EP2685007A1

EP2685007A1 - Fräsrad für eine Schlitzwandfräse

Info

Publication number: EP2685007A1
Application number: EP20120005091
Authority: EP
Inventors: Ludwig Andreas Huber
Original assignee: Bauer Maschinen GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-07-10
Also published as: AU2013206780B2; ES2532477T3; JP5698315B2; BR102013017389A2; AU2013206780A1; SG196167A1; KR20140007750A; BR102013017389B1; CN103541387B; RU2013130377A; JP2014015830A; US9115481B2; CN103541387A; US20140013634A1; CA2819960A1; EP2685007B1; CA2819960C; RU2550765C2; KR101542841B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fräsrad für eine Schlitzwandfräse mit einem trommelförmigen Grundkörper, an dessen Außenumfang in zumindest einer Umfangsreihe feststehende Halterungen angeordnet sind, in welchen Fräswerkzeuge zum Abtragen von Boden aufgenommen sind. In der zumindest einen Umfangsreihe sind als Fräswerkzeuge sowohl Meißel mit einer im Wesentlichen punktförmigen Abtragsspitze als auch Schneidzähne mit einer im Wesentlichen linienförmigen Schneidkante angeordnet. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Erstellen eines Schlitzes in einem Boden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräsrad für eine Schlitzwandfräse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes in einem Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
Das Fräsrad umfasst einen trommelförmigen Grundkörper, an dessen Außenumfang in zumindest einer Umfangsreihe feststehende Halterungen angeordnet sind, in welchen Fräswerkzeuge zum Abtragen von Boden aufgenommen sind.
Zum Abtragen von Boden sind unterschiedliche Fräswerkzeuge bekannt. Für den Abtrag von weicheren Erd- und Gesteinsschichten, beispielsweise sandigen und bindigen Böden sowie Kies, werden meist Fräszähne mit einer oder mehreren linienförmigen Schneidkanten eingesetzt. Der Boden wird im Wesentlichen durch eine Schneidwirkung der Schneidkanten gelöst und abgetragen. Demgegenüber werden bei härteren Bodenmaterialien Meißel mit einer im Wesentlichen punktförmigen Abtragspitze verwendet. Die punktförmige Spitze kann hartes Material aufbrechen, so dass dieses abgesprengt wird oder abplatzt. Je nach Bodenbeschaffung werden im Stand der Technik unterschiedlich bestückte Fräsräder eingesetzt.
Es kommt bei Erdbohrungen jedoch häufig vor, dass Erd- und Gesteinsschichten unterschiedlicher Härte alternierend auftreten. In diesem Fall werden bei jedem Schichtübergang zwischen einer härteren und einer weicheren Bodenschicht die Fräsräder ausgetauscht oder mit einem neuen Fräswerkzeugsatz bestückt. Die Schlitzwandfräse muss daher bei einem Schichtübergang aus dem erstellten Schlitz herausgehoben und nach erfolgtem Wechsel der Fräsräder oder der Fräswerkzeuge erneut in den Schlitz abgesenkt werden. Das Auswechseln der Fräsräder beziehungsweise der Fräswerkzeuge ist zeit- und kostenaufwändig.
EP 2 020 462 A2 zeigt eine Schlitzwandfräse mit mehreren Fräsrädern, die mit Fräszähnen bestückt sind. Die Schlitzwandfräse eignet sich daher insbesondere zum Abtragen von weichen Böden.
Ein mit Meißeln bestücktes Fräsrad ist in der EP 2 060 375 A1 beschrieben.
Aus der EP 1632 610 B1 geht ein Fräsrad hervor, welches für ein Vermischen von Bodenmaterial und Suspension mit Mischflügeln versehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fräsrad und ein Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes in einem Boden anzugeben, welche eine besonders wirtschaftliche und schnelle Erstellung des Schlitzes ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einem Fräsrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist bei dem Fräsrad vorgesehen, dass in der zumindest einen Umfangsreihe als Fräswerkzeuge sowohl Meißel mit einer im Wesentlichen punktförmigen Abtragsspitze als auch Schneidzähne mit einer im Wesentlichen linienförmigen Schneidkante angeordnet sind.
Bei dem Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Schlitzwandfräse mit zumindest einem in dieser Weise ausgebildetem Fräsrad in den Boden eingebracht und der Boden durch die Fräswerkzeuge abgetragen wird.
Ein erster Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, an dem Fräsrad sowohl Fräswerkzeuge zum gezielten Abtragen von weichem Boden als auch Fräswerkzeuge zum gezielten Abtragen von hartem Boden vorzusehen. Das erfindungsgemäße Fräsrad eignet sich daher zum Durchfräsen unterschiedlicher Bodenschichten, ohne dass die Fräswerkzeuge beim Übergang zwischen den Bodenschichten ausgetauscht werden müssten. Die Meißel und die Schneidzähne sind in separaten Aufnahmen oder Halterungen gelagert.
Mittels der Meißel wird eine Punktlast an dem abzutragenden Material, insbesondere hartem Material wie Fels, erzeugt, die zu einem Abplatzen oder Absprengen des Materials führt. Der Bodenabtrag erfolgt also durch einen Brechvorgang. Die Schneid- oder Fräszähne hingegen eignen sich zum Eindringen in weichen Boden, so dass ein Bodenabtrag im Wesentlichen durch einen Schneidvorgang erfolgt.
Bei den Meißeln kann es sich insbesondere um Rundschaftmeißel handeln, welche einen Schaft mit einem runden Querschnitt aufweisen. Die Rundschaftmeißel können drehbar in einer Meißelaufnahme gelagert sein, welche bevorzugt als hohlzylindrische Bohrung ausgeführt ist. Alternativ kann der Schaft des Meißels auch eine andere Querschnittsform, beispielsweise eine eckige Querschnittsform aufweisen.
Ein zweiter Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die jeweils auf eine bestimmte Bodenbeschaffenheit angepassten Fräswerkzeuge in einer gemeinsamen Umfangsreihe beziehungsweise in einer gemeinsamen Umfangslinie um den trommelförmigen Grundkörper anzuordnen. Die Halterungen für die Meißel und für die Schneidzähne einer Umfangsreihe liegen hierbei vorzugsweise in einer zur Drehachse des Fräsrades senkrechten Fläche. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich aufgrund der spezifischen Gestaltungen der Meißel und der Schneidzähne ein übermäßiger Verschleiß der Fräswerkzeuge vermeiden lässt, wenn die Meißel und die Schneidzähne in Drehrichtung des Fräsrades hintereinander angeordnet sind, also im Wesentlichen die gleiche Kreislinie überstreichen. Bei einer betriebsgemäßen Rotation des Fräsrades leisten die Meißel bei harten Gesteinsschichten automatisch eine stärkere Abtragsarbeit als die Schneidzähne. Demgegenüber übernehmen bei weicheren, insbesondere bindigen Böden, die Schneidzähne einen Großteil des Bodenabtrags. Damit lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Fräsrad ohne Auswechselung der Fräswerkzeuge sowohl harte als auch weiche Bodenschichten durchfräsen.
Zur Minimierung des Verschleißes der Schneidzähne beim Durchfräsen von harten Bodenschichten ist es bevorzugt, dass einem Schneidzahn in einer Abtragsdrehrichtung des Fräsrades zumindest ein Meißel derart vorgelagert ist, dass der Scheidzahn in einem Abtragsschatten des zumindest einen Meißels angeordnet ist.
Unter einem Abtragsschatten ist insbesondere ein Bereich in Umfangsrichtung des Fräsrades hinter dem Meißel zu verstehen. Der Schneidzahn ist demnach vorzugsweise auf gleicher axialer Höhe des Fräsrades in Umfangsrichtung hinter dem Meißel angeordnet, so dass der Schneidzahn eine bereits von dem Meißel überstrichene Ringfläche abfährt. Bei hartem Gesteinsmaterial erfolgt das Lösen des Gesteins mittels des Meißels durch ein Aufbrechen oder Abschlagen des Materials. Hierbei erfolgt zumeist über die punktförmige Abtragsspitze hinaus ein großflächiger Materialabtrag durch Abplatzen des Materials. Durch die punktförmige Abtragsspitze des Meißels wird daher beim Drehen des Fräsrades im Regelfall genügend Material abgetragen, so dass der Schneidzahn mit der Schneidkante nicht oder nur wenig mit dem anstehenden Boden in Eingriff gelangt.
Beim Durchfräsen von weichem Bodenmaterial haben die punktförmigen Abtragsspitzen der Meißel hingegen nur geringe Abtragswirkung, da kein Abbrechen oder Absprengen des Materials erzeugt werden kann. Der Bodenabtrag erfolgt daher maßgeblich durch die Schneidzähne mit der linienförmigen Schneidkante, welche in den Boden eindringt.
Zur weiteren Verminderung des Verschleißes der Schneidzähne beim Abtragen von hartem Bodenmaterial ist es vorteilhaft, dass einem Schneidzahn in eine Abtragsdrehrichtung des Fräsrades mehrere Meißel vorgelagert sind, welche in unterschiedlichen Anstellwinkeln ausgerichtet sind. Die Schneidkanten der Schneidzähne erstrecken sich vorzugsweise in eine Axialrichtung des Fräsrades, so dass ein schaufelartiger Bodenabtrag von weichem Bodenmaterial erfolgen kann. Demgegenüber überstreichen die punktförmigen Abtragsspitzen der Meißel jeweils nur eine vergleichsweise schmale Linie. Um bei hartem Bodenmaterial zuverlässig eine möglichst weitgehende Freiräumung der von den Schneidzähnen überstrichenen Fläche zu gewährleisten, sind die einzelnen dem jeweiligen Schneidzahn vorgelagerten Meißel in axialer Richtung unterschiedlich angestellt beziehungsweise geneigt, so dass von den einzelnen Meißeln axial zueinander versetzte Bodenabtragslinien überstrichen werden.
Es ist auch möglich, dass der Schneidzahn axial angestellt ist. In diesem Fall sind die vorgelagerten Meißel vorzugsweise an die entsprechende Ausrichtung des angewinkelten Schneidzahns angepasst.
Ein besonders zuverlässiger Verschleißschutz des Schneidzahns und ein effektiver Bodenabtrag bei hartem Gestein wird dadurch erzielt, dass in der mindestens einen Umfangsreihe eine Gruppe von Meißeln aus zumindest drei Meißeln gebildet ist, wobei ein erster Meißel weitestgehend radial ausgerichtet ist, ein zweiter Meißel in eine Achsrichtung des Fräsrades seitlich angewinkelt ist und ein dritter Meißel in eine entgegengesetzte Achsrichtung seitlich angewinkelt ist. Die Meißel der Gruppe sind vorzugsweise direkt aufeinanderfolgend in Drehrichtung vor einem Schneidzahn angeordnet. Durch die unterschiedliche Anwinkelung der Meißel wird der Abtragsbereich in axialer Richtung des Fräsrades vergrößert und es kann insbesondere ein sogenannter Vollschnitt erzielt werden, bei welchem entlang im Wesentlichen der gesamten axialen Ausdehnung des Fräsrades Boden abgetragen werden kann.
Eine weitere zuverlässige Reduzierung des Verschleißes der Schneidzähne kann dadurch erreicht werden, dass einem Schneidezahn in eine Abtragsdrehrichtung zumindest ein Meißel vorgelagert ist, wobei die Abtragsspitze des Meißels gegenüber der Schneidkante des Schneidzahns in radialer Richtung definiert vorragt. Der Abstand der Abtragsspitze des Meißels von der Drehachse des Fräsrades ist also größer als ein maximaler Abstand der Schneidkante des Schneidzahns von der Drehachse. Damit stehen bei hartem Boden ausschließlich die Meißel mit dem anstehenden Boden in Eingriff, während die Schneidzähne demgegenüber zurückversetzt sind. Bei weichem Boden durchkämmen die Meißel hingegen lediglich schmale Linien des Bodens, während die Hauptabtragsarbeit von den linienförmigen, in den Boden eindringenden Schneidkanten der Schneidzähne übernommen wird.
Die Schneidzähne sind vorzugsweise um einen Betrag gegenüber den Meißeln radial zurückverlagert, welcher im Bereich von einigen Millimetern bis Zentimetern liegt. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Betrag zwischen 5 Millimetern und 3 Zentimetern, insbesondere zwischen 1 Zentimeter und 2,5 Zentimetern erwiesen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Außenumfang des trommelförmigen Grundkörpers ein Blechring angeschweißt ist, in welchem die Meißel und die Schneidzähne einer Umfangsreihe angeordnet sind. Der Blechring trägt also die unterschiedlichen Fräswerkzeuge in Form von Meißeln und Schneidzähnen und gewährleistet die Anordnung der Schneidzähne und der Meißel in einer Linie beziehungsweise Umfangsreihe um den Grundkörper des Fräsrades. Der Blechring erstreckt sich in einer zur Drehachse des Fräsrades senkrechten Ebene. Er kann einstückig oder aus mehreren Blechringsegmenten gebildet sein, wobei zwischen einzelnen Blechringsegmenten auch Freiräume oder Abstände gebildet sein können.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass der Blechring radial offene erste Ausnehmungen, welche zur Aufnahme der Meißel angepasst sind, und radial offene zweite Ausnehmungen, welche zur Aufnahme der Schneidzähne angepasst sind, aufweist. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Ausnehmungen unterschiedlich ausgestaltet und gezielt auf die Schneidzähne beziehungsweise die Meißel abgestimmt. Beispielsweise können die Ausnehmungen für die Schneidzähne eine U-Form aufweisen, um Schneidzähne mit einem U-förmigen Befestigungsbereich aufzunehmen. Zur Aufnahme der Meißel oder für sogenannte Flachzähne können in Umfangsrichtung geneigte Ausnehmungen vorgesehen sein. Die Ausnehmungen für die Flachzähne sind hierbei vorzugsweise stärker in Umfangsrichtung geneigt als die Ausnehmungen für die Meißel. Die Schneidzähne beziehungsweise die Meißel können entweder direkt oder mit zusätzlichen Haltern, Adaptern oder Buchsen in den Ausnehmungen des Blechrings befestigt sein.
Vorzugsweise sind in den Blechring Aufnahmebuchsen zur lösbaren Halterung der Meißel und/oder der Scheidzähne eingesetzt. Die Aufnahmebuchsen weisen vorzugsweise eine Einstecköffnung zur Aufnahme eines Schaftes des Fräswerkzeugs auf. Insbesondere zur Aufnahme von Rundschaftmeißeln oder Rundschaftzähnen mit einem runden Befestigungsschaft können die Aufnahmebuchsen runde Aufnahmeöffnungen aufweisen. Die Aufnahmebuchse kann insbesondere ein Gleitlager für einen Meißel bereitstellen, in welchem ein Lagerschaft des Meißels drehbar um seine durch die Abtragsspitze verlaufende Längsachse gelagert ist.
Die Aufnahmebuchsen weisen vorzugsweise eine kalottenförmige Basisfläche für eine Befestigung in wahlweise unterschiedlichen Ausrichtungen an dem Blechring auf. Zum Ausstoßen eines in der Aufnahmebuchse aufgenommenen Fräswerkzeugs kann an der Aufnahmebuchse eine Ausstoßeröffnung ausgebildet sein, welche mit der Aufnahmeöffnung kommuniziert. Über ein Ausstoßerwerkzeug kann das Fräswerkzeug aus der Aufnahmebuchse ausgetrieben werden.
Insbesondere zur Bereitstellung eines Vollschnittfräsrades ist es bevorzugt, dass die einzelnen Aufnahmebuchsen, insbesondere für die Meißel, in unterschiedlichen Ausrichtungen in dem Blechring angeordnet sind. Die unterschiedlichen Ausrichtungen können axiale und/oder radiale Anstellwinkel betreffen. Die Aufnahmebuchsen sind vorzugsweise lösbar an dem Blechring befestigt. Beispielsweise können die Aufnahmebuchsen an den Blechring angeschweißt oder in diesen eingepresst sein, wobei sie zum Auswechseln herausgeschlagen werden müssen.
Die Flexibilität des Fräsrades kann weiter dadurch erhöht werden, dass in der mindestens einen Umfangsreihe unterschiedliche Arten von Schneidzähnen angeordnet sind. Beispielsweise können einerseits Schneidzähne für sandige Böden und andererseits Schneidzähne für bindige Böden eingesetzt werden. Auch ist es denkbar, Schneidzähnen für Kiesböden oder weichere Gesteinsschichten vorzusehen.
An dem Außenumfang des trommelförmigen Grundkörpers ist vorzugsweise eine Mehrzahl von Umfangsreihen gebildet. Für eine effektive Durchfräsung harter Gesteinschichten ist es dabei vorteilhaft, dass in zumindest einer axial äußeren Umfangsreihe, vorzugsweise in beiden axial äußeren Umfangsreihen, ausschließlich Meißel angeordnet sind. Die Meißel sind hierbei vorzugsweise zumindest überwiegend nach axial außen hin angestellt.
Das Fräsrad ist an einer Schlitzwandfräse üblicherweise an einem Frässchild gelagert. Um beim Abteufen der Schlitzwandfräse auch den Bereich unterhalb des Frässchildes abfräsen zu können, ist es bevorzugt, dass in einer axial äußeren Umfangsreihe mindestens ein Meißel und/oder Schneidzahn in einer schwenkbar gelagerten Halterung angeordnet ist. Die Halterung ist dabei derart gelagert, dass der Meißel und/oder Schneidzahn unterhalb des Frässchildes ausschwenkbar und beim Passieren des Frässchildes nach innen einschwenkbar ist.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Schlitzwandfräse zum Herstellen eines Frässchlitzes im Boden, mit einem Rahmen, an welchem mehrere Fräsräder paarweise drehbar gelagert sind. Die Fräsräder sind über ein Fräsradgetriebe rotierend antreibbar. Vorzugsweise befinden sich an einem unteren Ende der Schlitzwandfräse zumindest zwei Paare von Fräsrädern, die jeweils koaxial zueinander angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist an der Schlitzwandfräse zumindest ein Fräsrad, wie beschrieben, ausgebildet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes im Boden ist es bevorzugt, dass in einem Frässtich zumindest eine Bodenschicht mit hartem Bodenmaterial, welches zumindest überwiegend durch die Meißel abgetragen wird, und zumindest eine Bodenschicht mit weichem Bodenmaterial durchfräst wird, welches zumindest überwiegend mittels der Schneidzähne abgetragen wird.
Der trommelförmige Grundkörper des Fräsrades stellt insbesondere eine Nabe des Fräsrades dar. Die Nabe ist vorzugsweise hülsenförmig gestaltet und kann zur Aufnahme eines Getriebes ausgebildet sein.
Im Laufe des Betriebs der Schlitzwandfräse beziehungsweise des Fräsrades verschleißen die Fräswerkzeuge. Die Schneidzähne und die Meißel sind daher vorzugsweise lösbar in den Halterungen des Fräsrades befestigt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen weiter erläutert. Hierin zeigt:

Fig. 1:: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fräsrades;
Fig. 2:: eine seitliche Aussicht auf das Fräsrad;
Fig. 3:: eine Schlitzwandfräse, an welcher mehrere erfindungsgemäße Fräsräder angeordnet sind und
Fig. 4:: eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Fräsrades im Bereich von Räumerplatten.

In sämtlichen Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Komponenten mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das in den Figuren dargestellte Fräsrad 10 umfasst einen trommelförmigen Grundkörper 12, welcher eine Nabe des Fräsrades bildet. An einer äußeren, zylinderförmigen Mantelfläche 16 des Fräsrades 10 sind in mehreren Umfangsreihen 14 eine Vielzahl von Fräswerkzeugen in Form von Meißeln 40 und Schneidzähnen 50 vorgesehen. In einer Umfangsreihe 14 sind abwechselnd Meißel 40 und Schneidzähne 50 angeordnet.
Das Fräsrad 10 umfasst eine Mehrzahl von feststehenden, also unbeweglichen Halterungen 30 zum Aufnehmen und Halten der Fräswerkzeuge. Die Halterungen 30 sind aus Blechringen 20 gebildet, in welche zur Aufnahme der Fräswerkzeuge Aufnahmebuchsen 32 oder Meißelhalter eingesetzt sein können. Die Meißel 40 und die Schneidzähne 50 sind in voneinander getrennten, eigenständigen Aufnahmen angeordnet.
Die ringförmige Außenmantelfläche des Fräsrades 10 trägt in vorbestimmten Abständen in axialer Richtung mehrere Blechringe 20, die sich in einer zur Drehachse des Fräsrades 10 senkrechten Ebene erstrecken. Die Blechringe 20 erstrecken sich radial und in Umfangsrichtung um das Fräsrad 10 und können aus einzelnen Blechringsegmenten 22 aufgebaut sein. Jedes einzelne Blechringsegment 22 kann sowohl Meißel 40 als auch Schneidzähne 50 tragen.
In dem Blechring 20 sind unterschiedliche, radial nach außen offene Ausnehmungen 24, 25, 26 gebildet, in welchen die Meißel 40 beziehungsweise die Schneidzähne 50 fest gehaltert werden können.
Bei den Meißeln 40 handelt es sich in der dargestellten Ausführungsform um sogenannten Rundschaftmeißel mit einem zylinderförmigen Befestigungsschaft. Die Meißel 40 weisen eine im Wesentlichen punktförmige Abtragsspitze 42 auf, welche in einer Mittenachse des Meißels 40 angeordnet ist. Die Meißel 40 sind in die Aufnahmebuchsen 32 eingesteckt, welche etwa kalottenförmig gestaltet sind. Die Aufnahmebuchsen 32 weisen zur Aufnahme des Befestigungsschaftes eine Aufnahmebohrung auf. Die Meißels 40 können drehbar in den Aufnahmebuchsen 32 gelagert sein.
Als Schneidzähne 50 beziehungsweise Fräszähne umfasst das Fräsrad 10 eine Mehrzahl von Flachzähnen 54 mit einer linienförmigen Schneide oder Schneidkante 52 für einen großflächigen Bodenabtrag. Die Schneidzähne 50 beziehungsweise Flachzähne 54 sind ebenfalls in Aufnahmebuchsen 32 aufgenommen. Die Schneidkante 52 befindet sich an einem axialen Ende des Schneidzahns 50 und erstreckt sich quer zur Umlaufbahn des Schneidzahns 50 um die Drehachse des Fräsrades 10. Sie ist dazu ausgebildet, in weiches Bodenmaterial einzudringen und dieses über die Länge der Schneidkante 52 abzutragen. Die Flachzähne 54 umfassen einen Schaft, welcher in die Aufnahmebuchse 32 eingesteckt und darin fixiert ist. Außerdem sind an den Blechringen 20 etwa hufeisenförmig gestaltete Aufnahmen 26 für weitere Schneid- oder Fräszähne mit linienförmigen Schneidkanten vorgesehen.
Jedem Schneidzahn 50 sind in Drehrichtung des Fräsrades 10 mehrere Meißel 40 vorgelagert. Die dem Schneidzahn 50 vorgelagerten Meißel 40 sind in unterschiedlichen Anstellwinkeln an dem Blechring 20 befestigt. Für einen leichteren Austausch der Meißel 40 sind hierbei die entsprechenden Aufnahmebuchsen 32 in unterschiedlichen Ausrichtungen fest an dem Blechring 20 montiert und die Meißel 40 austauschbar in den Aufnahmebuchsen 32 aufgenommen.
Um einen Vollschnitt des Fräsrades 10 zu erzeugen, sind in einer Umfangsreihe 14 zumindest einige der Meißel 40 axial in eine erste Richtung angestellt und eine weitere Meißel 40 axial in eine entgegengesetzte Richtung angestellt. Die einem Schneidzahn 50 vorgelagerten Meißel 40 sind an die Ausrichtung des Schneidzahns 50 angepasst. Ist der Schneidzahn 50 beispielsweise axial angestellt, so sind auch die vorgelagerten Meißel 40 in entsprechender Weise axial angestellt.
Zur Minimierung des Verschleißes der Schneidzähne 50 beim Durchfräsen von hartem Gestein, beispielsweise Fels, können die Meißel 40 gegenüber dem Schneidzähnen 50 in radialer Richtung um einen definierten Betrag vorstehen.
An einer axial inneren Seite des Fräsrades 10, welche dem Frässchild zugewandt ist, sind mehrere Meißel 40 an einer schwenkbar gelagerten Halterung 36 aufgenommen. Durch die schwenkbare Halterung 36 kann durch Ausschwenken Boden unterhalb eines Frässchildes 4 abgetragen werden, während die Meißel 40 zum Passieren des Frässchildes in einem oberen Bereich eingeschwenkt werden können. An den äußeren Umfangsreihen 14a sind ausschließlich Meißel 40 angeordnet, während an den inneren Umfangsreihen 14b erfindungsgemäß in jeder Umfangsreihe sowohl Meißel 40 als auch Schneidzähne 50 vorgesehen sind.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse 1 mit mehreren Fräsrädern 10 mit jeweils horizontal ausgerichteter Drehachse. Bei dieser Ausführungsform sind in den äußeren Umfangsreihen 14a feststehende Schneidzähne 50 und schwenkbar gelagerte Meißel 40 angeordnet. Die Schlitzwandfräse 1 umfasst einen Rahmen 2, an dem mehrere Fräsräder 10 paarweise drehbar gelagert sind. Der Rahmen 2 umfasst zur Lagerung eines Fräsradpaares jeweils ein Frässchild 4, welches zwischen jeweils zwei Fräsrädern 10 angeordnet ist und die Fräsräder 10 trägt. Wie der Fig. 3 zu entnehmen, ist der Blechring 20 in der dargestellten Ausführungsform aus einzelnen, beabstandeten Blechringsegmenten 22 gebildet. Zum Zuführen eines Stützmediums oder einer aushärtbaren Suspension in den Schlitz oder zum Abführen des abgetragenen Bodens ist eine Förderleitung 6 angeordnet, an deren unterem Ende eine Öffnung ausgebildet ist.
Zwischen den einzelnen Umfangsreihen 14 der Fräsräder 10 können Räumerplatten 60 eingreifen, die an dem Rahmen 2 befestigt sind und Boden aus einem Zwischenraum 15 zwischen den Umfangsreihen 14 ableiten. Zwei Räumerplatten 60 zum Reinigen des Bereichs zwischen jeweils zwei benachbarten Umfangsreihen 14 von Fräswerkzeugen sind in Fig. 3 schematisch angedeutet. Die Räumerplatten 60 dienen dazu, insbesondere weiches Boden- oder Lehmmaterial, welches den Bereich zwischen den Halteplatten zusetzen kann, zu entfernen. Zusätzlich zum Abtransport des Bodenmaterials können die Räumerplatten 60 auch dazu vorgesehen und eingerichtet sein, von den Fräswerkzeugen hochgefördertes hartes Material, beispielsweise Steine, zu zerkleinern. Eine Räumerplatte 60 weist eine Leitplatte oder Leitfläche 68 zum Leiten des Bodenmaterials auf. Zusätzlich ist eine Brech- oder Zerkleinerungskante 70 zum Zerkleinern von Gestein vorgesehen.
Fig. 4 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines Ausschnitts eines Fräsrads 10 entlang einer zur Drehachse 11 des Fräsrades 10 parallelen Ebene. An einem radial außen liegenden Bereich der plattenförmigen Halterungen 30 sind unter anderem Fräswerkzeuge in Form von Meißeln 40 angeordnet. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, können die Meißel 40 eine Breite aufweisen, die größer ist, als eine Breite der plattenförmigen Halterungen 30. Die Meißel 40 stehen also in Axialrichtung des Fräsrades 10 gegenüber den plattenförmigen Halterungen 30 vor. Zwischen den Meißeln 40 und der Mantelfläche 16 des trommelförmigen Grundkörpers 12, welcher auch als Fräsradtrommel bezeichnet werden kann, wird somit ein Hinterschnittbereich 18 gebildet. Der Hinterschnittbereich 18 wird nach radial außen von den Meißeln 40 begrenzt.
In den Zwischenraum 15 zwischen den Umfangsreihen 14 greift zumindest eine Räumerplatte 60 ein, die an dem Rahmen 2 der Schlitzwandfräse 1 befestigt ist. Die Räumerplatte 60 weist einen Befestigungsabschnitt 61 auf, welcher am Rahmen 2 befestigt ist. Des Weiteren umfasst die Räumerplatte 60 einen radial äußeren Bereich 62 zwischen den Fräswerkzeugen und ein radial innen liegendes freies Ende 64 zwischen zwei Halterungen 30.
An dem freien Ende 64 beziehungsweise an einem radial inneren Bereich der Räumerplatte 60 ist eine Auskragung 66 ausgebildet, die in den radial innerhalb des Fräswerkzeugs gebildeten Hinterschnittbereich 18 hineinragt. Die Auskragung 66 stellt eine Verbreiterung der Räumerplatte 60 dar. Die Räumerplatte 60 weist also an ihrem freien Ende 64 eine größere Breite auf als an ihrem radial äußeren Bereich 62. Genauer gesagt weist die Räumerplatte 60 an ihrem freien Ende 64 eine größere Breite auf als in einem Bereich, welcher sich zwischen zwei Fräswerkzeugen erstreckt.
Die Räumerplatte 60 weist einen etwa dreieckig geformten Querschnittsbereich auf, welcher zwischen zwei Umfangsreihen 14 in zwei benachbarte Hinterschnittbereiche 18 hineinragt. Der dreieckige Querschnittsbereich erstreckt sich vom freien Ende 64 radial nach außen bis in einen Bereich zwischen den Fräswerkzeugen hinein. Die Breite des freien Endes 64 der Räumerplatte 60 entspricht im Wesentlichen dem Abstand zwischen zwei benachbarten plattenförmigen Halterungen 30, während die Breite des radial äußeren Bereichs 62 etwa dem Abstand zwischen zwei Fräswerkzeugen benachbarter Umfangsreihen 14 entspricht.
Die Ausgestaltung eines bevorzugten meißelförmigen Fräswerkzeugs 40 wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Das Fräswerkzeug in Form eines Meißels 40, beispielsweise eines Rundschaftmeißels, umfasst eine Mehrzahl von punktförmigen Abtragsspitzen 42, die ringförmig an einem Meißelkopf angeordnet sind. Fig. 4 zeigt die Meißel 40 in einer seitlichen Ansicht in Drehrichtung des Fräsrades 10. Die axial äußeren Abtragsspitzen 42a sind gegenüber der Radialen stärker geneigt als die axial inneren Abtragsspitzen 42b. Zudem ist der Abstand zwischen den axial äußeren Abtragsspitzen 42a in Axialrichtung geringer als der Abstand zwischen den axial inneren Abtragsspitzen 42b. Durch diese Gestaltung der Fräswerkzeuge kann ein besonders effektiver Vollschnitt eines Fräsrades 10 erzeugt werden. Die stärker geneigten, äußeren Abtragsspitzen 42a sorgen für ein effektives Abplatzen von Boden 100, so dass auch im Bereich zwischen zwei Umfangsreihen 14, durch welchen die Räumerplatte 60 hindurchragt, effizient Boden 100 abgetragen werden kann.
Das Abtragen von Boden 100 mittels der dargestellten Fräswerkzeuge ist in der oberen Darstellung von Fig. 4 schematisch angedeutet. Die erfindungsgemäß angeordneten Abtragsspitzen 42 bewirken bei einer bestimmungsgemäßen Rotation des Fräsrades 10 eine im Querschnitt etwa wannenförmige Abtragsfläche.
Die erfindungsgemäße Räumerplatte 60 entfernt zuverlässig Bodenmaterial aus den Hinterschnittbereichen 18 zwischen zwei Umfangsreihen 14 und erhöht somit durch Verhindern des Zusetzens der Zwischenräume 15 zwischen den Umfangsreihen 14 die Effizienz des Fräsvorgangs. Insbesondere stellt die Auskragung 66 der Räumerplatte eine Möglichkeit bereit, bei einem Fräsrad mit Meißeln 40 zum Abtragen von hartem Bodenmaterial, insbesondere Fels- und Gesteinsschichten, Bodenmaterial zuverlässig aus dem Zwischenraum 15 zwischen den Halteplatten 30 zu entfernen. Die Räumerplatte 60 eignet sich insbesondere auch für den Einsatz in Fräsrädern mit unterschiedlichen Fräswerkzeugen, beispielsweise sowohl Zähnen mit linienförmiger Schneidkante als auch Meißeln mit punktförmiger Abtragsspitze.
Die erfindungsgemäße Schlitzwandfräse und das erfindungsgemäße Fräsrad ermöglichen eine besonders effiziente und wirtschaftliche Erstellung eines Frässchlitzes, insbesondere bei dem Durchfräsen von unterschiedlich harten Bodenschichten. Das erfindungsgemäße Fräsrad stellt ein Multifunktionsrad dar.

Claims

Fräsrad für eine Schlitzwandfräse (1) mit einem trommelförmigen Grundkörper (12), an dessen Außenumfang in zumindest einer Umfangsreihe (14) feststehende Halterungen (30) angeordnet sind, in welchen Fräswerkzeuge zum Abtragen von Boden aufgenommen sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der zumindest einen Umfangsreihe (14) als Fräswerkzeuge sowohl Meißel (40) mit einer im Wesentlichen punktförmigen Abtragsspitze (42) als auch Schneidzähne (50) mit einer im Wesentlichen linienförmigen Schneidkante (52) angeordnet sind.
Fräsrad nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass einem Schneidzahn (50) in eine Abtragsdrehrichtung des Fräsrades (10) zumindest ein Meißel (40) derart vorgelagert ist, dass der Schneidzahn (50) in einem Abtragsschatten des zumindest einen Meißels (40) angeordnet ist.
Fräsrad nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass einem Schneidzahn (50) in eine Abtragsdrehrichtung mehrere Meißel (40) vorgelagert sind, welche in unterschiedlichen Anstellwinkeln ausgerichtet sind.
Fräsrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der mindestens einen Umfangsreihe (14) eine Gruppe von Meißeln (40) aus zumindest drei Meißeln (40a, 40b, 40c) gebildet ist, wobei ein erster Meißel (40a) radial ausgerichtet ist, ein zweiter Meißel (40b) in eine Achsrichtung des Fräsrades (10) seitlich angewinkelt ist und ein dritter Meißel (40c) in eine entgegengesetzte Achsrichtung seitlich angewinkelt ist.
Fräsrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass einem Schneidzahn (50) in eine Abtragsdrehrichtung zumindest ein Meißel (40) vorgelagert ist, wobei die Abtragsspitze (42) des Meißels (40) gegenüber der Schneidkante (52) des Schneidzahns (50) in radialer Richtung definiert vorragt.
Fräsrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Außenumfang des trommelförmigen Grundkörpers (12) ein Blechring (20) angeschweißt ist, in welchem die Meißel (40) und die Schneidzähne (50) einer Umfangsreihe (14) angeordnet sind.
Fräsrad nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Blechring (20) radial offene erste Ausnehmungen (24), welche zur Aufnahme der Meißel (40) angepasst sind, und radial offene zweite Ausnehmungen (25), welche zur Aufnahme der Schneidzähne (50) angepasst sind, aufweist.
Fräsrad nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass in den Blechring (20) Aufnahmebuchsen (32) zur lösbaren Halterung der Meißel (40) und/oder der Schneidzähne (50) eingesetzt sind.
Fräsrad nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelnen Aufnahmebuchsen (32) in unterschiedlichen Ausrichtungen in dem Blechring (20) angeordnet sind.
Fräsrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der mindestens einen Umfangsreihe (14) unterschiedliche Arten von Schneidzähnen (50) angeordnet sind.
Fräsrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Außenumfang des trommelförmigen Grundkörpers (12) eine Mehrzahl von Umfangsreihen (14) gebildet ist und
dass in zumindest einer axial äußeren Umfangsreihe (14a) ausschließlich Meißel (40) angeordnet sind.
Fräsrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einer axial äußeren Umfangsreihe (14a) mindestens ein Meißel (40) und/oder Schneidzahn (50) in einer schwenkbar gelagerten Halterung. (36) angeordnet ist.
Schlitzwandfräse zum Herstellen eines Frässchlitzes im Boden, mit einem Rahmen (2), an welchem mehrere Fräsräder (10) paarweise drehbar gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Fräsrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
Verfahren zum Erstellen eines Frässchlitzes in einem Boden,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schlitzwandfräse (1) nach Anspruch 13 in den Boden eingebracht und der Boden durch Fräswerkzeuge abgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Frässtich zumindest eine Bodenschicht mit hartem Bodenmaterial, welches zumindest überwiegend durch die Meißel (40) abgetragen wird, und zumindest eine Bodenschicht mit weichem Bodenmaterial durchfräst wird, welches zumindest überwiegend mittels der Schneidzähne (50) abgetragen wird.