EP3725951B1 - Schlitzwandgreifvorrichtung und verfahren zum erstellen eines schlitzes im boden - Google Patents

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EP3725951B1
EP3725951B1 EP19170138.2A EP19170138A EP3725951B1 EP 3725951 B1 EP3725951 B1 EP 3725951B1 EP 19170138 A EP19170138 A EP 19170138A EP 3725951 B1 EP3725951 B1 EP 3725951B1
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EP
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grab
trench
trench wall
ground
control unit
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Jürgen Heilgemeir
Stefan Roth
Johannes Sedlmeier
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Bauer Maschinen GmbH
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Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
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    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)

Definitions

  • the invention relates to a diaphragm wall gripping device for creating a trench in the ground, with a carrier device and a diaphragm wall gripper, which is mounted on the carrier device in a substantially vertically adjustable manner, the diaphragm wall gripper having a gripper frame, at the lower end of which two gripper shovels are arranged, which are activated by means of an actuating device are adjustable between an open position for receiving soil material and a closed position for discharging received soil material from the slot, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for creating a trench in the ground, with a trench wall grab having a grab frame at the lower end of which two grab shovels are arranged which, by means of an actuating device, can be moved between an open position for picking up soil material and a closed position for removing picked soil material are displaceable from the slot, the diaphragm wall grab is introduced essentially vertically into a soil with open grab shovels, the grab shovels are closed to grab and take up soil material and the diaphragm wall grab with the picked up soil material is pulled out of the soil to form the slot, according to the preamble of claim 7.
  • a generic diaphragm wall grab is from the EP 1 950 353 B1 out. Such devices are used to dig recesses or slots in the ground, which are primarily required to create so-called slotted or sealing walls in the ground.
  • the diaphragm wall grab is usually lowered into the ground with the grab buckets open, penetrating the top of the soil. By closing the grab shovels, soil material is grabbed and picked up in the diaphragm wall grab with the grab shovels then closed.
  • the filled trench wall grab is then pulled out of the trench and moved to a dumping site. A new gripping process is then carried out until the desired final depth of the slot is reached.
  • Slots for diaphragm or sealing walls can reach depths of up to 50 meters or more.
  • the cross-section of the trench created with the diaphragm wall grab is around one meter wide and between 1.5 and 3 meters long. Due to this slot cross-section and the usual slot depths, there is often no way for a grab operator to visually check whether and to what extent a trench wall grab is filled during a grab operation.
  • the aim is to carry out the specified slot depth with as few gripping and emptying processes as possible.
  • the process of pulling the trench wall grab out of the trench and moving it to a dumping position and then lowering it back into working position is particularly time consuming.
  • the JP H03 241 118 A discloses a trench wall grab according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 7.
  • the actual degree of filling is determined by a measuring transducer on the boom tip.
  • appropriate measures are initiated.
  • an automatic grab is initiated, which takes place from a specified drop height of between approx. 0.5 - 1 m.
  • the filling quantity is determined between the individual follow-up strokes. As soon as a certain filling level is reached, the diaphragm wall grab is pulled out of the ground and the grab filling is emptied into a transport vehicle.
  • the invention is based on the object of specifying a trench wall gripping device and a method for creating a trench in the ground, with which a trench can be created particularly efficiently.
  • the object is achieved on the one hand by a diaphragm wall gripping device having the features of claim 1 and on the other hand by a method the features of claim 7 solved.
  • Preferred embodiments of the invention are specified in the respective dependent claims.
  • the diaphragm wall grabbing device is characterized in that a determination device is provided which is designed to determine an actual amount of soil material which is picked up by the grab shovels in the closed position, that a control unit is provided which is connected to the determination device and in which stores a target quantity of soil material to be picked up by the slurry wall grab, and that the control unit is designed to compare the recorded actual quantity with the stored target quantity and to emit a signal to repeat a gripping process if the recorded actual quantity of deviates from the stored target quantity.
  • a basic idea of the invention can be seen in using a control unit to monitor the degree of filling of the gripper scoops in the closed position in order to open the gripper scoops in the slot if they are insufficiently or excessively filled and to repeat the gripping process. In this way, inefficient lifting processes with an insufficiently or excessively filled diaphragm wall grab can be avoided, thereby avoiding time-consuming displacement movements of the insufficiently or excessively filled diaphragm wall grab to an emptying position from the trench.
  • the stored target quantity can represent an individual value, in particular a lower limit value, or a quantity range with a lower and upper limit value.
  • the control unit can only issue a warning signal to a machine operator, who then decides to open the grab buckets himself.
  • the actual amount of soil material in the slurry wall grab is automatically determined by the control unit in an automatic mode using a determination device.
  • An actual quantity can be determined with a high degree of reliability by a determination device even in the case of relatively deep slits.
  • This automatic determination and automatic checking of a recorded actual quantity with a predetermined target quantity of soil material to be picked up can ensure that only diaphragm wall grabs with a minimum filling, which can be between 50% and 100% of the maximum grab filling, are pulled out of the slot will.
  • the specified and stored value of the target quantity can change depending on the slot depth reached, in accordance with software in the control unit, in particular to increase as the slot depth increases.
  • the number of repeated gripping processes can also have an influence on the specified target quantity, with the target quantity being able to decrease with the number of repeated gripping processes before the diaphragm wall grab is emptied again.
  • the signal can be used by the control unit to indicate to a machine operator that the grab shovels are to be opened in order to ensure an efficient lifting process.
  • the grab shovels can be opened automatically when a signal is output by the control unit.
  • the further process of repeating the gripping process can also be initiated automatically by the control unit in this automatic mode.
  • a preferred development of the invention is that the diaphragm wall grab is mounted on the carrier device with a cable or a rod and that the determination device has a force measuring element in which a weight force acting on the cable or the rod is used as a measure of the actual quantity taken up Soil material can be detected.
  • a force measuring element can in particular when lifting the diaphragm wall grab after closing the grab shovels and picking up the soil material, a reliable determination can be made of how much filling the diaphragm wall grab has picked up. If this actual amount of soil material taken up is equal to the specified target amount, the trench wall grab is moved out of the trench to the emptying position.
  • the determination device has a path measuring element, with which a penetration depth of the trench wall grab into the ground before the grab shovels close can be detected.
  • the penetration depth recorded in this way can be forwarded to the control unit, with the penetration depth being able to influence the control.
  • the penetration depth allows conclusions to be drawn about the (expected) fill level of the grab buckets.
  • the control unit is designed such that, for repeating a gripping process, the trench wall grab is automatically raised by means of a lifting device to a predeterminable height above a base of the trench and lowered from the predeterminable height with open grab shovels back into the ground.
  • the height of the re-lifting of the diaphragm wall grab is made dependent on the detected actual quantity and/or the penetration depth during the previous grab process by the control unit. With an increasing height and a subsequent lowering of the trench wall grab, preferably in a free-fall mode, a stronger penetration of the open grab shovels into the ground and thus a higher degree of filling can be achieved. Lowering the height decreases the degree of filling.
  • control unit is designed to switch from an automatic mode for carrying out a gripping process to a manual operating mode if the actual quantity recorded in the diaphragm wall gripper corresponds to the stored target quantity. In this embodiment, therefore, only the gripping operation is carried out automatically, while the subsequent operation of extracting the diaphragm wall grab from the ground and emptying it are carried out manually.
  • control unit is designed to automatically pull the diaphragm wall grab out of the slot in the ground and move it to an emptying position in an automatic mode for carrying out a grab process after the target quantity has been reached.
  • a return into the slot for a further gripping process can also take place in the automatic mode. This results in an efficient automatic operation of the diaphragm wall gripping device.
  • the method according to the invention is characterized in that a determination device is used to determine an actual quantity of soil material which is picked up by the grab shovels in the closed position, that the determination device is connected to a control unit which compares the detected actual quantity with a predetermined target - Compares the amount of soil material to be picked up by the slurry wall grab, and that the control unit outputs a signal to repeat a grabbing process if the actual amount detected differs from the stored target amount.
  • the method according to the invention can be carried out in particular with the diaphragm wall gripping device described above.
  • the advantages described above can be achieved in this way.
  • the gripper shovels are automatically opened by the control unit if the detected actual quantity deviates from the stored target quantity. This avoids unnecessary lifting operations.
  • the further process of repeating the gripping can preferably also be carried out in automatic mode.
  • a preferred variant of the method consists in the control unit for repeating a gripping process lifting the trench wall grab by means of a lifting device up to a predeterminable height above a bottom of the trench and from there lowering it back into the ground with the grab shovels open.
  • the lowering can take place in particular in a free-fall mode of the lifting device.
  • the control unit can vary the height up to which the diaphragm wall grab is lifted again.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention is that the control unit switches from an automatic mode for carrying out a gripping operation to a manual operation mode when the actual quantity recorded in the diaphragm wall grab corresponds to the stored target quantity.
  • a semi-automatic system is implemented, with a differentiated emptying of the gripper still being made possible by an operator.
  • control unit it is advantageous for the control unit to automatically pull the diaphragm wall gripper out of the slot in the ground and move it to an emptying position when the target quantity is reached in an automatic mode for carrying out a gripping process. This enables full automatic operation, which supports efficient operation of the diaphragm wall gripping device.
  • a further preferred variant is that the trench wall grab is introduced into the ground in a free-fall module.
  • a holding device such as the cable winch of a retaining cable, can be released so that the diaphragm wall grab accelerates due to its weight and can penetrate the ground.
  • the diaphragm wall grab is advantageous for the diaphragm wall grab to be introduced into the soil with a predetermined force.
  • the diaphragm wall gripping device is provided with a linear element, in particular a hydraulic cylinder, with which the diaphragm wall gripper can be moved downwards with a predetermined force.
  • the slot is filled with a suspension during construction or subsequently, and that the suspension hardens in the slot and a slot wall segment is thus produced.
  • the invention is explained below using a preferred exemplary embodiment, which is shown schematically in the single drawing figure.
  • the drawing shows a side view of a trench wall gripping device 10 according to the invention in a partially created trench 7 in the ground 5.
  • the trench wall grab device 10 has a trench wall grab 12 with a scaffold-like grab frame 14 .
  • two gripper scoops 16 are mounted by means of swivel joints 17 .
  • the two gripper scoops 16 are in an open position in the illustration shown, with teeth 18 arranged on the gripper scoops 16 pointing downwards. In this open position, the trench wall grab 12 is lowered into the ground 5, with the teeth 18 penetrating into the ground 5.
  • An actuating device 20 with a hydraulic cylinder 22 which extends in a longitudinal direction of the gripper frame 14 is arranged on the gripper frame 14 . In the position shown, a piston rod 24 is retracted into the hydraulic cylinder 22 .
  • a carriage element 26 is mounted in a linearly displaceable manner along a longitudinally directed guide 15 on the gripper frame 14 .
  • An eye of the piston rod 24 and, on the other hand, upper ends of two levers 28 are articulated on the carriage element 20 .
  • the lower ends of the levers 28 are connected in an articulated manner to a grab bucket 16 in each case.
  • the slide element 26 By extending the piston rod 24 downwards out of the hydraulic cylinder 22 , the slide element 26 is moved downwards along the linear guide 15 . In doing so, the levers 28 exert a compressive force downwards on the gripper scoops 16 . These are thereby moved about their respective pivot joints 17 on the gripper frame 14 from the open position shown into a closed position in which the two gripper scoops 16 rest against one another. During this closing movement, the gripper scoops 16 penetrate the soil 5 with their teeth 18 and thus pick up soil material between the gripper scoops 16 .
  • the diaphragm wall grab 12 is pulled up by a carrier device (not shown) by means of a rope 32 .
  • the rope 32 stands with the Trench wall grab 12 via a suspension device 30 which is attached to an upper end of the grab frame 14.
  • a determination device 40 can be arranged in the area of the suspension device 30, which is designed, for example, as a force-measuring element, in particular a so-called load cell. In this way, a suspension load, which is caused by the trench wall grab 12, can be determined.
  • a weight of the soil material picked up by the grab buckets 16 can be determined as a value for the actual quantity by simply comparing the suspension load before and after closing.
  • the measured value determined is preferably forwarded wirelessly by the determination device 40 to a control unit, which is preferably located on the carrier device (not shown).
  • the value of the detected actual quantity is compared in the control unit with a stored value of a target quantity, which represents a measure of the minimum amount of soil material to be picked up by the diaphragm wall grab. If the actual amount taken is less than the intended target amount, the trench wall grab 12 is not pulled up out of the slot 7 and the grab shovels 16 are opened again from the closed position to the open position shown in the figure. The grab shovels 16 are still emptying in the slot 7.
  • the trench wall grab 12 can be moved downwards again, preferably in a free-fall mode, for further penetration of the grab shovels 16 with the teeth 18 into the soil 5 .
  • the grab shovels 16 are then closed again and, as previously described, the trench wall grab 12 is raised further with a determination of the actual amount of soil material picked up and a comparison with the target amount. If the actual quantity is still less than the target quantity, the process is repeated, optionally with a different, in particular larger, specified gripper height.
  • the specified target quantity is exceeded, the trench wall grab 12 is pulled completely out of the trench 7 and moved to an emptying position. The trench wall grab 12 can then be moved back into the slot 7 for another grab operation.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schlitzwandgreifvorrichtung zum Erstellen eines Schlitzes im Boden, mit einem Trägergerät und einem Schlitzwandgreifer, welcher im Wesentlichen vertikal verstellbar an dem Trägergerät gelagert ist, wobei der Schlitzwandgreifer einen Greiferrahmen aufweist, an dessen unterem Ende zwei Greiferschaufeln angeordnet sind, welche mittels einer Betätigungseinrichtung zwischen einer Öffnungsposition zum Aufnehmen von Bodenmaterial und einer Schließposition zum Abführen von aufgenommenem Bodenmaterial aus dem Schlitz verstellbar sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Erstellen eines Schlitzes im Boden, wobei ein Schlitzwandgreifer, welcher einen Greiferrahmen aufweist, an dessen unterem Ende zwei Greiferschaufeln angeordnet sind, welche mittels einer Betätigungseinrichtung zwischen einer Öffnungsposition zum Aufnehmen von Bodenmaterial und einer Schließposition zum Abführen von aufgenommenem Bodenmaterial aus dem Schlitz verstellbar sind, der Schlitzwandgreifer im Wesentlichen vertikal in einen Boden mit geöffneten Greiferschaufeln eingebracht wird, zum Greifen und Aufnehmen von Bodenmaterial die Greiferschaufeln geschlossen werden und zum Bilden des Schlitzes der Schlitzwandgreifer mit dem aufgenommenen Bodenmaterial aus dem Boden gezogen wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Ein gattungsgemäßer Schlitzwandgreifer geht aus der EP 1 950 353 B1 hervor. Derartige Geräte dienen zum Ausheben von Ausnehmungen oder Schlitzen im Boden, welche vornehmlich zur Erstellung von sogenannten Schlitz- oder Abdichtwänden im Boden benötigt werden. Der Schlitzwandgreifer wird üblicherweise mit geöffneten Greiferschaufeln in den Boden abgesenkt, wobei die Greiferschaufeln in den oberen Bereich des Bodens eindringen. Durch Schließen der Greiferschaufeln wird Bodenmaterial gegriffen und in dem Schlitzwandgreifer mit den dann geschlossenen Greiferschaufeln aufgenommen. Der gefüllte Schlitzwandgreifer wird sodann aus dem Schlitz gezogen und zu einer Entleerstelle bewegt. Anschließend wird ein neuer Greifvorgang durchgeführt, bis die gewünschte Endtiefe des Schlitzes erreicht ist.
  • Schlitze für Schlitz- oder Abdichtwände können Tiefen von bis zu 50 Metern oder tiefer erreichen. Der mit dem Schlitzwandgreifer erzeugte Schlitzquerschnitt liegt dabei im Bereich von etwa einem Meter Breite und einer Länge zwischen 1,5 bis 3 Metern. Aufgrund dieses Schlitzquerschnittes und der üblichen Schlitztiefen besteht für einen Greiferbediener häufig keine Möglichkeit einer Sichtüberprüfung, ob und in welchem Umfang bei einem Greifvorgang ein Schlitzwandgreifer gefüllt ist.
  • Für eine wirtschaftliche Erstellung eines Schlitzes wird angestrebt, die vorgegebene Schlitztiefe mit möglichst wenigen Greif- und Entleervorgängen durchzuführen. Insbesondere beim Arbeiten in relativ tiefen Schlitzen ist der Vorgang zum Ziehen des Schlitzwandgreifers aus dem Schlitz und zum Bewegen zu einer Entleerposition und das abschließende Wiederabsenken in die Arbeitsposition besonders zeitaufwändig.
  • Aus der EP 3 144 260 B1 ist ein Verfahren zum Auf- und Abbewegen eines Schlitzwandgreifers bekannt, bei dem zur Beschleunigung der Hubvorgänge zwei Seilwinden zum Einsatz kommen. Dabei ist eine Steuerung vorgesehen, mit der eine der Seilwinden zum Absenken des Seils für einen Schlitzwandgreifer in einen Freifallmodus geschaltet werden kann.
  • Die JP H03 241 118 A offenbart einen Schlitzwandgreifer gemäß dem Oberbegriff aus Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach dem Oberbegriff aus Anspruch 7. Die Ermittlung des tatsächlichen Füllgrades erfolgt durch einen Messumformer an der Auslegerspitze. Bei nicht ausreichender Füllung bzw. Überfüllung werden entsprechende Maßnahmen eingeleitet. Bei Unterfüllung wird ein automatisches Nachgreifern initiiert, welches aus einer festgelegten Fallhöhe zwischen ca. 0,5 - 1 m erfolgt. Zwischen den einzelnen Nachgreiferhüben wird jeweils die Füllmenge bestimmt. Sobald ein bestimmter Füllgrad erreicht ist, wird der Schlitzwandgreifer aus dem Boden gezogen und die Greiferfüllung in ein Transportfahrzeug entleert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlitzwandgreifvorrichtung und ein Verfahren zum Erstellen eines Schlitzes im Boden anzugeben, mit dem ein Schlitz besonders effizient hergestellt werden kann.
  • Die Aufgabe wird nach der Erfindung zum einen durch eine Schlitzwandgreifvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Schlitzwandgreifvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlungseinrichtung vorgesehen ist, welche zum Ermitteln einer Ist-Menge an Bodenmaterial ausgebildet ist, welche von den Greiferschaufeln in der Schließposition aufgenommen ist, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche mit der Ermittlungseinrichtung in Verbindung steht und in welcher eine Soll-Menge an von dem Schlitzwandgreifer aufzunehmenden Bodenmaterial gespeichert ist, und dass die Steuereinheit ausgebildet ist, die erfasste Ist-Menge mit der gespeicherten Soll-Menge zu vergleichen und ein Signal zum Wiederholen eines Greifvorgangs auszugeben, wenn die erfasste Ist-Menge von der gespeicherten Soll-Menge abweicht.
  • Eine Grundidee der Erfindung kann darin gesehen werden, mittels einer Steuereinheit einen Füllgrad der Greiferschaufeln in der Schließposition zu überwachen, um die Greiferschaufeln bei ungenügender oder übermäßiger Füllung noch im Schlitz zu öffnen und den Greifvorgang zu wiederholen. Hierdurch können ineffiziente Hubvorgänge mit einem nicht hinreichend oder übermäßig gefüllten Schlitzwandgreifer vermieden werden, wodurch zeitaufwändige Verfahrbewegungen des nicht hinreichend oder übermäßig gefüllten Schlitzwandgreifers zu einer Entleerposition aus dem Schlitz vermieden werden.
  • Nach einer Erkenntnis der Erfindung ist es bei einem bestimmten Füllgrad wirtschaftlicher, einen nicht hinreichend befüllten Schlitzwandgreifer noch im Frässchlitz zu entleeren und den Greifvorgang zum Erzielen eines höheren Füllgrades zu wiederholen.
  • Bei bindigen Böden kann es passieren, dass der im Greifer befindliche Boden beim Schließen so zusammengedrückt wird, dass er sich in den Greiferschaufeln verkeilt und beim Öffnen nicht mehr von alleine herausfällt und aufwendig, vor allem manuell, aus den Greiferschaufeln entfernt werden muss. Daher ist es wirtschaftlicher, vor dem vollständigen Schließen der Greiferschaufeln die Füllmenge zu ermitteln und bei Überschreitung der Sollmenge die Greiferschaufeln noch im Frässchlitz wieder zu entleeren, um anschließend mit einer reduzierten Fallhöhe und dadurch entsprechend reduzierter Eindringtiefe den gewünschten Soll-Füllgrad zu erreichen.
  • Die gespeicherte Soll-Menge kann einen Einzelwert, insbesondere einen unteren Grenzwert, oder einen Mengenbereich mit einem unteren und oberen Grenzwert darstellen. Grundsätzlich kann die Steuereinheit nur ein Hinweissignal an einen Maschinenbediener ausgeben, welcher dann selbst entscheidet, die Greiferschaufeln zu öffnen.
  • Dabei wird durch die Steuereinheit in einem Automatikmodus automatisch durch eine Ermittlungseinrichtung die Ist-Menge an Bodenmaterial in dem Schlitzwandgreifer ermittelt. Durch eine Ermittlungseinrichtung kann eine Ist-Menge auch bei relativ tiefen Schlitzen mit hoher Zuverlässigkeit bestimmt werden. Durch dieses automatische Bestimmen und automatische Überprüfen einer erfassten Ist-Menge mit einer vorgegebenen Soll-Menge an aufzunehmendem Bodenmaterial kann erreicht werden, dass nur Schlitzwandgreifer mit einer Mindestfüllung, die beispielsweise zwischen 50% bis 100% der maximalen Greiferfüllung betragen kann, aus dem Schlitz gezogen werden.
  • Grundsätzlich ist es möglich, dass abhängig von der erreichten Schlitztiefe sich der vorgegebene und gespeicherte Wert der Soll-Menge entsprechend einer Software der Steuereinheit ändert, insbesondere mit zunehmender Schlitztiefe erhöht. Auch die Anzahl der wiederholten Greifvorgänge kann einen Einfluss auf die vorgegebene Soll-Menge haben, wobei mit Anzahl der wiederholten Greifvorgänge vor einer erneuten Entleerung des Schlitzwandgreifers die Soll-Menge abnehmen kann.
  • Grundsätzlich kann durch die Steuereinheit einem Maschinenbediener entsprechend dem Signal angezeigt werden, dass die Greiferschaufeln zu öffnen sind, um einen effizienten Hubvorgang sicherzustellen. Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass bei Ausgabe eines Signals durch die Steuereinheit die Greiferschaufeln automatisch aufklappbar sind. Auch der weitere Vorgang des Wiederholens des Greifvorganges kann in diesem Automatikmodus selbsttätig durch die Steuereinheit veranlasst werden.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Schlitzwandgreifer mit einem Seil oder einer Stange an dem Trägergerät gelagert ist und dass die Ermittlungseinrichtung ein Kraftmesselement aufweist, in welchem eine auf das Seil oder die Stange wirkende Gewichtskraft als Maß für die aufgenommene Ist-Menge an Bodenmaterial erfassbar ist. Mittels eines Kraftmesselementes kann insbesondere beim Anheben des Schlitzwandgreifers nach dem Schließen der Greiferschaufeln und Aufnehmen des Bodenmaterials eine zuverlässige Ermittlung vorgenommen werden, wieviel Füllmenge der Schlitzwandgreifer aufgenommen hat. Ist diese aufgenommene Ist-Menge an aufgenommenem Bodenmaterial gleich der vorgegebenen Soll-Menge, wird der Schlitzwandgreifer aus dem Schlitz zu der Entleerposition bewegt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Ermittlungseinrichtung ein Wegmesselement aufweist, mit welchem eine Eindringtiefe des Schlitzwandgreifers in den Boden vor einem Schließen der Greiferschaufeln erfassbar ist. Die so erfasste Eindringtiefe kann zu der Steuereinheit weitergeleitet werden, wobei die Eindringtiefe einen Einfluss auf die Steuerung nehmen kann. Die Eindringtiefe erlaubt einen Rückschluss auf den (zu erwartenden) Füllgrad der Greiferschaufeln.
  • Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit so ausgebildet, dass zum Wiederholen eines Greifvorgangs der Schlitzwandgreifer mittels einer Hubeinrichtung zu einer vorgebbaren Höhe über einer Sohle des Schlitzes automatisch anzuheben und von der vorgebbaren Höhe mit geöffneten Greiferschaufeln wieder in den Boden abzusenken ist. Erfindungsgemäß wird dabei durch die Steuereinheit die Höhe des Wiederanhebens des Schlitzwandgreifers von der erfassten Ist-Menge und/oder von der Eindringtiefe bei dem vorausgegangenen Greifvorgang abhängig gemacht. Mit einer zunehmenden Höhe und einem anschließenden Absenken des Schlitzwandgreifers, vorzugsweise in einem Freifallmodus, kann ein stärkeres Eindringen der geöffneten Greiferschaufeln in den Boden und damit ein höherer Füllgrad erreicht werden. Durch Absenken der Höhe wird der Füllgrad vermindert.
  • Für einen effizienten Betrieb der Schlitzwandgreifvorrichtung ist es nach einer Weiterbildung bevorzugt, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, von einem Automatikmodus zum Durchführen eines Greifvorganges in einen Handbedienmodus umzustellen, wenn die erfasste Ist-Menge in dem Schlitzwandgreifer der gespeicherten Soll-Menge entspricht. Bei dieser Ausführungsform wird also nur der Greifvorgang automatisch durchgeführt, während der anschließende Vorgang des Herausziehens des Schlitzwandgreifers aus dem Boden und das Entleeren per Hand durchgeführt werden.
  • Alternativ ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, in einem Automatikmodus zum Durchführen eines Greifvorgangs nach Erreichen der Soll-Menge den Schlitzwandgreifer automatisch aus dem Schlitz im Boden zu ziehen und zu einer Entleerposition zu bewegen. In gleicher Weise kann auch ein Rückführen in den Schlitz für einen weiteren Greifvorgang ebenfalls in dem Automatikmodus erfolgen. Hierdurch ergibt sich ein effizienter automatischer Betrieb der Schlitzwandgreifvorrichtung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Ermittlungseinrichtung eine Ist-Menge an Bodenmaterial ermittelt wird, welche von den Greiferschaufeln in der Schließposition aufgenommen ist, dass die Ermittlungseinrichtung mit einer Steuereinheit in Verbindung steht, welche die erfasste Ist-Menge mit einer vorgegebenen Soll-Menge an von dem Schlitzwandgreifer aufzunehmenden Bodenmaterial vergleicht, und dass durch die Steuereinheit ein Signal zum Wiederholen eines Greifvorgangs ausgegeben wird, wenn die erfasste Ist-Menge von der gespeicherten Soll-Menge abweicht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mit der zuvor beschriebenen Schlitzwandgreifvorrichtung durchgeführt werden. Es können dabei die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, dass durch die Steuereinheit die Greiferschaufeln automatisch geöffnet werden, wenn die erfasste Ist-Menge von der gespeicherten Soll-Menge abweicht. Hierdurch werden unnötige Hubvorgänge vermieden. Der weitere Vorgang des Wiederholens des Greifens kann bevorzugt ebenfalls im Automatikmodus durchgeführt werden.
  • Eine bevorzugte Verfahrensvariante besteht nach der Erfindung darin, dass durch die Steuereinheit zum Wiederholen eines Greifvorganges der Schlitzwandgreifer mittels einer Hubeinrichtung bis zu einer vorgebbaren Höhe über einer Sohle des Schlitzes angehoben und von dort mit geöffneten Greiferschaufeln wieder in den Boden abgesenkt wird. Das Absenken kann insbesondere in einem Freifallmodus der Hubeinrichtung erfolgen. Je nach erreichtem Füllgrad kann durch die Steuereinheit die Höhe variiert werden, bis zu welcher der Schlitzwandgreifer wieder angehoben wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Steuereinheit von einem Automatikmodus zum Durchführen eines Greifvorgangs in einen Handbedienmodus umstellt, wenn die erfasste Ist-Menge in dem Schlitzwandgreifer der gespeicherten Soll-Menge entspricht. Hierbei wird eine Teilautomatik realisiert, wobei weiterhin durch eine Bedienperson eine differenzierte Entleerung des Greifers ermöglicht wird.
  • Alternativ ist es nach einer weiteren Variante der Erfindung vorteilhaft, dass durch die Steuereinheit in einem Automatikmodus zum Durchführen eines Greifvorganges der Schlitzwandgreifer beim Erreichen der Soll-Menge automatisch aus dem Schlitz im Boden gezogen und zu einer Entleerposition bewegt wird. Hierdurch wird ein vollständiger Automatikbetrieb ermöglicht, was einen effizienten Betrieb der Schlitzwandgreifvorrichtung unterstützt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante besteht darin, dass der Schlitzwandgreifer in einem Freifallmoduls in den Boden eingebracht wird. Dabei kann bei einer bestimmten Höhe des Schlitzwandgreifers über der Sohle eine Halteeinrichtung, etwa die Seilwinde eines Halteseiles, gelöst werden, so dass der Schlitzwandgreifer aufgrund seines Gewichtes beschleunigt und in den Boden eindringen kann.
  • Insbesondere bei festeren Böden ist es nach einer anderen Verfahrensvariante vorteilhaft, dass der Schlitzwandgreifer mit einer vorgegebenen Kraft in den Boden eingebracht wird. Die Schlitzwandgreifvorrichtung ist hierfür mit einem Linearelement, insbesondere einem Hydraulikzylinder versehen, mit welchem der Schlitzwandgreifer mit einer vorgegebenen Kraft nach unten bewegt werden kann.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, dass der Schlitz beim Erstellen oder anschließend mit einer Suspension verfüllt wird und dass die Suspension in dem Schlitz aushärtet und so ein Schlitzwandsegment hergestellt wird. Durch mehrfaches Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann so eine Vielzahl von Schlitzwandsegmenten gebildet werden, welche insgesamt eine Schlitzwand im Boden bilden. Die Schlitzwand kann eine Dicht- und/oder Stützfunktion aufweisen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert, welches schematisch in der einzigen Zeichnungsfigur dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandgreifvorrichtung 10 in einem bereits teilweise erstellten Schlitz 7 im Boden 5.
  • Die Schlitzwandgreifvorrichtung 10 weist einen Schlitzwandgreifer 12 mit einem gerüstähnlichen Greiferrahmen 14 auf. An einem unteren Ende des Greiferrahmens 14 sind zwei Greiferschaufeln 16 mittels Drehgelenken 17 gelagert. Die beiden Greiferschaufeln 16 befinden sich in der gezeigten Darstellung in einer Öffnungsposition, wobei an den Greiferschaufeln 16 angeordnete Zähne 18 nach unten gerichtet sind. In dieser Öffnungsposition wird der Schlitzwandgreifer 12 in den Boden 5 abgesenkt, wobei die Zähne 18 in den Boden 5 eindringen.
  • An dem Greiferrahmen 14 ist eine Betätigungseinrichtung 20 mit einem Hydraulikzylinder 22 angeordnet, welcher sich in einer Längsrichtung des Greiferrahmens 14 erstreckt. In der dargestellten Position ist eine Kolbenstange 24 in den Hydraulikzylinder 22 eingefahren.
  • Entlang einer längs gerichteten Führung 15 am Greiferrahmen 14 ist ein Schlittenelement 26 linear verfahrbar gelagert. An dem Schlittenelement 20 sind einerseits ein Auge der Kolbenstange 24 und andererseits obere Enden von zwei Hebeln 28 angelenkt. Die unteren Enden der Hebel 28 sind gelenkig an jeweils einer Greiferschaufel 16 angeschlossen.
  • Durch Ausfahren der Kolbenstange 24 aus dem Hydraulikzylinder 22 nach unten wird das Schlittenelement 26 entlang der Linearführung 15 nach unten bewegt. Dabei üben die Hebel 28 eine Druckkraft nach unten auf die Greiferschaufeln 16 aus. Diese werden dabei um ihre jeweiligen Drehgelenke 17 am Greiferrahmen 14 von der gezeigten Öffnungsposition in eine Schließposition bewegt, in welcher die beiden Greiferschaufeln 16 aneinander anliegen. Bei dieser Schließbewegung dringen die Greiferschaufeln 16 mit ihren Zähnen 18 in den Boden 5 ein und nehmen so Bodenmaterial zwischen den Greiferschaufeln 16 auf.
  • Nach dem Schließen wird der Schlitzwandgreifer 12 mittels eines Seiles 32 von einem nicht dargestellten Trägergerät nach oben gezogen. Das Seil 32 steht dabei mit dem Schlitzwandgreifer 12 über eine Aufhängeeinrichtung 30 in Verbindung, welche an einem oberen Ende des Greiferrahmens 14 angebracht ist. Im Bereich der Aufhängeeinrichtung 30 kann eine Ermittlungseinrichtung 40 angeordnet sein, welche beispielsweise als ein Kraftmesselement, insbesondere eine sogenannte Kraftmessdose, ausgebildet ist. Hierdurch kann eine Aufhängelast, welche durch den Schlitzwandgreifer 12 bewirkt wird, bestimmt werden. Durch einen einfachen Vergleich der Aufhängelast vor und nach dem Schließen lässt sich ein Gewicht des durch die Greiferschaufeln 16 aufgenommenen Bodenmaterials als ein Wert für die Ist-Menge ermitteln.
  • Von der Ermittlungseinrichtung 40 wird der ermittelte Messwert vorzugsweise drahtlos an eine Steuereinheit weitergeleitet, welche sich vorzugsweise an dem nicht dargestellten Trägergerät befindet.
  • In der Steuereinheit wird gemäß der Erfindung der Wert der erfassten Ist-Menge mit einem gespeicherten Wert einer Soll-Menge verglichen, welche ein Maß von von dem Schlitzwandgreifer mindestens aufzunehmenden Bodenmaterial darstellt. Ist die aufgenommene Ist-Menge geringer als die vorgesehene Soll-Menge, so wird ein nach oben Ziehen des Schlitzwandgreifers 12 aus dem Schlitz 7 nicht fortgesetzt und es werden die Greiferschaufeln 16 von der Schließposition zu der in der Figur dargestellten Öffnungsposition erneut geöffnet. Dabei entleeren sich die Greiferschaufeln 16 noch im Schlitz 7.
  • Von einer vorgegebenen Höhe des Schlitzwandgreifers 12 im Schlitz 7 kann dann ein erneutes nach unten Bewegen des Schlitzwandgreifers 12, vorzugsweise in einem Freifallmodus, zu einem weiteren Eindringen der Greiferschaufeln 16 mit den Zähnen 18 in den Boden 5 erfolgen. Es werden dann abermals die Greiferschaufeln 16 geschlossen und es erfolgt, wie zuvor beschrieben, ein weiteres Anheben des Schlitzwandgreifers 12 mit einer Bestimmung der Ist-Menge an aufgenommenem Bodenmaterial und einem Vergleich mit der Soll-Menge. Sofern die Ist-Menge immer noch geringer ist als die Soll-Menge, wird der Vorgang wiederholt, wahlweise mit einer anderen, insbesondere größeren vorgegebenen Greiferhöhe. Sobald die vorgegebene Soll-Menge überschritten ist, wird der Schlitzwandgreifer 12 vollständig aus dem Schlitz 7 gezogen und zu einer Entleerposition bewegt. Darauf kann ein erneutes Rückbewegen des Schlitzwandgreifers 12 in den Schlitz 7 für einen erneuten Greifervorgang erfolgen.

Claims (13)

  1. Schlitzwandgreifvorrichtung zum Erstellen eines Schlitzes (7) im Boden (5), mit:
    - einem Trägergerät und
    - einem Schlitzwandgreifer (12), welcher im Wesentlichen vertikal verstellbar an dem Trägergerät gelagert ist, wobei der Schlitzwandgreifer (12) einen Greiferrahmen (14) aufweist, an dessen unterem Ende zwei Greiferschaufeln (16) angeordnet sind, welche mittels einer Betätigungseinrichtung (20) zwischen einer Öffnungsposition zum Aufnehmen von Bodenmaterial und einer Schließposition zum Abführen von aufgenommenem Bodenmaterial aus dem Schlitz (7) verstellbar sind,
    - wobei eine Ermittlungseinrichtung (40) vorgesehen ist, welche zum Ermitteln einer Ist-Menge an Bodenmaterial ausgebildet ist, welche von den Greiferschaufeln (16) in der Schließposition aufgenommen ist,
    - wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche mit der Ermittlungseinrichtung (40) in Verbindung steht und in welcher eine Soll-Menge an von dem Schlitzwandgreifer (12) aufzunehmenden Bodenmaterial gespeichert ist, und
    - wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, die erfasste Ist-Menge mit der gespeicherten Soll-Menge zu vergleichen und ein Signal zum Wiederholen eines Greifvorganges auszugeben, wenn die erfasste Ist-Menge von der gespeicherten Soll-Menge abweicht,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinheit ausgebildet ist, zum Wiederholen eines Greifvorgangs den Schlitzwandgreifer (12) mittels einer Hubeinrichtung bis zu einer vorgebbaren Höhe über einer Sohle des Schlitzes (7) automatisch anzuheben und von der vorgebbaren Höhe mit geöffneten Greiferschaufeln (16) wieder in den Boden (5) abzusenken, und
    dass die Steuereinheit die vorgebbare Höhe des Wiederanhebens des Schlitzwandgreifers (12) von der erfassten Ist-Menge und/oder von der Eindringtiefe bei dem vorausgegangenen Greifvorgang abhängig macht.
  2. Schlitzwandgreifvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass bei Ausgabe eines Signals durch die Steuereinheit die Greiferschaufeln (16) automatisch aufklappbar sind.
  3. Schlitzwandgreifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schlitzwandgreifer (12) mit einem Seil (32) oder einer Stange an dem Trägergerät gelagert ist und
    dass die Ermittlungseinrichtung (40) ein Kraftmesselement aufweist, mit welchem eine auf das Seil (32) oder die Stange wirkende Gewichtskraft als Maß für die aufgenommene Ist-Menge an Bodenmaterial erfassbar ist.
  4. Schlitzwandgreifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ermittlungseinrichtung (40) ein Wegmesselement aufweist, mit welchem eine Eindringtiefe des Schlitzwandgreifers (12) in den Boden (5) vor einem Schließen der Greiferschaufeln erfassbar ist.
  5. Schlitzwandgreifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinheit ausgebildet ist, von einem Automatikmodus zum Durchführen eines Greifvorganges in einen Handbedienmodus umzustellen, wenn die erfasste Ist-Menge in dem Schlitzwandgreifer (12) der gespeicherten Soll-Menge entspricht.
  6. Schlitzwandgreifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinheit ausgebildet ist, in einem Automatikmodus zum Durchführen eines Greifvorganges nach Erreichen der Soll-Menge den Schlitzwandgreifer (12) automatisch aus dem Schlitz (7) im Boden (5) zu ziehen und zu einer Entleerposition zu bewegen.
  7. Verfahren zum Erstellen eines Schlitzes (7) im Boden (5), insbesondere mit einer Schlitzwandgreifvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    wobei
    - ein Schlitzwandgreifer (12), welcher einen Greiferrahmen (14) aufweist, an dessen unterem Ende zwei Greiferschaufeln (16) angeordnet sind, welche mittels einer Betätigungseinrichtung (20) zwischen einer Öffnungsposition zum Aufnehmen von Bodenmaterial und einer Schließposition zum Abführen von aufgenommenen Bodenmaterial aus dem Schlitz (7) verstellbar sind,
    - der Schlitzwandgreifer (12) im Wesentlichen vertikal in einen Boden (5) mit geöffneten Greiferschaufeln (16) eingebracht wird,
    - zum Greifen und Aufnehmen von Bodenmaterial die Greiferschaufeln (16) geschlossen werden und
    - zum Bilden des Schlitzes (7) der Schlitzwandgreifer (12) mit dem aufgenommenen Bodenmaterial aus dem Boden (5) gezogen wird,
    - wobei mittels einer Ermittlungseinrichtung (40) eine Ist-Menge an Bodenmaterial ermittelt wird, welche von den Greiferschaufeln (16) in der Schließposition aufgenommen ist,
    - wobei die Ermittlungseinrichtung (40) mit einer Steuereinheit in Verbindung steht, welche die erfasste Ist-Menge mit einer vorgegebenen Soll-Menge an von dem Schlitzwandgreifer (12) aufzunehmendem Bodenmaterial vergleicht, und
    - wobei durch die Steuereinheit ein Signal zum Wiederholen eines Greifvorgangs ausgegeben wird, wenn die erfasste Ist-Menge von der gespeicherten Soll-Menge abweicht,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Steuereinheit zum Wiederholen eines Greifvorgangs der Schlitzwandgreifer (12) mittels einer Hubeinrichtung bis zu einer vorgegebenen Höhe über einer Sohle des Schlitzes (7) angehoben und von dort mit geöffneten Greiferschaufeln (16) wieder in den Boden (5) abgesenkt wird, und
    dass die Steuereinheit die vorgebbare Höhe des Wiederanhebens des Schlitzwandgreifers (12) von der erfassten Ist-Menge und/oder von der Eindringtiefe bei dem vorausgegangenen Greifvorgang abhängig macht.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Steuereinheit die Greiferschaufeln (16) automatisch geöffnet werden, wenn die erfasste Ist-Menge von der gespeicherten Soll-Menge abweicht.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinheit von einem Automatikmodus zum Durchführen eines Greifvorgangs in einen Handbedienmodus umstellt, wenn die erfasste Ist-Menge in dem Schlitzwandgreifer (12) der gespeicherten Soll-Menge entspricht.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Steuereinheit in einem Automatikmodus zum Durchführen eines Greifvorganges der Schlitzwandgreifer (10) beim Erreichen der Soll-Menge automatisch aus dem Schlitz (7) im Boden (5) gezogen und zu einer Entleerposition bewegt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schlitzwandgreifer (12) in einem Freifallmodus in den Boden (5) eingebracht wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schlitzwandgreifer (12) mit einer vorgegebenen Kraft in den Boden (5) eingebracht wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schlitz (7) beim Erstellen oder anschließend mit einer Suspension verfüllt wird und
    dass die Suspension in dem Schlitz (7) aushärtet und ein Schlitzwandsegment hergestellt wird.
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