CN111827384A - 用于在土地中生成槽的槽壁抓夹器和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在土地中生成槽的槽壁抓夹器和方法，其中，土地材料借助于成对的抓夹器铲被掘出，抓夹器铲支承在槽壁抓夹器的抓夹器框架的下端处，在抓夹器框架的上端处设置有连接装置用于与保持元件连接，并且沿着抓夹器框架在抓夹器铲与连接装置之间布置有引导元件用于沿着槽的壁引导槽壁抓夹器，其中，槽壁抓夹器在槽中的位置借助于至少一个测量装置来测量。

Description

用于在土地中生成槽的槽壁抓夹器和方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于在土地(Boden)中生成槽(Schlitz)的槽壁抓夹器(Schlitzwandgreifer)，其带有抓夹器框架、成对的抓夹器铲(Greiferschaufel)(其支承在抓夹器框架的下端处)、连接装置(其设置在抓夹器框架的上端处用于与保持元件连接)、引导元件(其沿着抓夹器框架布置在抓夹器铲与连接装置之间用于沿着槽的壁引导槽壁抓夹器)和至少一个测量装置(其用于测量槽壁抓夹器在槽中的状态)。
本发明另外涉及一种根据权利要求9的前序部分的用于在土地中生成槽的方法，其中，土地材料(Bodenmaterial)借助于成对的抓夹器铲被掘出(ausheben)，抓夹器铲支承在槽壁抓夹器的抓夹器框架的下端处，在抓夹器框架的上端处设置有连接装置用于与保持元件连接，并且沿着抓夹器框架在抓夹器铲与连接装置之间布置有引导元件用于沿着槽的壁引导槽壁抓夹器，其中，槽壁抓夹器在槽中的位置借助于至少一个测量装置来测量。
背景技术
这种类型的槽壁抓夹器例如由文件EP 0 690 943 B1得知。在该已知的槽壁抓夹器中通过倾斜探测器持续地监测竖直位置。为了抓夹器的位置修正，可利用抓夹器铲相对于槽壁抓夹器的外体来调整内体。
由文件DE 4 335 479 C2已知一种槽壁抓夹器，在其中在挖掘工具(Grabwerkzeug)处布置有用于倾斜测量的测量单元(Messzelle)。所测定的测量值可被储存并且还被用于控制槽壁抓夹器。
类似的槽壁抓夹器也由文件DE 198 06 047 A1或文件 FR 2 785 946 A1得知。
槽壁抓夹器尤其被用于在土地中生成支撑壁或防渗壁(Dichtwand)，需要其例如以起支撑作用地或起密封作用地包围建筑基坑(Baugrube)。这样的支撑壁或防渗壁由各个槽壁区段(Schlitzwandsegment)组装而成。在此需要精确并排地来生成各个槽壁区段，因为否则在邻接的槽壁区段之间会产生缺陷部位。尤其在防渗壁中这样的缺陷部位例如会导致地下水侵入建筑基坑中。
为了精确地生成槽壁区段，通过槽壁抓夹器精确地产生相应的槽非常重要。
发明内容
本发明目的在于说明一种用于在土地中生成槽的槽壁抓夹器和方法，利用其能够位置特别精确地来生成槽。
该目的根据本发明通过带有权利要求1的特征的槽壁抓夹器以及通过带有权利要求9的特征的方法来实现。本发明的优选的实施形式在相应从属权利要求中来说明。
根据本发明的槽壁抓夹器特征在于，作为测量装置设置有旋转速率传感器(Drehratensensor)用于确定槽壁抓夹器围绕竖直轴线z的旋转位置，作为测量装置另外设置有第一倾角仪和第二倾角仪，利用其可在正交于竖直轴线的水平平面中确定槽壁抓夹器相对于第一水平轴线x或第二水平轴线y的倾斜，引导元件的至少一部分可借助于调整机构(Stellorgan)调整，并且测量装置与控制单元相连接，在控制单元中预设槽壁抓夹器的目标位置(Soll-Lage)并且控制单元构造成根据测量装置的测量来测定槽壁抓夹器的实际位置、比较实际位置与目标位置并且操控引导元件的调整机构，以便将槽壁抓夹器带到预设的目标位置中。
根据本发明，在土地中槽壁抓夹器在槽中的实际位置通过至少三个测量装置以特别好的精度来测定。这一方面由此来实现，即为了确定槽壁抓夹器围绕竖直轴线z的旋转位置在抓夹器框架处设置有旋转速率传感器。由此能够可靠地测定槽壁抓夹器围绕竖直轴线的旋转位置。
另外设置有第一倾角仪和第二倾角仪，其测定槽壁抓夹器相对于水平平面(其垂直于竖直轴线)的倾斜。在此，第一倾角仪测量槽壁抓夹器相对于水平平面中的第一水平轴线x的倾斜而第二倾角仪测量槽壁抓夹器相对于水平平面中的第二水平轴线y的倾斜。优选地，两个水平轴线彼此垂直并且在竖直轴线z中相交。
通过测量装置的根据本发明的该布置，能够以有效的方式来测定槽壁抓夹器在土地中的实际位置。根据测量装置的测量，控制单元如此可确定槽壁抓夹器的实际位置并且将其与预设的目标位置比较。如果通过控制单元确定偏差，其可操控引导元件的调整机构，直到槽壁抓夹器的实际位置相应于所期望的目标位置。
以该方式能够以特别精确的取向在土地中生成槽。槽壁抓夹器在此能够完全或部分地自动地来控制，其中，产生槽壁抓夹器的自主位置调节。
原则上旋转速率传感器能够以任意的方式来实施。根据本发明的一实施形式特别优选的是，旋转速率传感器构造为陀螺罗盘(Kreiselkompass)。其特别耐用并且允许高测量精度。
调整机构原则上可由任意的线性驱动部或马达来构造。其可总体或部分地使引导元件调整或偏转，尤其当引导元件活门状地铰接在侧面处时。根据本发明的一实施变体特别优选的是，调整机构构造为液压缸。由此也可施加特别高的调整力。液压缸优选地是在双侧起作用的液压缸。
本发明的另一优选实施形式在于，引导元件具有贴靠板(Anlageplatte)，其可借助于调整机构驶入和驶出。贴靠板尤其布置在槽壁抓夹器的全部四个侧面处。优选地，关于可具有数米高度的抓夹器框架各侧相叠地布置有多个贴靠板。每个贴靠板关联有至少一个调整机构、优选地多个调整机构。
根据本发明的一改进方案，槽壁抓夹器的特别好的位置控制由此来实现，即设置有行程测量元件(Wegmesselement)，利用其可测定引导元件的调整位置。行程测量元件可以是电气的、电感的、电容的或磁性的测量元件。
本发明另外包括带有根据本发明的槽壁抓夹器的槽壁抓夹设备(Schlitzwandgreifvorrichtung)，其中，设置有承载器具(Traegergeraet)，槽壁抓夹器可大致竖直调整地支承在承载器具处。承载器具尤其是承载车辆，优选地带有履带式行驶机构。在优选地可旋转地支承在行驶机构上的上车厢(Oberwagen)处布置有大致竖直地指向的桅杆(Mast)，槽壁抓夹器沿着桅杆可调整地来支承。
原则上，槽壁抓夹器可借助于操纵杆、尤其可伸缩的杆支承在承载器具处。根据本发明的一改进方案优选的是，设置有带有承重索(Tragseil)的绞索盘(Seilwinde)，槽壁抓夹器利用承重索可竖直调整地来悬挂。由此可实现特别紧凑的且坚固的槽壁抓夹设备。
根据本发明的一实施变体，槽壁抓夹器的位置测量的另外的改善由此来获得，即设置有深度测量装置，利用其可测定槽壁抓夹器相对于承载器具的竖直位置。深度测量装置尤其可构造成使得槽壁抓夹器的深度位置经由承重索的卷开的索长度来测定。
在方法方面本发明特征在于，槽壁抓夹器围绕竖直轴线z的旋转位置借助于作为测量装置的旋转速率传感器来确定，槽壁抓夹器在正交于竖直轴线的水平平面中相对于第一水平轴线x的倾斜借助于作为另外的测量装置的第一倾角仪或第二旋转速率传感器或者其相对于第二水平轴线y的倾斜借助于作为测量装置的第二倾角仪或第三旋转速率传感器来确定，并且测量装置与控制单元相连接，在控制单元中预设槽壁抓夹器的目标位置，其中，根据测量装置的测量来测定槽壁抓夹器的实际位置，将实际位置与目标位置比较并且通过控制单元来操控引导元件的调整机构，以便将槽壁抓夹器带到预设的目标位置中。
根据本发明的方法尤其能够以之前所说明的槽壁抓夹器来实施。在此可获得之前所说明的优点。
本发明的有利的方法变体在于，槽在生成时或者随后以悬浮物(Suspension)来填灌并且悬浮物在槽中硬化并且建立槽壁区段。
利用根据本发明的方法尤其可建立大量彼此并排的槽壁区段，其一起紧密彼此贴靠并且形成在土地中的支撑壁或防渗壁。尤其可如此来生成建筑基坑包围部，其从表面延伸直至在土地中阻隔地下水的层，以便如此保护建筑基坑例如免于地下水侵入。
附图说明
接下来根据优选的实施例进一步阐述本发明，实施例示意性地在附图中示出。其中：
图1示出了根据本发明的槽壁抓夹设备的侧视图，
图2示出了根据本发明的槽壁抓夹器的部分横截面视图，
图3示出了在引导元件驶入的情况下根据本发明的槽壁抓夹器的侧视图，以及
图4示出了在引导元件驶出的情况下图3的槽壁抓夹器的侧视图。
具体实施方式
根据图1，根据本发明的槽壁抓夹设备10包括承载器具12，其带有悬挂在其处的槽壁抓夹器20。承载器具12以基本已知的方式具有履带式行驶机构11和可旋转地支承在其上的上车厢13。在上车厢13处铰接有大致竖直指向的带有桅杆头15的桅杆14。经由承重索16，槽壁抓夹器20利用桅杆14可竖直调整地悬挂在承载器具12处。经由供应管路18来输送液压能。另外可提供用于电能和用于数据传输的输入管路。
槽壁抓夹器20具有箱形的抓夹器框架22。在其上侧处布置有连接装置40，承重索16的端部利用保持元件42安装在连接装置处。在抓夹器框架22的下端处支承有抓夹器铲24。沿着抓夹器框架22可调整地支承有用于位置控制的板形的引导元件26。
在图2中详细示出槽壁抓夹器20的结构。在架状地构建的抓夹器框架22的中间区域中布置有用于下部的抓夹器铲24的操纵装置30。操纵装置30包括可液压驱动的操纵缸32，在其中可向下驶出地支承有活塞杆34。液压操纵缸32经由供应管路18由承载器具12供应以液压能。
活塞杆34的下端铰接在滑块元件(Schlittenelement)36处，滑块元件可线性行驶地沿着抓夹器框架22来引导。在滑块元件36处铰接有两个杠杆(Hebel)38，其中，每个杠杆38与抓夹器铲24铰接地连接。抓夹器铲24自身铰接地支承在抓夹器框架22的下端处。
通过活塞杆34驶入操纵缸32中使滑块元件36向上行驶，其中，经由杠杆38使抓夹器铲24运动到用于容纳土地材料的打开位置中。通过活塞杆34向下驶出使滑块元件36沿着线性引导部向下运动，其中，杠杆38将抓夹器铲24压到闭合位置中，在其中所抓取的土地材料被包围在抓夹器铲24之间。
在图3和4中示出根据本发明的槽壁抓夹器20，其在宽侧处带有总共四个板形的引导元件26。在每个宽侧处布置有两个彼此相叠的引导元件26。引导元件26相应经由两个摆动杆29可摆动地铰接在抓夹器框架22处。另外，每个板形的引导元件26关联有调整机构28，其构造为液压缸。相应的引导元件26也可布置在抓夹器框架22的窄侧处。
在调整机构28驶入的情况中板形的引导元件26缩入并且贴靠在抓夹器框架22附近，使得这些引导元件不相对于抓夹器框架22的外轮廓伸出，如在图3中清楚所示。
通过操纵调整机构28可将板形的引导元件26从根据图3的该驶入位置调整到驶出的控制位置中，如在图4中清楚所示。在该驶出的控制位置中引导元件26相对于抓夹器框架22的轮廓伸出。
在图4中调整机构28均匀地驶出。然而可通过未示出的控制单元使其有区别地驶出，从而可使抓夹器框架22相对于在土地中的槽中的壁针对性地来调整或翻倾。由此可改变在土地中在槽中槽壁抓夹器20的实际位置，其中，槽壁抓夹器20以其位置中被控制。
在抓夹器框架22处设置有用于确定槽壁抓夹器20围绕竖直轴线的旋转位置的旋转速率传感器，竖直轴线在槽壁抓夹器20的正常位置中从抓夹器铲24沿着延伸直至上面的连接装置40并且由重力方向来确定。另外设置有用于确定槽壁抓夹器20相对于第一水平轴线的倾斜的第一倾角仪和用于确定槽壁抓夹器20相对于第二水平轴线的倾斜的第二倾角仪。第一水平轴线和第二水平轴线张开垂直于槽壁抓夹器20的中心竖直轴线的水平平面。这两个水平轴线处于彼此垂直并且在竖直轴线中相交。
通过这三个未示出的测量装置能够可靠地确定槽壁抓夹器20在空间中的定向。如此测定的对于槽壁抓夹器20的实际位置的测量数据被传输至未示出的控制单元。
控制单元在此优选地可布置在承载器具12处。经由供应管路18或者经由无线连接可将由测量装置所测定的测量值传导到控制单元处。控制单元然后可基于所获得的测量值做出关于槽壁抓夹器20的实际位置的说明。可经由监控器将如此测定的信息通知在承载器具12的上车厢13或者相间隔的中心中的操作者。
在控制单元中将对于槽壁抓夹器20的实际位置与预设的目标位置的值相比较。通过控制单元可根据所确定的差别来操纵调整机构28中的一个或多个用于调整板形的引导元件26。控制单元可连续地执行该过程，使得在调节的意义中槽壁抓夹器20在槽中的调整一直进行直到实际位置相应于所期望的目标位置。

Claims (10)

1.用于在土地中生成槽的槽壁抓夹器，其带有：
- 抓夹器框架(22)，
- 成对的抓夹器铲(24)，其支承在所述抓夹器框架(22)的下端处，
- 连接装置(40)，其设置在所述抓夹器框架(22)的上端处用于与保持元件(42)连接，
- 引导元件(26)，其沿着所述抓夹器框架(22)布置在所述抓夹器铲(24)与所述连接装置(40)之间用于沿着所述槽的壁引导所述槽壁抓夹器(20)，以及
- 至少一个测量装置，其用于测量所述槽壁抓夹器(20)在所述槽中的位置，
其特征在于，
- 作为测量装置设置有旋转速率传感器用于确定所述槽壁抓夹器(20)围绕竖直轴线(z)的旋转位置，
- 作为测量装置另外设置有第一倾角仪和第二倾角仪，利用其能够在正交于所述竖直轴线的水平平面中确定所述槽壁抓夹器(20)相对于第一水平轴线(x)或第二水平轴线(y)的倾斜，
- 所述引导元件(26)的至少一部分能够借助于调整机构(28)调整并且，
- 所述测量装置与所述控制单元相连接，在所述控制单元中预设所述槽壁抓夹器(20)的目标位置并且所述控制单元构造成根据所述测量装置的测量测定所述槽壁抓夹器(20)的实际位置、比较所述实际位置与所述目标位置并且操控所述引导元件(26)的调整机构(28)，以便将所述槽壁抓夹器(20)带到预设的所述目标位置中。
2.根据权利要求1所述的槽壁抓夹器，其特征在于，所述旋转速率传感器构造为陀螺罗盘。
3.根据权利要求1和2所述的槽壁抓夹器，其特征在于，所述调整机构(28)构造为液压缸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的槽壁抓夹器，其特征在于，所述引导元件(26)具有贴靠板，其能够借助于所述调整机构(28)驶入和驶出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的槽壁抓夹器，其特征在于，设置有行程测量元件，利用其能够测定所述引导元件(26)的调节位置。
6.带有根据权利要求1至5中任一项所述的槽壁抓夹器(20)的槽壁抓夹设备，其特征在于，设置有承载器具(12)，所述槽壁抓夹器(20)大致竖直地可调整地支承在所述承载器具处。
7.根据权利要求6所述的槽壁抓夹设备，其特征在于，设置有带有承重索(17)的绞索盘(18)，利用所述承重索所述槽壁抓夹器(20)可竖直调整地悬挂。
8.根据权利要求6或7所述的槽壁抓夹设备，其特征在于，设置有深度测量装置，利用其能够测定所述槽壁抓夹器(20)相对于所述承载器具(12)的竖直位置。
9.用于在土地中生成槽的方法，尤其利用根据权利要求1至5中任一项所述的槽壁抓夹器(20)，或者根据权利要求6至8中任一项所述的槽壁抓夹设备(10)，
其中，土地材料借助于成对的抓夹器铲(24)被掘出，所述抓夹器铲支承在槽壁抓夹器(20)的抓夹器框架(22)的下端处，在所述抓夹器框架的上端处设置有连接装置(40)用于与保持元件(42)连接，并且沿着所述抓夹器框架(22)在所述抓夹器铲(24)与所述连接装置(40)之间布置有引导元件(26)用于沿着所述槽的壁引导所述槽壁抓夹器(20)，
其中，所述槽壁抓夹器(20)在所述槽中的位置借助于至少一个测量装置来测量，
其特征在于，
- 所述槽壁抓夹器(20)围绕竖直轴线(z)的旋转位置借助于作为测量装置的旋转速率传感器来确定，
- 所述槽壁抓夹器(20)在正交于所述竖直轴线(z)的水平平面中相对于第一水平轴线(x)的倾斜借助于作为另外的测量装置的第一倾角仪或者相对于第二水平轴线(y)的倾斜借助于作为测量装置的第二倾角仪来确定，并且
- 所述测量装置与控制单元相连接，在所述控制单元中预设所述槽壁抓夹器(20)的目标位置，其中，根据所述测量装置的测量来测定所述槽壁抓夹器的实际位置，将所述实际位置与所述目标位置比较并且通过所述控制单元来操控所述引导元件(26)的调整机构(28)，以便将所述槽壁抓夹器(20)带到预设的所述目标位置中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述槽在生成时或者随后以悬浮物来填灌并且所述悬浮物在所述槽中硬化并且建立槽壁区段。
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