DE3911624A1 - Schlitzwandfraese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlitzwandfräse mit einem Rahmen und einer an dessen unterem Ende angebrachten Fräseinrich­ tung.

Derartige Schlitzwandfräsen werden zum Erzeugen tiefer Schlitze im Erdreich verwendet, deren Breite typischerweise etwa 2-4 m betragen kann. Diese Schlitze können dann Orts­ beton oder Fertigbeton-Bauteile aufnehmen, die z. B. zur Isolierung von Bodenschichten dienen und dann bis zu einer flüssigkeitsundurchlässigen Bodenschicht hinabreichen.

Bei bekannten derartigen Schlitzwandfräsen weist die Fräs­ einrichtung zwei große Fräsräder auf, die nebeneinander angeordnet sind und um horizontale, senkrecht auf der Rah­ menebene stehende Achsen umlaufen.

Der Aufbau derartiger Schlitzwandfräsen ist wegen des großen Durchmessers der Fräsräder mechanisch aufwendig.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Schlitzwandfräse geschaffen werden, bei welcher die Fräseinrichtung preis­ werter ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Schlitz­ wandfräse gemäß Anspruch 1.

Bei der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse gibt der Durch­ messer der Walzenfräseranordnung die Dicke des erzeugten Schlitzes im Boden vor. Diese liegt typischerweise bei 30 bis 80 cm. Entsprechende Walzenfräseranordnungen haben somit nur kleinen Durchmesser und lassen sich entsprechend preis­ wert herstellen. Die erfindungsgemäße Schlitzwandfräse läßt sich auch für sehr kleine Wandabstände des im Boden erzeugten Schlitzes auslegen, was bei einer Schlitzwandfräse mit um horizontale Achsen umlaufenden Fräsrädern Schwierigkeiten bereitet, da die Fräsräder jeweils aus zwei Untereinheiten bestehen, die vor bzw. hinter einem Lagerholm angeordnet sind. Mit einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse kann man auch exakt geradlinig verlaufende Bodenflächen der Schlitze erhalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß die auf den Rahmen durch das Fräsen ausge­ übten Kippmomente sich insgesamt herausheben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist im Hinblick auf einen mechanisch besonders einfachen Aufbau von Vorteil: Bei nicht zu großer Gesamtlänge der Walzen­ fräseranordnung kann man die außenliegenden kurzen Walzen­ fräser nur am innenliegenden Ende fliegend lagern, so daß man beim Rahmen mit insgesamt zwei in vertikaler Richtung verlaufenden Lagerholmen auskommt.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß zwischen den Walzenfräsern keine Stege des Bodens stehenbleiben, obwohl zwischen den Walzenfräsern diese haltende Lagerholme angeordnet sind.

Zum gleichen Zwecke kann man bei koaxialer Anordnung der verschiedenen Walzenfräser gemäß Anspruch 5 die zwischen den Walzenfräsern liegenden Lagerholme mit einem keilförmig angeschärften Endabschnitt versehen, der die zwischen den Walzenfräsern stehenbleibenden Bodenstege spaltet und ab­ bricht.

Eine Schlitzwandfräse gemäß Anspruch 6 beseitigt zwischen den koaxial angeordneten Walzenfräsern stehenbleibende Stege des Bodens durch über die Lagerholme laufende Schneidketten.

Bei einer Schlitzwandfräse gemäß Anspruch 7 kann ein geson­ derter Antriebsmotor für die Schneidketten entfallen.

Eine Schlitzwandfräse gemäß Anspruch 8 baut besonders kom­ pakt. Auch sind die auf die Walzenfräser arbeitenden Hydro­ motoren gegen grobe Verunreinigungen durch die Walzenfräser selbst geschützt.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist im Hinblick auf eine einfache Herstellung der Walzenfräser aus wenigen standardisierten Grundkomponenten von Vorteil. Auch kann man beschädigte Oberflächenbereiche der Walzen­ fräser einfach durch Austausch der Mantelsegmente reparie­ ren. Schließlich kann man Walzenfräser, die für unterschied­ liche Drehrichtung bestimmt sind, unter Verwendung ein- und desselben Mantelsegmenttypes dadurch realisieren, daß man die Mantelsegmente in umgekehrter Ausrichtung auf die Walzenfräse aufsetzt.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist im Hinblick auf ein weitgehendes und gleichförmiges Zermahlen des abgetragenen Bodenmateriales von Vorteil.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 hat den Vorteil, daß sich die Schlitzwandfräse selbst nach oben befreien kann, wenn der durch sie geschaffene Schlitz über ihr zusammenfallen sollte.

Für viele Anwendungsfälle wäre es vorteilhaft, wenn man den untersten Abschnitt des im Boden erzeugten Schlitzes erweitern könnte, z. B. für Fundamente mit verbreitertem Fuß. Hierzu muß bisher der gesamte Schlitz mit entsprechen­ der Breite angelegt werden, was erhebliche Kosten verursacht. Bei einer Schlitzwandfräse gemäß Anspruch 13 kann man den Hauptabschnitt des Schlitzes im Boden mit der dort benötig­ ten Dicke herstellen und den untersten Abschnitt des ge­ wünschten Schlitzes durch Verschwenken des die untere Wal­ zenfräseranordnung tragenden untersten Rahmenabschnittes erweitern. In einigermaßen festem Untergrund lassen sich derartige Hinterschneidungen des Bodens bei einer Breite von einigen Metern durchaus noch für ein Ausbetonieren ausreichend lange Zeitspannen herstellen, ohne daß das nur durch das Erdreich gebildete Gewölbe einbricht.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 verein­ facht das Bewegen der untersten Walzenfräseranordnung in zur Rahmenebene senkrechter Richtung, ohne daß die Walzen­ fräseranordnung größere Freiräume in den Boden schneiden muß, die nur dazu dienen, das Bewegen dieser Walzenfräser­ anordnung auf dem gewünschten Wege zu ermöglichen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 erleich­ tert die Steuerung des verschwenkbaren untersten Rahmen­ abschnittes erheblich, da man nur den gewünschten Weg der untersten Walzenfräsenanordnung zu programmieren braucht; denn Erdreich, welches der Bewegung der zwischen dieser Wal­ zenfräseranordnung und dem Hauptabschnitt des Rahmens lie­ genden Rahmenabschnitten entgegensteht, wird durch die den Gelenken zugeordneten Walzen- oder Walzenfräseranordnungen automatisch im jeweils gerade benötigten Ausmaße weggedrückt oder abgefräst. Diese Walzen- oder Walzenfräseranordnungen erleichtern auch ein Bergen der Schlitzwandfräse nach einem Zusammenfallen des durch sie geschaffenen Schlitzes.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 ist im Hinblick auf ein weitgehend standardisiertes Herstellen der verschiedenen Walzenfräseranordnungen und der sie tra­ genden Rahmenabschnitt sowie der ihnen zugeordneten Antriebe von Vorteil.

Schlitzwandfräser mit einem Schwenkantrieb für die unteren Rahmenabschnitte, wie er im Anspruch 17 angegeben ist, zeichnen sich durch besonders robusten Aufbau aus. Auch läßt sich die Verriegelung der Rahmenabschnitte in der je­ weils gewünschten Winkelstellung einfach durch hydrauli­ sches Verriegeln der Hydraulikzylinder bewerkstelligen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 er­ hält man einen großen Verschwenkbereich des betrachteten Rahmenabschnittes bei kleiner Abmessung senkrecht zur Rah­ menebene.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 19 wird erreicht, daß man zum Verschwenken der Rahmenabschnitte Hydraulikzylinder mit verhältnismäßig großem Hub einsetzen kann. Dies erleichtert ein präzises Einstellen der Winkel­ stellung der Rahmenabschnitte.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 er­ hält man ebenfalls einen sehr großen Verschwenkbereich der Rahmenabschnitte, da die Totpunkte des durch den Hydraulik­ zylinder und den mit seiner Kolbenstange verbundenen Kurbel­ zapfen gebildeten Kurbeltriebes mit den Endlagen der Kol­ benstange im wesentlichen übereinstimmen, trotzdem aber in der Nachbarschaft dieser Endlagen noch eine schräg zur Rahmenebene geneigte Kraft erhalten wird.

Ein Schwenkantrieb, wie er im Anspruch 21 wiedergeben ist, zeichnet sich durch besonders kompakten Aufbau aus. Der Schwenkantrieb ist auch durch den Mantel des Walzen­ fräsers weitgehend gegen Verunreinigungen geschützt.

Bei einer Schlitzwandfräse gemäß Anspruch 22 können die Abschnitte des Rahmens zugleich zu Abstützung der Wände des im Boden erzeugten Schlitzes dienen.

Hierbei wird mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 23 erreicht, daß der Abstand der Beplankungen einerseits für unterschiedlich breite Schlitze eingestellt werden kann, andererseits die Beplankungen wahlweise in kraftschlüssige Anlagen an die Schlitzwände gebracht werden können oder völlig außer Eingriff mit den Schlitzwänden gestellt werden können.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 24 ist im Hinblick auf einen robusten Aufbau und ein zuverlässiges Arbeiten der Spreizeinheiten von Vorteil.

Bei einer Schlitzwandfräse gemäß Anspruch 25 kann die un­ terste Walzenfräseranordnung auch dann noch kraftschlüssig gegen das abzubauende Erdreich gedrückt werden, wenn auf­ grund der Neigung des Zustellweges nur geringe Gewichts­ kräfte wirksam sind. Durch alternierendes Aufspreizen der beiden Beplankungen und Ausfahren und Zusammenziehen des die beiden Rahmenunterabschnitte verbindenden Stellantrie­ bes kann sich die unterste Walzenfräseranordnung schrittweise ins Erdreich hineinarbeiten.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 26 wird erreicht, daß der zwischen den beiden Rahmenunterabschnit­ ten wirkende Stellantrieb von Führungsaufgaben befreit ist.

Bei einer Schlitzwandfräse gemäß Anspruch 27 läßt sich die momentane Stellung der untersten Walzenfräseranordnung auf einfache Weise zuverlässig bestimmen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 28 wird erreicht, daß sich etwa bildender Seildurchhang nicht zur Abgabe fehlerhafter Stellungssignale durch die Meßeinrich­ tung führt.

Bei einer Schlitzwandfräse gemäß Anspruch 29 hat man einen besonders kompakten Aufbau des untersten Abschnittes der Schlitzwandfräse und geordnete Driftströme der Spülflüssig­ keit im Bereich der Walzenfräseranordnung.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf die Vorderseite einer Schlitz­ wandfräse;

Fig. 2 eine Ansicht auf die rechte Seitenfläche der in Fig. 1 gezeigten Schlitzwandfräse gezeigt beim Erzeugen eines L-förmigen Schlitzes im Erd­ reich;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines sich unten birnenförmig erweiternden Schlitzes im Erdreich sowie der Bewegungen, die die am unteren Ende der Schlitzwandfräse vorgesehenen Walzenfräser­ anordnung zum Erzeugen dieses Schlitzes ausführen muß;

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch die der Lagerstelle benachbarten Enden zweier Walzenfräser der Schlitz­ wandfräse nach Fig. 1 und 2;

Fig. 5 eine Aufsicht auf die Mantelfläche eines Teiles eines Walzenfräsers der Schlitzfräse nach den Fig. 1 und 2;

Fig. 6 eine Aufsicht auf die rechts gelegene Stirnfläche des Walzenfräsers nach Fig. 5, wobei einige Teile weggebrochen sind;

Fig. 7 eine schematische Darstellung des unteren Abschnit­ tes des Rahmens der Schlitzwandfräse nach den Fig. 1 und 2 zusammen mit Schwenkantrieben für das Verstellen unterer Rahmenabschnitte in ihrer Neigung zur Vertikalen, bei abgenommener Beplankung;

Fig. 8 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7, in welcher jedoch eine abgewandelte Schlitzwandfräse gezeigt ist;

Fig. 9 eine Aufsicht auf die Vorderseite der Schlitzwand­ fräse nach Fig. 8;

Fig. 10 einen axialen Schnitt durch die benachbarten Lager­ enden zweier Walzenfräser der Schlitzwandfräse nach den Fig. 8 und 9;

Fig. 11 eine Aufsicht auf gelenkig verbundene Rahmenab­ schnitte einer weiter abgewandelten Schlitzwand­ fräse;

Fig. 12 eine seitliche Ansicht einer Spreizeinheit zum Verstellen der Beplankungen des in Fig. 11 ge­ zeigten Rahmens;

Fig. 13 eine seitliche Ansicht des unteren Abschnittes einer weiter abgewandelten Schlitzwandfräse, ge­ zeigt beim Erzeugen eines horizontalen Schlitz­ abschnittes; und

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer Steuerung für eine Schlitzwandfräse.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 insgesamt ein Rahmen einer Schlitzwandfräse bezeichnet, dessen Oberseite ein Befestigungsauge 12 trägt. An diesem ist das untere Ende eines Seiles 14 festgemacht, welches vom Ausleger eines nicht gezeigten Baggers getragen ist, z. B. über eine dort gelagerte Rolle 16 (vergl. Fig. 2) läuft.

Der Rahmen 10 hat einen starren Hauptabschnitt 18 mit einer vorderen Beplankung 20 und einer hinteren Beplankung 22. Mit dem unteren Ende des Hauptabschnittes 18 gelenkig ver­ bunden ist ein Rahmenzwischenabschnitt 24 mit einer vorde­ ren Beplankung 26 sowie einer hinteren Beplankung 28.

Am unteren Ende des Rahmenzwischenabschnittes 24 ist ein unterer Rahmenabschnitt 30 angelenkt, der eine vordere Be­ plankung 32 und eine hintere Beplankung 34 hat.

Im vorderen Rahmenabschnitt 30 ist eine insgesamt mit 36 bezeichnete Walzenfräseranordnung gelagert, die einen mitt­ leren, langen Walzenfräser 38 und zwei seitliche, die halbe Länge des Walzenfräsers 38 aufweisende kurze Walzenfräser 40, 42 aufweist.

Die Achse des Walzenfräsers 38 verläuft parallel zur Unter­ kante des Rahmens 10, die beiden äußeren Walzenfräser 40 und 42 sind geringfügig geneigt, so daß man zwischen ihnen und dem Walzenfräser 38 Lagerholme 44, 46 unterbringen kann, trotzdem aber eine durchgehende Werkzeugfront hat.

Beim oberen Ende des Rahmens 10 sind zwei Walzenfräser 49, 50 angebracht, die jeweils von Lagerholmen 52, 54 gehalten sind und dazwischen Raum für das Befestigungsauge 12 lassen.

Über eine Leitung 56, die durch das Innere des Rahmens 10 nach unten geführt ist und zumindest im Bereich der Gelenk­ verbindungen zwischen den verschiedenen Rahmenabschnitten flexibel ist, hat zwei über der Mitte des Walzenfräsers 38 liegende Abgabeenden 58, 60. Aus ihnen strömt Spülflüs­ sigkeit gegen den Walzenfräser 38 und von dort weiter in axialer Richtung zu den kurzen Walzenfräsern 40, 42.

Bei den tiefliegenden Abschnitten der kurzen Walzenfräser 40, 42 enden Ansaugrohre 62, 64 für nun abgefrästes Erd­ reich enthaltende Spülflüssigkeit. Die Saugrohre 62, 64 sind mit den Einlässen zweier Förderpumpen 66, 68 verbunden, die die das Bohrklein enthaltende Spülflüssigkeit über Lei­ tungen 70, 72 und eine Sammelleitung 74 über Tage in Sedi­ mentierbehälter fördern, in denen sich das Erdreich ab­ setzt, während die Spülflüssigkeit zur nochmaligen Verwen­ dung abgezogen wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann man einen L-förmigen Schlitz im Erdreich dadurch erzeugen, daß man den zunächst gestreckten Rahmen 10 bei laufender Walzenfräseranordnung 36 im Erdreich absinken läßt. Da die kurzen Walzenfräser 40, 42 in entgegengesetztem Sinne angetrieben werden wie der lange Walzenfräser 38, ergibt sich auf den Rahmen 10 insgesamt kein Kippmoment, welches nur durch kraftschlüssige Anlage des Rahmens an der Schlitzwand aufgenommen werden könnte und eine weiteres Absinken des Rahmens beeinträch­ tigen würde. Dieser vertikale Abschnitt des Schlitzes ist in Fig. 2 mit 76 bezeichnet.

Einen horizontalen Abschnitt 78 des Schlitzes erhält man dadurch, daß man den Rahmenzwischenabschnitt 24 und den unteren Rahmenabschnitt 30 zunehmend aus der Vertikalen herauskippt, so daß man einen kreisbogenförmigen oberen Wandabschnitt 80 des Schlitzabschnittes 78 erhält. Den un­ teren ebenen Wandabschnitt 82 des Schlitzabschnittes 78 erhält durch einen gesonderten Schnitt, bei welchem die Walzenfräseranordnung 36 exakt horizontal bewegt wird.

Die Steuerung der Neigung des Rahmenzwischenabschnittes 24 und des unteren Rahmenabschittes 30 wird später unter Bezugnahme auf Fig. 14 noch genauer beschrieben. Diese Steuerung erfolgt unter Verwendung von Ist-Werten für die Neigung dieser Rahmenabschnitte sowie eines Ist-Wertes für die Tiefe, bis zu welcher der Rahmen 10 abgesenkt ist. Dieser Wert wird durch einen mit der Rolle 16 zusammen­ arbeitenden Drehmelder 84 ermittelt.

Um zu vermeiden, daß lose abgespulte Seilabschnitte zu einer Verfälschung der Messung der Rahmenlage führen, arbeitet mit dem Seil 14 ein insgesamt mit 86 bezeichneter Durch­ hangmelder zusammen. Dieser besteht aus einer durch eine Feder 88 gegen das Seil vorgespannten Folgerolle 90 und einem mit der letzteren zusammenarbeitenden Stellungsgeber 92.

Mit der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schlitzwandfräse lassen sich Schlitze im Erdreich mit unterschiedlicher Kon­ turierung auf einfache Weise erzeugen. Fig. 3 zeigt z. B. die Erzeugung eines Schlitzes mit einem wiederum mit 76 bezeichneten vertikalen Schlitzabschnitt und einen birnen­ förmigen unteren Schlitzabschnitt 78′. Zur Erzeugung dieses Schlitzes braucht der Rahmenzwischenabschnitt 24 nicht ver­ schwenkt zu werden. Die vertikalen Zustellwege sind mit t _i , die Schwenkwinkel des untersten Rahmenabschnittes 30 mit r _i und die zugehörigen Abbaufronten mit s _i bezeichnet.

Fig. 4 zeigt Einzelheiten der Lagerung der Walzenfräser­ anordnung 36.

Auf die linke Stirnfläche des keilförmigen Endabschnittes 94 des Lagerholmes 46 ist ein Hydromotor 96 aufgesetzt. Dieser greift mit dem Ende seiner Motorwelle 98 in eine Antriebsöffnung 100 einer Käfigstirnplatte 102. Die Käfig­ stirnplatte 102 und eine entsprechende, beim anderen Ende des Walzenfräsers 38 vorgesehene Käftigstirnplatte tragen vier in Umfangsrichtung gleich verteilte Träger 104 mit kreisförmig gewölbter Außenfläche. Auf die Träger 104 sind mittels Schrauben 106 Mantelsegmente 108 aufgeschraubt, die sich jeweils über ein Viertel des Fräsermantels er­ strecken.

Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, tragen die Mantel­ segmente 108 zwei Sätze von unter einem Winkel von 30° auf­ einanderfolgenden Fräserzähnen 110 bzw. 112, die um eine halbe Winkelstellung (15°) gegeneinander versetzt sind und axial verschachtelt sind. Die Trennlinie zwischen den Man­ telsegmenten 108 ist mäanderförmig und verläuft in der Mitte zwischen Fräserzähnen 110 bzw. unmittelbar um Fräserzähne 112 herum, wie aus Fig. 5 ersichtlich.

Auf die in Fig. 4 rechts gelegene Stirnfläche der Käfig­ stirnplatte 102 ist ein Schutzzylinder 114 aufgesetzt, der den Hydromotor 96 unter kleinem Abstand umgibt und gegen Verunreinigungen schützt.

Für die Lagerung des in Fig. 4 links gelegenen Endes des Walzenfräsers 38 und dessen Antrieb ist eine spiegelbild­ liche Anordnung vorgesehen, wie sie soeben beschrieben wurde.

Auf der schräg geneigten Seitenfläche des Endabschnittes 94 sitzt ein weiterer Hydromotor 96′, der den Walzenfräser 42 antreibt. Die Antriebsverhältnisse und der strukturelle Aufbau des Walzenfräsers 42 sind analog zu den soeben be­ schriebenen Verhältnissen beim Walzenfräser 38, so daß dies nicht noch einmal im einzelnen beschrieben zu werden braucht. Für die entsprechenden Bauelemente werden analoge Bezugs­ zeichen verwendet, denen zur Unterscheidung ein Beistrich angefügt ist.

Wie oben schon dargelegt, läuft der Walzenfräser 42 in ent­ gegengesetztem Drehsinne um wie der Walzenfräser 38, und entsprechend sind die Mantelsegmente 108′ auch umgekehrt auf den durch die Käfigstirnplatten 102′ und die Träger 104′ gebildeten Walzenkäfig aufgesetzt wie beim Walzen­ fräser 30.

Die Lagerung und der Antrieb des Walzenfräsers 40 erfolgen spiegelbildlich zur in Fig. 4 gezeigten Anordnung für den Walzenfräser 42.

Sind die Walzenfräser 40, 42 sehr kurz, reicht es aus, sie nur bei ihrem innenliegenden, dem Lagerholm 44 bzw. 46 be­ nachbarten Ende, also fliegend zu lagern. Man benötigt dann nur die Lagerholme 44, 46, die durch Traversen 116, 118 zu einem starren Rahmenelement verbunden sind, während in Fig. 2 gezeigte äußere Lagerholme 124 und diese mit dem Lagerholm 44 bzw. 46 verbindende Traversen 120, 122 entfallen können.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist der Lagerholm 46 über einen Gelenkzapfen 126 mit einem Rahmenholm 128 verbunden, der zum Rahmenzwischenabschnitt 24 gehört.

Unter kleinem Abstand vom Gelenkzapfen 126 ist auf der Außenseite des Lagerholmes 54 ein Kurbelzapfen 130 vorge­ sehen, der mit dem Ende einer Kolbenstange 132 zusammenar­ beitet, die zu einem doppeltwirkenden Hydraulikkörper 134 (vergl. Fig. 7) gehört.

Der Hydraulikzylinder 134 ist mit seiner oberen Zylinder­ stirnwand gelenkig auf einem Gelenkzapfen 136 gelagert, der zugleich zur gelenkigen Verbindung des Rahmenholms 128 des Rahmenzwischenabschnittes 24 mit einem Rahmenholm 138 des Hauptabschnittes 18 des Rahmens 10 dient.

Unter Abstand vom Gelenkzapfen 136 ist auf der Außenseite des Rahmenholmes 128 ein weiterer Kurbelzapfen 140 vorge­ sehen, der mit dem Ende einer Kolbenstange 142 zusammen­ arbeitet, die zu einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 144 gehört. Letzterer ist geometrisch äquivalent zum Hydrau­ likzylinder 134 mittels eines Zapfens 146 am Rahmenholm 138 festgelegt.

Die zu den verschwenkbaren Rahmenabschnitten gehörenden Rahmenholme sind oben halbkreisförmig abgerundet, wie bei 148 gezeigt, so daß an den Knickstellen zwischen den Rahmen­ abschnitten keine scharfen Vorsprünge erhalten werden.

In Fig. 7 sind den Hydraulikzylindern 134 und 144 zuge­ ordnete Kolbenstellungsgeber 152, 154 gezeigt. Deren Aus­ gangssignal läßt sich bei bekanntem Abstand der Kurbelzap­ fen 130 und 140 von der Schwenkachse direkt in die Winkel­ stellung des Rahmenzwischenabschnittes 24 zum Hauptabschnitt 18 bzw. die Winkelstellung des unteren Rahmenabschnittes 30 zum Rahmenzwischenabschnitt 24 umsetzen. Bei bekannter Länge der verschwenkbaren Rahmenabschnitte kann man aus den Ausgangssignalen der Kolbenstellungsgeber 152 und 154 somit unter Verwendung bekannte trigonometrischer Funk­ tionen die Lage der Achse der Walzenfräseranordnung 36 ein­ fach berechnen.

Anstelle der Kolbenstellungsmesser können auch den Rahmen­ abschnitten zugeordnete Drehmelder oder Schwerependel ent­ haltende Neigungsmesser verwendet werden.

Die in den Fig. 8 und 9 gezeigten Schlitzwandfräse hat sehr ähnlichen Aufbau wie die oben beschriebene; entspre­ chende Bauteile sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Der Hauptunterschied dieser Schlitzwandfräse zur schon beschriebenen besteht darin, daß den Gelenkachsen zwischen dem Rahmenzwischenabschnitt 24 und dem unteren Rahmenabschnit 30 bzw. zwischen dem Rahmenzwischenabschnitt 24 und dem Hauptabschnitt 18 des Rahmens weitere Walzen­ fräseranordnungen 156 und 158 zugeordnet sind. Außerdem ist die Walzenfräseranordnung 36 nun eine koaxiale Anord­ nung der Walzenfräser 38 bis 42. Die Walzenfräseranord­ nung 156 und 158 sind abgesehen von der durch die Ver­ setzung der Rahmenholme bedingten geringfügig unterschied­ lichen axialen Abmessung der Walzenfräser identisch zur schon im einzelnen beschriebenen Walzenfräseranordnung 36.

Wie aus dem linken Teil von Fig. 9 ersichtlich, hat der Lagerholm 44 nunmehr einen schneidenförmigen Endabschnitt 160, der dazu dient, den zwischen dem Walzenfräser 38 und dem Walzenfräser 40 verbleibenden Materialsteg zu spalten und abzubrechen. Damit kann dieser Materialsteg das weitere Vordringen der Schlitzwandfräse nicht beeinträchtigen.

In Abwandlung kann man - wie im rechten Teil von Fig. 9 gezeigt - über die Lagerholme jeweils eine Schneidkette 162 führen, ähnlich wie an sich von einer Kettensäge her bekannt. Der Rahmenholm 128 trägt in freilaufendes Ketten­ rad 164, welches von der Außenseiten her mit der Schneid­ kette 162 zusammenarbeitet. Das Kettenrad 164 kämmt seiner­ seits mit einem Zahnkranz 166, der von dem außenliegenden kurzen Walzenfräser der Walzenfräseranordnung 158 getragen ist.

Fig. 10 zeigt eine ins Innere des Walzenfräsers 38 der Walzenfräseranordnung 156 integrierte Antriebseinrichtung zum Verschwenken des unteren Rahmenabschnittes 30.

An den Rahmenholm 128 ist ein becherförmiger Tragabschnitt 168 angeformt, der den Hydromotor 96 trägt. In das Innere des Tragabschnittes 168 greift ein hohler Zapfenabschnitt 170 ein, der an den Lagerholm 46 angeformt ist. Radial/Axial­ lager 172, 174 verbinden den Zapfenabschnitt 170 mit dem Tragabschnitt 168.

Auf der Innenseite des hohlen Zapfenabschnittes 170 sind zwei wendelförmige Stellnuten 176, 179 vorgesehen. In diesen laufen zwei radiale Nockenfinger 180, 182, die vom Ende einer Kolbenstange 184 getragen sind. Letztere gehört zu einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 186, der auf dem Boden des becherförmigen Tragabschnittes 168 angeschweißt ist.

Wird der Hydraulikzylinder 186 im einen oder anderen Sinne mit Druck beaufschlagt, so wird die Kolbenstange 184 ein- oder ausgefahren. Hierdurch wird dann durch Zusammenwirken der Nockenfinger 180, 182 mit den Stellnuten 176, 178 der Zapfenabschnitt 170 und damit der Lagerholm 46 gedreht.

Das Verschwenken des in Fig. 10 nicht gezeigten Lagerholmes 44 erfolgt durch eine spiegelbildliche und in gleichem Sinne mit Druck beaufschlagte Antriebseinrichtung.

Fig. 11 zeigt einen Ausschnitt aus einem verlängerten Hauptabschnitt 18 eines abgewandelten Rahmens 10, der modul­ mäßig konstruiert ist. Innenliegende Rahmenholme 188 bilden zusammen mit außenliegenden Rahmenholmen 190 und Gelenk­ stangen 192 eine breite Gliederkette. Vordere Beplankungen 194 und hintere Beplankungen 196, die den inneren Rahmen­ holmen 188 zugeordnet sind, sowie entsprechende Beplankun­ gen kürzerer Länge 198, 200, die den äußeren Rahmenholmen 190 zugeordnet sind, schließen die Gliederkette im wesent­ lichen glattflächig nach außen ab. Durch die näher ge­ zeigte Führungen sind die Beplankungen senkrecht zur Zei­ chenebene von Fig. 11 bewegbar jedoch unverlierbar mit den Gelenkstangen 192 verbunden. Zwischen den vorderen und hinteren Beplankungen befinden sich insgesamt mit 202 be­ zeichnete Spreizeinheiten, welche mit den vorderen Beplan­ kungen verbundene Befestigungsbleche 204 und mit den hin­ teren Beplankungen verbundene Befestigungsbleche 206 auf­ weisen. Durch die Spreizeinheiten kann der Abstand zwischen vorderen und hinteren Beplankungen geändert werden; auch kann man die Beplankungen in kraftschlüssige Anlage zum Erdreich bringen.

Wie aus Fig. 12 ersichtlich, umfassen die Spreizeinheiten 202 beispielsweise einen doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder 208 und Lenker 210 bis 216, die zusammen mit den Befestigungsblechen 204 und 206 ein Parallelogramm­ gestänge bilden. Die Kolbenstange 218 des Arbeitszylinders 208 greift am Verbindungspunkt der Lenker 214, 216, der Zylinder des Arbeitszylinders 208 an der Verbindungsstelle der Lenker 210, 212 an. Durch Einfahren der Kolbenstange 218 werden die Befestigungsbleche 204 und 206 und damit die mit ihnen verbundenen Beplankungen ausgefahren. Ein Ausfahren der Kolbenstange 218 verkleinert den Abstand der Beplankungen.

Fig. 13 zeigt den untersten Abschnitt einer Schlitzwand­ fräse, die ähnlich zu der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Schlitzwandfräse ist. Der unterste Rahmenabschnitt 30 be­ steht nun aber aus zwei gegeneinander bewegbaren Rahmen­ untereinheiten 220, 222. Auf diese entfallende Teile des unteren Rahmenabschnittes 30 sind durch die angehängten Buchstaben a und b unterschieden.

Auf dem Holmabschnitt 46 a ist der Zylinder eines doppelt­ wirkenden Hydraulikzylinders 224 befestigt. Dessen Kolben­ stange 226 greift am Holmabschnitt 46 b an. Auf die Ober­ kante und Unterkante des Holmabschnittes 46 b sind Führungs­ schienen 228 mit U-förmigem Querschnitt aufgesetzt, welche die Oberkante bzw. Unterkante des Holmabschnittes 46 a über­ greifen.

Den Rahmenuntereinheiten 220, 222 sind vordere Beplankun­ gen 230 a bzw. 230 b und hintere Beplankungen 232 a bzw. 232 b zugeordnet, welche durch Spreizeinheiten 234 a bzw. 234 b verstellbar sind.

Durch die beschriebene Ausbildung kann sich die Walzen­ fräseranordnung 36 nunmehr auch ohne Schwerkrafteinwirkung im Erdreich vorarbeiten. Hierzu wird bei eingefahrener Spreizeinheit 234 a und ausgefahrener Spreizeinheit 234 b (in Fig. 13 gezeigter Zustand) die Kolbenstange 226 des Hydrau­ likzylinders 224 ausgefahren. Ist die Kolbenstange 226 voll ausgefahren, so wird die Spreizeinheit 234 a ausgefahren, die Spreizeinheit 234 b eingefahren. Durch Einziehen der Kolben­ stange 226 bewegt sich nun der Hauptabschnitt 18 des Rahmens ein Stück nach unten. Nun wird die Spreizeinheit 234 b wieder ausgefahren, die Spreizeinheit 234 a eingezogen, und die Walzenfräseranordnung 36 kann durch Ausfahren der Kolben­ stange 226 wieder ein Stück ins Erdreich bewegt werden.

In der in Fig. 14 gezeigten Schlitzwandfräsen-Steuerung ist mit 236 ein frei programmierbarer Rechner bezeichnet, der Eingangssignale von den Kolbenstellungsgebern 152, 154, vom die Seillänge messenden Drehmelder 84 sowie vom Durch­ hangmelder 86 erhält. Nach einem die Abstände der Gelenk­ achsen berücksichtigenden fest einprogrammierten Algorithmus berechnet der Rechner 236 die Ist-Stellung der Walzenfräser­ anordnung 36. Das entsprechende Ist-Stellungssignal wird aber nur dann bereitgestellt, wenn der Durchhangmelder 86 kein Ausgangssignal bereitstellt. Unter diesen Bedingungen wird dann das Ist-Stellungssignal für die Walzenfräseranord­ nung 36 mit einem Sollwertsignal verglichen, welches sich aus einer gewünschten Bahnkurve für die Walzenfräseranordnung 36 als nächster Zielpunkt ergibt. Diese Bahnkurve kann über ein Tastenfeld 238 ebenso eingegeben werden wie weitere zur Steuerung benötigte Größen, z. B. Härte des Untergrundes usw. Eine Anzeige der Ist-Stellung der Walzenfräseranordnung sowie weiterer charakteristischer Größen des Arbeitsvorganges erfolgt auf einem mit dem Rechner verbundenen Monitor 240.

Der Rechner steuert über Servoventile 242 und 244 die Ver­ bindung der beiden Arbeitsräume der Hydraulikzylinder 134 und 144, die zum Verschwenken des Rahmenzwischenabschnittes 24 und des unteren Rahmenabschnittes 30 dienen.

Über ein weiteres Magnetventil 246 wird die Spreizeinheit 234 a, über ein Magnetventil 248 die Spreizeinheit 234 b ange­ steuert. Ein Magnetventil 250 steuert die weiteren Spreiz­ einheiten 202, die zum Einstellen des Abstandes der Beplan­ kungen 194 und 196 vorgesehen sind.

Weitere Magnetventile 252, 254 und 256 dienen zum Ansteuern der Hydromotoren 96 und 96′, die auf die Walzenfräser 38 bis 42 arbeiten.

Es versteht sich, daß zu den verschiedenen Magnetventilen jeweils eine Druckleitung und eine Rücklaufleitung führt, die der besseren Übersichtlichkeit halber aber weggelassen sind.

Ferner versteht es sich, daß es sich bei den Magnetventilen um Dreistellungsventile mit geschlossener Mitte handelt, so daß die an sie angeschlossenen Lasten in der einen oder der anderen Richtung in Gang gesetzt werden können oder in der jeweils angetroffenen Stellung hydraulisch verrie­ gelt werden können.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches in der Zeichnung nicht extra wiedergegeben ist, da es dem nach Fig. 8 sehr nahe kommt, sind die in Fig. 8 den Rahmen- Gelenkachsen zugeordneten Walzenfräseranordnungen 156 und 158 durch Walzenanordnungen ersetzt, die glatte Walzen mit über die Spitzen der Fräswerkzeuge der Walzenfräseranord­ nung 36 gemessenen Durchmesser und mit entsprechender Länge umfassen. Bei nur kleinen Krümmungen der Bahn, auf der die Walzenfräseranordnung 36 geführt werden soll, wird auch so ein Sichverkeilen der Schlitzwandfräse im von ihr erzeugten Schlitz verhindert. Die Gelenkbereich werden unter geringer Reibung über die schon erzeugt Seitenwand des Schlitzes bewegt, wobei das Erdreich an Stellen, die bei Verwendung der Schlitzwandfräse nach Fig. 8 durch die den Gelenken zugeordneten Walzenfräsenanordnungen 156, 158 abgetragen würden, komprimiert wird. Eine derartige Schlitzwandfräse ist preisgünstiger herzustellen und für den Einsatz in etwas komprimierbarem Boden ausreichend.

Claims (30)

1. Schlitzwandfräse mit einem Rahmen (10) und einer an dessen unterem Ende angebrachten Fräseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräseinrichtung eine Walzen­ fräseranordnung (36) mit im wesentlichen zur Unterkante des Rahmens (10) paralleler Drehachse aufweist.

2. Schlitzwandfräse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Walzenfräseranordnung (36) zwei Sätze in entgegengesetzter Richtung umlaufender äquivalent mit Fräs­ werkzeugen (110, 112) besetzter Walzenfräser (38 bis 42) aufweist, wobei die Summe der Walzenlänge des einen Satzes im wesentlichen gleich derjenigen des anderen Satzes ist.

3. Schlitzwandfräse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Walzenfräseranordnung (36) einen mittleren Walzenfräser (38) und zwei seitlich desselben angeordnete Walzenfräser (40, 42) aufweist, deren Länge halb so groß ist wie die des mittleren Walzenfräsers (38).

4. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen benachbarter Walzen (38, 40 bzw. 38, 42), zwischen denen sich jeweils ein Lagerholm (44 bzw. 46) des Rahmens (10) befindet, so gegeneinander verkippt sind, daß die untersten Abschnitte der Walzenfräser (38 bis 42) eng benachbart sind.

5. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß untere Endabschnitte (160) von Lagerholmen (44, 46), welche sich zwischen benachbarten Walzenfräsern (38 bis 42) befinden, keilförmig sind und im wesentlichen bis zur Höhe der Mantelfläche der Walzen­ fräser (38 bis 42) nach unten gezogen sind.

6. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Umfangsflächen von Lagerholmen (44, 46), welche sich zwischen benachbarten Walzenfräsern (38 bis 42) befinden, Schneidketten (162) geführt sind.

7. Schlitzwandfräse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidketten (162) von einem benachbarten Wal­ zenfräser her (164) angetrieben werden.

8. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Walzenfräser (38 bis 42) arbeitende Hydromotoren (96, 96′) von sich zwischen die Walzenfräser (38 bis 42) erstreckenden Lagerholmen (44, 46) getragen sind und sich in die Innenräume der hohlen Walzenfräser (38 bis 42) hinein erstrecken.

9. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenfräser (38 bis 42) einen Walzenkäfig (102, 104) und auf diesem befestigte Mantelsegmente (108) aufweisen, welche mit Fräswerkzeugen (110, 112) bestückt sind.

10. Schlitzwandfräse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelsegmente (108) axial aufeinanderfolgende Sätze von Fräswerkzeugen (110, 112) tragen, die um eine halbe Winkelstellung gegeneinander versetzt sind.

11. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine zweite Walzenfräseranordnung (48, 50), welche über das obere Ende des Rahmens (10) über­ steht und eine im wesentlichen parallel zur oberen Rahmen­ kante verlaufende Drehachse hat.

12. Schlitzwandfräse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Walzenfräseranordnung zwei zu bei­ den Seiten einen Befestigungsauges (12) des Rahmens (10) angeordnete Walzenfräser (48, 50) aufweist, die vorzugs­ weise in gleicher Richtung angetrieben werden.

13. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein die untere Walzenfräser­ anordnung (36) tragender unterster Rahmenabschnitt (30) gelenkig (126) mit dem Hauptabschnitt (18) des Rahmens (10) und daß ein auf ihn arbeitender Schwenkantrieb (130 bis 134) in seiner Winkelstellung einstellbar und verriegelbar ist.

14. Schlitzwandfräse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der unterste Rahmenabschnitt (30) gelenkig (126) mit einem Rahmenzwischenabschnitt (24) verbunden ist, der seinerseits gelenkig (136) mit dem Hauptabschnitt (18) des Rahmens (10) verbunden ist.

15. Schlitzwandfräse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beiden der Gelenkachsen, die zwischen dem untersten Rahmenabschnitt (30) und dem Hauptabschnitt (18) des Rahmens (10) liegen, weitere Walzen- oder Walzenfräseranordnungen (156, 158) zugeordnet sind.

16. Schlitzwandfräse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die weiteren Walzenfräseranordnungen (156, 158) in ihrer Geometrie und antriebsmäßig der untersten Walzenfräseranordnung (36) im wesentlichen entsprechen.

17. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb (130 bis 134) für einen verschwenkbaren Rahmenabschnitt einen dop­ peltwirkenden Hydraulikkörper (134) aufweist, der mit seinem Zylinder am darüberliegenden Rahmenabschnitt (24) abgestützt ist und mit seiner Kolbenstange (132) an einem Kurbelzapfen (130) des zu verschwenkenden Rahmenabschnit­ tes (30) angreift.

18. Schlitzwandfräse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kurbelzapfen (130) der Schwenkachse (126) benachbart ist.

19. Schlitzwandfräse nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder des Hydraulikzylinders (134) an einem vom zu verschwenkenden Rahmenabschnitt (30) entfernten Punkt des darüberliegenden Rahmenabschnittes (24) angelenkt ist.

20. Schlitzwandfräse nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie der Anlenkungs­ punkte des Hydraulikzylinders (34) bei mit dem Hauptabschnitt (18) des Rahmens (10) fluchtendem betrachtetem Rahmenab­ schnitt (30) schräg zur Rahmenebene geneigt ist.

21. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb einen drehfest von einem über dem zu verschwenkenden Rahmenab­ schnitt (30) liegenden Rahmenabschnitt (24) getragenen in einen Walzenfräser (38) eingreifenden Hydraulikzylinder (186) aufweist, dessen Kolbenstange (184) mit einem Nocken­ finger (180, 182) in einer wendelförmigen Stellnut (176, 178) läuft, die in einer mit dem zu verschwenkenden Rahmen­ abschnitt (30) verbundenen Schwenkhülse (170) vorgesehen ist.

22. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Rahmen­ abschnitte (18, 24, 30) eine vordere und hintere Beplan­ kung (194 bis 200) trägt.

23. Schlitzwandfräse nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den Beplankungen (194 bis 200) steuer­ bare Spreizeinheiten (202) angeordnet sind.

24. Schlitzwandfräse nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spreizeinheiten (202) jeweils eine Paral­ lelogrammgestänge (210 bis 216) und einen auf die freien Eckpunkte dieses Gestänges arbeitenden Hydraulikzylinder (208) aufweisen.

25. Schlitzwandfräse nach Anspruch 23 oder 24, daurch gekennzeichnet, daß der unterste Rahmenabschnitt (30) aus Rahmenuntereinheiten (220, 222) besteht, die durch einen Stellantrieb (224) gegeneinander bewegbar sind, und daß die Rahmenuntereinheiten (220, 222) jeweils beidseitige Beplankungen (230 a, b bzw. 232 a, b) und eine zugeordnete Spreizeinheit (234 a, b) aufweisen, wobei die Spreizeinheiten im Gegentakt steuerbar sind.

26. Schlitzwandfräse nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine die Rahmenuntereinheiten (220, 222) verbin­ dende parallel zur Stellrichtung wirkende Führungsein­ richtung (228).

27. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung zum Bestimmen der Ist-Stellung der Walzenfräseranordnungen (36, 156, 158), welche aufweist: einen Winkelstellungsgeber (152, 154) für jeden verschwenkbaren Rahmenabschnitt (24, 30) sowie einen Seillängenmesser (84), der mit einem den Rahmen (10) tra­ genden Seil (14) zusammenarbeitet.

28. Schlitzwandfräser nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch einen mit dem Seil (14) zusammenarbeitenden Durchhangmelder (86) welcher bei Feststellen eines Seil­ durchhanges das Abgeben eines Ist-Stellungssignales durch die Meßeinrichtung unterdrückt.

29. Schlitzwandfräser nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch eine der untersten Walzenfräser­ anordnung (36) benachbarte Einrichtung (56 bis 60) zur Ab­ gabe von Spüllflüssigkeit und eine ebenfalls der unteren Walzenfräsenanordnung (36) benachbarte Einrichtung (62 bis 68) zum Abpumpen von Bohrklein enthaltender Spülflüssig­ keit, wobei diese beiden Einrichtungen axial gegeneinander versetzt sind.

30. Schlitzwandfräse nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung (56 bis 60) zur Abgabe der Spülflüssigkeit der Mitte der Walzenfräseranordnung (36) zugeordnet ist und die Einrichtung (62 bis 68) zum Abpumpen der Bohrklein enthaltenden Spülflüssigkeit den Enden der Walzenfräseranordnung (36) benachbarte Saugrohre (62, 64) aufweist.