantially detachable manner, in particular by means of separable weld seams.
- the recess can be achieved in a particularly simple manner in that the wear plate is omitted for the folding tooth to pass the conveyor box along the path.
- the wear plate can be thinned in this area or a thinner wear plate can be used.
- a further advantageous embodiment of the invention is that when a pair of cutting wheels is arranged on a bearing plate, a common recess is formed on the conveyor side of the conveyor box for the folding teeth of the two cutting wheels.
- a central conveyor box can thus be provided on the trench wall cutter. be provided, with a continuous recess being provided approximately in a central area of the conveyor box on each conveyor side. This continuous recess can be used both by the folding tooth on one side of the bearing plate and by the opposite folding tooth on the other side of the bearing plate.
- the trench wall cutter can basically be newly constructed or an existing trench wall cutter can be converted according to the invention. If a corresponding recess is provided on a conveyor box, the folding tooth can then be made correspondingly longer. According to one embodiment of the invention, it is particularly advantageous that the at least one folding tooth in its unfolded position has an angle of less than or equal to 45° with respect to a center plane of the bearing plate.
- the arrangement according to the invention allows the folding tooth to be extended, thus achieving improved removal of soil material directly beneath the bearing plate.
- the steeper or smaller the angle of the folding tooth is in its unfolded position the better the soil removal is.
- the length of the folding tooth must always be designed in such a way that the folding tooth in its unfolded position reaches at least to a central plane of the bearing plate, so that an area of soil underneath can be reliably processed from both sides of a pair of cutting wheels.
- the invention also includes a method for forming a milled slot in the ground, wherein the method is characterized in that at least one of the previously described trench wall cutters according to the invention is used.
- the previously described advantages when creating a milled slot in the ground can be achieved.
- the method can also be used in particular for forming a trench wall, wherein a hardenable mass is introduced or formed within the milled slot formed to create the trench wall.
- FIGS. 1 and 2 show a schematic representation of a trench wall cutter 10 according to the invention with a cutter frame 12, which is only indicated very schematically, on the underside of which two bearing plates 14 are arranged next to one another.
- a cutting wheel 30 can be rotatably mounted on each side of each plate-shaped bearing plate 14.
- the cutting wheels 30 are driven in rotation to remove soil material via a drive device (not shown), which can each comprise a hub motor within the cutting wheels 30 or a drive motor on the cutter frame 12 with a gear arrangement in the bearing plate 14.
- Fixed cutting teeth (not shown) are arranged on the outer circumference of the cutting wheels 30 in a basically known manner.
- a conveyor box 20, preferably directed parallel to the axes of the milling wheels 30, can be arranged on the underside of the milling frame 12 between the two bearing plates 14.
- the conveyor box 20 has a base body 22 with a downwardly directed wedge-shaped section 23.
- a conveyor side 24 with openings 28 can be arranged on the wedge surfaces of the wedge-shaped section 23.
- the conveyor box 20 can be designed as a suction box, which can be connected to a suction pump (not shown) on the milling frame 12. Through the openings 28, removed soil material with surrounding liquid is sucked into the openings 28 and transported upwards through the milling frame 12.
- a recess 26 is formed on the conveyor sides 24 of the conveyor box 20 for folding teeth 40 to pass by the cutting wheels 30.
- the recess 26 is formed by applying a wear plate 25 to the remaining areas of the conveyor side 24, which is omitted in the area of the recess 26.
- the folding teeth 40 on the milling wheels 30 are designed such that they protrude into the area of the recess 26 on the conveyor box 20.
- the folding teeth 40 can be designed with such a length that they run past the conveyor box 20 at the base of the recess 26 at a small distance, which is preferably less than the thickness of the wear plate 25, or in particular they lightly contact and scratch it.
- the openings 28 in the area of the recess 26 can be kept free from clogging, for example by rock material, by the folding teeth 40.
- the conveyor teeth on the milling wheels 30 (not shown) can be designed with a corresponding fixed length so that they run past the protruding wear plates 25 at a corresponding small distance or even lightly contact and scratch them.
- FIG. 4 the folding tooth 40, which can be accommodated in a tooth holder 42 which is pivotably mounted on the cutting wheel 30 about a pivot axis 32, is shown in a folded-in position in which the folding tooth 40 is aligned and spaced from the bearing plate 14. In this folded-in position, the folding tooth 40 can easily contact the bottom of the recess 26 on the conveyor box 20 when the cutting wheels 30 rotate in order to keep the opening 28 free in the area of the recess 26.
- the folding tooth 40 can be formed with a greater length.
- a folding tooth designed according to the invention is shown in its unfolded position on the cutting wheel 30, wherein the folding tooth 40 below the bearing plate 14 soil material and forms an angle a with respect to a central plane 16 of the bearing plate 14.
- a material web 7 remains below the bearing plate 14 at the milling base 5 of the base 3. This also extends over the milling cross-section into the side wall of the milling slot.
- the folding tooth 40 should be in its unfolded position according to Figure 5 at least up to the center plane 16 of the bearing plate 14, since the opposite bottom area is covered by the folding tooth 40 of the opposite cutting wheel 30, which is in Figure 5 is not shown, is removed.
- FIG. 6 This is clearly shown in comparison to the schematic representation of a conventional trench cutter according to Figure 6 .
- the representation according to Figure 6 basically corresponds to the representation of Figure 5 , although a conventional folding tooth 40 is shorter.
- the material web 7 remaining on the milling base 5 is correspondingly larger and more solid in a conventional trench wall cutter.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Schlitzwandfräse mit einem Fräsenrahmen, mindestens einem drehend antreibbaren Fräsrad, welches an seinem Umfang mit Fräszähnen versehen ist, mindestens einem Lagerschild, welches an der Unterseite des Fräsenrahmens angeordnet und zum Lagern des mindestens einen Fräsrades ausgebildet ist, mindestens einem Förderkasten, welcher mindestens eine Öffnung zum Abfördern von abgetragenem Bodenmaterial und/oder zum Zuführen von Suspension ausgebildet und im Bereich des mindestens einen Lagerschildes angeordnet ist, wobei das mindestens eine Fräsrad an seiner dem Lagerschild zugewandten Seite mindestens einen Klappzahn aufweist, welcher zwischen einer ausgeklappten Position, in welcher der Klappzahn unterhalb des Lagerschildes Bodenmaterial abträgt, und einer eingeklappten Position zum Vorbeilauf an dem Lagerschild verstellbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bilden eines Frässchlitzes im Boden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
- Gattungsgemäße Schlitzwandfräsen gehen beispielsweise aus der
EP 1 548 192 B1 oder derEP 0 291 027 B1 hervor. Bei Schlitzwandfräsen mit seitlich an einem Lagerschild angeordneten Fräsrädern besteht das Problem, dass Bodenbereiche unmittelbar unterhalb des Lagerschildes und neben dem Lagerschild nicht ohne weiteres von den Fräsrädern abgetragen werden können. An den Fräsrädern sind zu diesem Zweck sogenannte Klappzähne an der Seite der Fräsräder angeordnet, welche an das Lagerschild angrenzt. Etwa durch eine Nockensteuerung können die Klappzähne in einen Bereich neben und unterhalb des Lagerschildes ausgeklappt werden, um einen darunterliegenden Bodenbereich abzuarbeiten, während bei einer Weiterdrehung des Fräsrades die Klappzähne wieder eingeklappt werden, so dass das Lagerschild nicht von den Fräszähnen beschädigt wird. - Weiterhin ist es bei Schlitzwandfräsen bekannt, im Bereich des Lagerschildes, vorzugsweise zwischen zwei angrenzenden Lagerschilden, einen sogenannten Absaugkasten anzuordnen. Über den Absaugkasten kann abgefrästes Bodenmaterial zusammen mit umgebender Suspension unmittelbar im Bereich der Fräsräder angesaugt und nach oben aus dem Frässchlitz abgefördert werden.
- Bei einem sogenannten CSM™-Verfahren kann alternativ das abgetragene Bodenmaterial in dem Frässchlitz verbleiben, wobei über eine Zuführeinrichtung Suspension in den Bereich der Fräsräder zugeführt werden kann. Somit kann in situ im Frässchlitz mit dem abgetragenen Bodenmaterial und einer zugeführten Zementsuspension ein sogenannter Bodenmörtel erstellt werden. Der Bodenmörtel kann nach dem Beenden des Fräsens und Rückziehen der Schlitzwandfräse aus dem Schlitz in diesem verbleiben und zu einer sogenannten Schlitzwand aushärten.
- Der Absaugkasten oder eine entsprechende Zuführeinrichtung, welche nachfolgend zusammenfassend als Förderkasten bezeichnet werden, sollen für eine gute Funktionsfähigkeit möglichst nahe an den Fräsrädern angeordnet sein. Dies erlaubt zum einen ein zuverlässiges Absaugen von abgetragenem Bodenmaterial beziehungsweise ein zuverlässiges, wirksames Einspritzen von Suspension in den Bereich der Fräsräder. Zum anderen können die Fräszähne an dem Förderkasten mit der mindestens einen Öffnung nahe vorbeilaufen, so dass die mindestens eine Öffnung am Förderkasten durch die Fräszähne freigehalten wird und so die Gefahr eines Zusetzens durch abgetragenes Bodenmaterial reduziert ist.
- Dies bedingt, dass bei den bekannten Fräsrädern die Klappzähne beim Vorbeilauf an dem Förderkasten nicht radial weiter vorstehen können als die feststehenden Fräszähne am angrenzenden Umfang des Fräsrades. Dies begrenzt eine Länge des Klappzahnes. Dies wiederum hat zur Folge, dass der Klappzahn am Fräsrad so angeordnet und ausgebildet sein muss, dass dieser zum Abtragen des Bodenmateriales unterhalb des Frässchildes mit einem relativ flachen Winkel in Richtung auf das Lagerschild vorsteht. Dies ist hinsichtlich der Belastung des Klappzahns ungünstig.
- Insbesondere führt eine derartige Stellung mit einem flachen Winkel dazu, dass unterhalb des Frässchildes noch ein relativ starker Materialsteg am Boden verbleibt. Je größer dieser Materialsteg des Bodens ist, umso mehr wird ein effizienter Vortrieb behindert und umso größer ist die Gefahr einer Ablenkung oder eines Verlaufens der Fräse von einer vorgesehenen Vortriebsrichtung. Der Materialsteg kann sich dabei auch entlang der Seite über die gesamte Tiefe des Frässchlitzes erstrecken. Dies stellt eine Beeinträchtigung und Schwächung des erstellten Schlitzwandelementes im Boden dar.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlitzwandfräse und ein Verfahren anzugeben, mit welchen ein besonders effizientes Erstellen eines Schlitzes im Boden ermöglicht werden.
- 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 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Die erfindungsgemäße Schlitzwandfräse ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Förderkasten eine dem Fräsrad zugewandte Förderseite mit der mindestens einen Öffnung vorgesehen ist, an welcher die Fräszähne und der mindestens eine Klappzahn ohne oder mit geringem Abstand vorbeilaufen, wobei an der Förderseite eine Vertiefung für den Vorbeilauf des mindestens einen Klappzahnes ausgebildet ist. Dies ermöglicht, den Klappzahn mit einer größeren Länge auszubilden. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Verbesserung beim Erstellen eines Frässchlitzes dadurch erreicht wird, dass der Klappzahn in einem möglichst steilen Winkel gegenüber eine Mittenebene des Lagerschildes oder einer Vortriebsrichtung vorsteht. Je kleiner dieser Winkel in Bezug auf eine Mittenebene des Lagerschildes ist, umso kleiner ist der verbliebene Materialsteg am Boden unterhalb des Frässchildes.
- Ein Anstellwinkel des Klappzahnes in der ausgeklappten Stellung kann umso kleiner werden, je größer eine Länge des Klappzahnes ist. Die Länge des Klappzahnes wird jedoch durch die Notwendigkeit des Vorbeilaufs an einem angrenzenden Förderkasten begrenzt.
- Eine Erkenntnis der Erfindung besteht darin, den Förderkasten für den Vorbeilauf der feststehenden Fräszähne einerseits und des mindestens einen Klappzahnes andererseits nicht gleich auszubilden. Vielmehr wird an dem Förderkasten für den Vorbeilauf des mindestens einen Klappzahnes eine Vertiefung gegenüber den angrenzenden Bereichen des Förderkastens ausgebildet, welche für den Vorbeilauf der feststehenden Fräszähne vorgesehen sind.
- Durch diese Vertiefung ist es möglich, einen längeren Klappzahn vorzusehen, so dass dieser einerseits in einem steileren Winkel das Bodenmaterial unterhalb des Frässchildes abtragen und gleichwohl zuverlässig an dem Förderkasten vorbeilaufen kann. Der Vorbeilauf der feststehenden Fräszähne und auch des mindestens einen Klappzahnes an dem Förderkasten kann dabei mit einem geringen Abstand oder sogar mit einem leichten Kontakt der Zähne zu dem Förderkasten erfolgen, so dass die Zähne zu einem Freihalten der mindestens einen Öffnung an dem Förderkasten beitragen können.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der mindestens eine Klappzahn bei einem Vorbeilauf an der Förderseite des Förderkastens radial gegenüber feststehenden Fräszähnen vorsteht. Insbesondere steht der Klappzahn gegenüber den angrenzenden oder sogar allen feststehenden Fräszähnen radial vor. Das Maß des radialen Vorstehens korrespondiert mit der Tiefe der Vertiefung an der Förderseite des Förderkastens. Abhängig von der Art des Steuerweges des mindestens einen Klappzahnes kann dieser an dem Förderkasten in einer eingeklappten Position, einer ausgeklappten Position oder einer dazwischenliegenden Position vorbeilaufen.
- Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist es bevorzugt, dass das Lagerschild plattenförmig ausgebildet ist und dass an jeder Seite des Lagerschildes ein Fräsrad zum Bilden eines Paares von Fräsrädern gelagert ist. Hierdurch kann an dem Lagerschild eine im Wesentlichen symmetrische Belastung erzielt werden. Diese ist für die Lebensdauer der Schlitzwandfräse vorteilhaft.
- Eine besonders effiziente Schlitzwandfräse wird nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt, dass an der Unterseite des Fräsrahmens zwei Lagerschilde mit je einem Paar von Fräsrädern angeordnet sind. Mit einer derartigen Anordnung von insgesamt vier Fräsrädern, welche paarweise angeordnet sind, können Schlitze mit einem etwa rechteckigen Querschnitt im Boden erstellt werden.
- Besonders zweckmäßig ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass der mindestens eine Fräskasten mittig zwischen zwei Lagerschilden angeordnet ist. Der Förderkasten, welcher als ein Absaugkasten und/oder als eine Zuführeinrichtung ausgebildet sein kann, kann so in einer zentralen Position zu den insgesamt vier Fräsrädern angeordnet sein. Dies erlaubt ein effizientes Abfördern von abgefrästem Bodenmaterial beziehungsweise ein effizientes Zufördern von Suspension, wenn der Förderkasten etwa für ein CSM™-Verfahren zur Herstellung eines Bodenmörtels in situ in dem Frässchlitz eingesetzt wird.
- Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass der Förderkasten über eine Absaugleitung mit einer Absaugpumpe zum Abfördern von abgetragenem Bodenmaterial verbunden ist. Über den Förderkasten kann so abgetragenes Bodenmaterial im Bereich der Fräsräder angesaugt und nach oben aus dem Frässchlitz gefördert werden. Die Absaugpumpe kann dabei vorzugsweise unmittelbar am Fräsenrahmen und/oder auch an der Bodenoberfläche angeordnet sein. Die Schlitzwandfräse kann so insbesondere für ein zweistufiges Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes im Boden hergestellt werden, wobei in einer ersten Stufe der Schlitz unter Verwendung einer Stützflüssigkeit erstellt wird, welche dann in einer zweiten Stufe durch eine aushärtbare Masse ersetzt wird. Das abgefräste Bodenmaterial kann an der Bodenoberfläche in einer Aufbereitungsanlage aufbereitet und dann zumindest teilweise wieder zum Bilden der aushärtbaren Masse in den Frässchlitz rückgeführt werden.
- Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass der Förderkasten über eine Zuführleitung mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen einer Suspension verbunden ist. Die Zuführeinrichtung kann insbesondere unter Druck Suspension in den Bereich der Fräsräder einspritzen. Insbesondere kann eine Suspension zugeführt werden, um abgetragenes Bodenmaterial unmittelbar in situ im Frässchlitz zu einem Bodenmörtel zu verarbeiten. Der Bodenmörtel kann dann im Boden zum Ausbilden einer Schlitzwand verbleiben. Die Zuführeinrichtung kann eine Einspritzpumpe aufweisen. Der Förderkasten kann eine nur ansatzweise Kastenform aufweisen, wobei eine oder mehrere Öffnungen als eine Düsenöffnungen für ein gezieltes Einspritzen der Suspension unter Druck ausgebildet sein können.
- Grundsätzlich kann der Förderkasten eine nahezu beliebige Form aufweisen. Insbesondere beim Einsatz zum Absaugen von abgefrästem Bodenmaterial ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, dass der Förderkasten einen keilförmigen, nach unten gerichteten Abschnitt mit Keilflächen aufweist, welche zu beiden Seiten die Förderseite mit jeweils mindestens einer Öffnung bilden. Der Förderkasten kann so eine nach unten gerichtete Keilstruktur aufweisen, wobei auf den beiden zueinander angewinkelten Keilflächen jeweils mindestens eine Öffnung, vorzugsweise zum Absaugen von Bodenmaterial, ausgebildet ist. Die Öffnungen sind so den jeweiligen Fräsrädern zugewandt und können für ein gutes Abfördern von abgetragenem Bodenmaterial beziehungsweise zum gezielten Einspritzen einer Suspension in den Bereich der Fräsräder sorgen.
- Besonders zweckmäßig ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass an der Förderseite mehrere Öffnungen vorgesehen sind. Bei einer keilförmigen Struktur können insbesondere an jeder Keilfläche mehrere Öffnungen vorgesehen sein. Dies erlaubt ein besonders effizientes Abfördern beziehungsweise Zufördern.
- Eine besonders robuste Ausgestaltung der Schlitzwandfräse wird nach einer Ausführungsvariante dadurch erzielt, dass an der Förderseite mindestens eine Verschleißplatte angeordnet ist und dass zum Bilden der Vertiefung die Verschleißplatte im Bereich der Vertiefung eine Dickenreduzierung aufweist oder in diesem Bereich weggelassen ist. Die Verschleißplatte kann dabei im Wesentlichen lösbar, insbesondere durch trennbare Schweißnähte, an dem Förderkasten angebracht sein. Die Vertiefung kann dabei in besonders einfacher Weise dadurch erzielt werden, dass für den Vorbeilauf des Klappzahnes an dem Förderkasten entlang des Laufweges die Verschleißplatte weggelassen ist. Alternativ kann die Verschleißplatte in diesem Bereich verdünnt sein oder eine dünnere Verschleißplatte zum Einsatz kommen.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass bei der Anordnung eines Paares von Fräsrädern an einem Lagerschild eine gemeinsame Vertiefung an der Förderseite des Förderkastens für die Klappzähne der beiden Fräsräder ausgebildet ist. Es kann somit an der Schlitzwandfräse ein zentraler Förderkasten vorgesehen sein, wobei eine durchgehende Vertiefung etwa in einem mittleren Bereich des Förderkastens an jeder Förderseite vorgesehen ist. Diese durchgehende Vertiefung kann dabei sowohl von dem Klappzahn an der einen Seite des Lagerschildes als auch von dem gegenüberliegenden Klappzahn auf der anderen Seite des Lagerschildes genutzt werden.
- Die Schlitzwandfräse kann grundsätzlich neu gebildet oder es kann eine bestehende Schlitzwandfräse nach der Erfindung umgerüstet sein. Beim Vorsehen einer entsprechenden Vertiefung an einem Förderkasten kann der Klappzahn dann entsprechend länger ausgebildet werden. Besonders vorteilhaft ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass der mindestens eine Klappzahn in seiner ausgeklappten Stellung gegenüber einer Mittenebene des Lagerschildes einen Winkel von kleiner oder gleich 45° aufweist.
- Gegenüber einer bestehenden Ausführung kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Klappzahn verlängert und so in jedem Fall ein verbessertes Abtragen von Bodenmaterial unmittelbar unterhalb des Lagerschildes erzielt werden. Der Bodenabtrag ist dabei umso besser je steiler oder kleiner der Winkel des Klappzahnes in seiner ausgeklappten Stellung ist. Die Länge des Klappzahnes ist dabei stets so auszubilden, dass der Klappzahn in seiner ausgeklappten Position zumindest bis zu einer Mittenebene des Lagerschildes reicht, so dass ein darunterliegender Bodenbereich von beiden Seiten eines Fräsradpaares zuverlässig abgearbeitet werden kann.
- Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Bilden eines Frässchlitzes im Boden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest eine der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Schlitzwandfräsen eingesetzt wird. Es können dabei die zuvor beschriebenen Vorteile beim Erstellen eines Frässchlitzes im Boden erzielt werden. Das Verfahren kann insbesondere auch zum Bilden einer Schlitzwand verwendet werden, wobei innerhalb des gebildeten Frässchlitzes eine aushärtbare Masse zum Erstellen der Schlitzwand eingebracht oder gebildet wird.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische perspektivische Ansicht eines unteren Bereiches einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse;
- Fig. 2
- eine Seitenansicht der Schlitzwandfräse von
Figur 1 ; - Fig. 3
- eine Detailansicht zu der Anordnung eines Lagerschildes, eines Klappzahnes und eines Förderkastens;
- Fig. 4
- eine Querschnittsansicht gemäß dem Schnitt A-A von
Figur 3 ; - Fig. 5
- eine schematische Darstellung zu der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse mit einem ausgeklappten Klappzahn und dem abgearbeiteten Bodenbereich; und
- Fig. 6
- eine Darstellung entsprechend
Figur 5 bei einer herkömmlichen Schlitzwandfräse. - Die
Figuren 1 und2 zeigen in einer schematisierten Darstellung eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräse 10 mit einem nur stark schematisch angedeuteten Fräsenrahmen 12, an dessen Unterseite zwei Lagerschilde 14 nebeneinander angeordnet sind. An jedem plattenförmigen Lagerschild 14 kann zu jeder Seite ein Fräsrad 30 drehbar gelagert sein. Über eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung, welche jeweils einen Nabenmotor innerhalb der Fräsräder 30 oder einen Antriebsmotor am Fräsenrahmen 12 mit einer Getriebeanordnung im Lagerschild 14 umfassen kann, werden die Fräsräder 30 zum Abtragen von Bodenmaterial drehend angetrieben. Am Außenumfang der Fräsräder 30 sind in grundsätzlich bekannter Weise nicht dargestellte feststehende Fräszähne angeordnet. - Zwischen den zwei Lagerschilden 14 kann ein vorzugsweise parallel zu den Achsen der Fräsräder 30 gerichteter Förderkasten 20 an der Unterseite des Fräsenrahmen 12 angeordnet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Förderkasten 20 einen Grundkörper 22 mit einem nach unten gerichteten keilförmigen Abschnitt 23 auf. An den Keilflächen des keilförmigen Abschnitts 23 kann jeweils eine Förderseite 24 mit Öffnungen 28 angeordnet sein. Der Förderkasten 20 kann als ein Absaugkasten ausgebildet sein, welcher mit einer nicht dargestellten Absaugpumpe am Fräsenrahmen 12 leitungsverbunden sein kann. Über die Öffnungen 28 kann so abgetragenes Bodenmaterial mit umgebender Flüssigkeit in die Öffnungen 28 eingesaugt und durch den Fräsenrahmen 12 nach oben abgefördert werden.
- An den Förderseiten 24 des Förderkastens 20 ist gemäß der Erfindung eine Vertiefung 26 für einen Vorbeilauf von Klappzähnen 40 an den Fräsrädern 30 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Vertiefung 26 dadurch gebildet, dass an den restlichen Bereichen der Förderseite 24 eine Verschleißplatte 25 aufgebracht ist, welche im Bereich der Vertiefung 26 weggelassen ist.
- Wie aus der Seitenansicht von
Figur 2 besonders gut zu entnehmen ist, sind die Klappzähne 40 an den Fräsrädern 30 so ausgebildet, dass diese in den Bereich der Vertiefung 26 am Förderkasten 20 hineinragen. Die Klappzähne 40 können dabei mit einer derartigen Länge ausgebildet sein, dass diese am Grund der Vertiefung 26 mit einem geringen Abstand, welcher vorzugsweise geringer als eine Dicke der Verschleißplatte 25 ist, am Förderkasten 20 vorbeilaufen oder diesen insbesondere leicht kontaktieren und ankratzen. Hierdurch können die Öffnungen 28 im Bereich der Vertiefung 26 durch die Klappzähne 40 von einem Zusetzen etwa durch Gesteinsmaterial freigehalten werden. Die nicht dargestellten Förderzähne an den Fräsrädern 30 können mit einer entsprechenden feststehenden Länge ausgebildet sein, so dass diese an den vorstehenden Verschleißplatten 25 mit einem entsprechenden geringen Abstand vorbeilaufen oder auch diese leicht kontaktieren und ankratzen. - Diese Anordnung und Ausbildung der Klappzähne 40 geht besonders anschaulich aus den
Figuren 3 und 4 hervor. Insbesondere ist in derFigur 4 der Klappzahn 40, welcher in einem Zahnhalter 42 aufgenommen sein kann, der schwenkbar um eine Schwenkachse 32 an dem Fräsrad 30 gelagert ist, in einer eingeklappten Position gezeigt, in welcher der Klappzahn 40 gleichgerichtet und beabstandet zum Lagerschild 14 ist. In dieser eingeklappten Position kann der Klappzahn 40 bei Drehung der Fräsräder 30 den Grund der Vertiefung 26 am Förderkasten 20 zum Freihalten der Öffnung 28 im Bereich der Vertiefung 26 leicht kontaktieren. - Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Vertiefung 26 am Förderkasten 20 kann der Klappzahn 40 mit einer größeren Länge ausgebildet werden. Gemäß
Figur 5 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Klappzahn in seiner ausgeklappten Position am Fräsrad 30 dargestellt, wobei der Klappzahn 40 unterhalb der Lagerschildes 14 Bodenmaterial abtragen kann und gegenüber einer Mittenebene 16 des Lagerschildes 14 einen Winkel a einnimmt. Abhängig von der Länge des Klappzahnes 40 bleibt unterhalb des Lagerschildes 14 am Fräsgrund 5 des Bodens 3 ein Materialsteg 7 stehen. Dieser erstreckt sich auch über den Fräsquerschnitt bis in die Seitenwand des Frässchlitzes. Der Klappzahn 40 soll in seiner ausgeklappten Stellung gemäßFigur 5 zumindest bis zu der Mittenebene 16 des Lagerschildes 14 reichen, da der gegenüberliegende Bodenbereich von dem Klappzahn 40 des gegenüberliegenden Fräsrades 30, welches inFigur 5 nicht dargestellt ist, abgetragen wird. Je länger der Klappzahn 40 ist, umso kleiner ist der Anstellwinkel a gegenüber der Mittenebene 16 und umso kleiner und flacher ist der verbliebene Materialsteg 7 am Fräsgrund 5 und entsprechend an der Seitenwand. - Dies wird deutlich gegenüber der schematischen Darstellung einer herkömmlichen Schlitzwandfräse nach
Figur 6 . Die Darstellung nachFigur 6 entspricht grundsätzlich der Darstellung vonFigur 5 , wobei jedoch ein herkömmlicher Klappzahn 40 kürzer ausgebildet ist. Entsprechend größer und massiver ist der am Fräsgrund 5 verbleibende Materialsteg 7 bei einer herkömmlichen Schlitzwandfräse.
Claims (13)
- Schlitzwandfräse mit- einem Fräsenrahmen (12),- mindestens einem drehend antreibbaren Fräsrad (30), welches an seinem Außenumfang Fräszähne zum Abtragen von Bodenmaterial aufweist,- mindestens einem Lagerschild (14), welches an der Unterseite des Fräsenrahmens (12) angeordnet und zum Lagern des mindestens einen Fräsrades (30) ausgebildet ist,- mindestens einem Förderkasten (20), welcher mindestens eine Öffnung (28) zum Abfördern von abgetragenem Bodenmaterial und/oder zum Zuführen einer Suspension aufweist und im Bereich des mindestens einen Lagerschildes (14) angeordnet ist,- wobei das mindestens eine Fräsrad (30) an seiner dem Lagerschild (14) zugewandten Seite mindestens einen Klappzahn (40) aufweist, welcher zwischen einer ausgeklappten Position, in welcher der Klappzahn (40) unterhalb des Lagerschildes (14) Bodenmaterial abträgt, und einer eingeklappten Position zum Vorbeilauf an dem Lagerschild (14) verstellbar ist,dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Förderkasten (20) eine dem Fräsrad (30) zugewandte Förderseite (24) mit der mindestens einen Öffnung (28) vorgesehen ist, an welcher die Fräszähne und der mindestens eine Klappzahn (40) ohne oder mit geringem Abstand vorbeilaufen, wobei an der Förderseite (24) eine Vertiefung (26) gegenüber angrenzenden Bereichen für den Vorbeilauf des mindestens einen Klappzahnes (40) ausgebildet ist. - Schlitzwandfräse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Klappzahn (40) bei einem Vorbeilauf an der Förderseite (24) des Förderkastens (20) radial gegenüber feststehenden Fräszähnen vorsteht. - Schlitzwandfräse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lagerschild (14) plattenförmig ausgebildet ist und
dass an jeder Seite des Lagerschildes (14) ein Fräsrad (30) zum Bilden eines Paares von Fräsrädern (40) gelagert ist. - Schlitzwandfräse nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Unterseite des Fräsenrahmens (12) zwei Lagerschilde (14) mit je einem Paar von Fräsrädern (40) angeordnet sind. - Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Förderkasten (20) mittig zwischen zwei Lagerschilden (14) angeordnet ist. - Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Förderkasten (20) über eine Absaugleitung mit einer Absaugpumpe zum Abfördern von abgetragenem Bodenmaterial verbunden ist. - Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Förderkasten (20) über eine Zuführleitung mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen einer Suspension verbunden ist. - Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Förderkasten (20) einen keilförmigen, nach unten gerichtetem Abschnitt (23) mit Keilflächen aufweist, welche zu beiden Seiten die Förderseite (24) mit jeweils mindestes einer Öffnung (28) bilden. - Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Förderseite (24) mehrere Öffnungen (28) vorgesehen sind. - Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,dass an der Förderseite (24) mindestens eine Verschleißplatte (25) angeordnet ist unddass zum Bilden der Vertiefung (26) die Verschleißplatte (25) im Bereich der Vertiefung (26) eine Dickenreduzierung aufweist oder in diesem Bereich weggelassen ist. - Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Anordnung eines Paares von Fräsrädern (40) an einem Lagerschild (14) eine gemeinsame Vertiefung (26) an der Förderseite (24) des Förderkastens (20) für die Klappzähne (40) der beiden Fräsräder (30) ausgebildet ist. - Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Klappzahn (40) in seiner ausgeklappten Stellung gegenüber einer Mittenebene des Lagerschildes (14) einen Winkel kleiner oder gleich 45° aufweist. - Verfahren zum Bilden eines Frässchlitzes im Boden (3),
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schlitzwandfräse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 eingesetzt wird.
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