溝壁切割機構的製作方法

2023-05-04 02:51:56 1

專利名稱：溝壁切割機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在地面形成溝壁的方法，其中溝壁切割器的至少一個切割輪可受驅動作旋轉運動，溝壁切割器可下降到地面以下，切割輪下面的土壤被剝離，形成明溝，然後向明溝加入可固化的液體。
本發明還涉及一種用於形成明溝的溝壁切割器。這種溝壁切割器具有框架和位於框架上的至少一個切割輪。
本發明最後還涉及一種用於形成溝壁的溝壁切割機構，該切割機構非常適合實施上述方法，其設有運載機構和溝壁切割器，該切割器以可垂直調節的方式安裝在運載機構上。
背景技術：
在地面形成溝壁的方法已在德國專利DE 195 30 827 C2公開。在這種所謂雙階段的方法中，第一階段開挖明溝，將溝中的土傳遞到地面上。形成的明溝用支承懸架支撐，依靠這樣的方式進行支撐。在第二階段，明溝完成掘深後，將一種硬化懸浮物引入明溝中，隨即移開支承懸架。
在德國專利DE 41 41 629 C2公開的單階段方法中，一開始明溝就用懸浮物來支撐，懸浮物在地面通過將挖出的土與粘結劑混合而成。
實施該已知方法，可以使用德國專利DE 34 24 99 C2公開的溝壁切割器。這種已知的溝壁切割器設有切割框架和可受驅動旋轉的切割輪，切割輪固定到所述框架的下側。溝壁切割器吊在纜繩上從施工車輛上下降，靠自身的重量進入到地面以下。
溝壁切割器在明溝中通過支撐在溝壁上的切割框架來引導移動。切割輪剝離的土壤通過切割輪傳遞到固定在切割框架上的吸入裝置中，再傳送到地面上。
但是，就形成粘結劑和土壤的混合物而言，上述方法要求採用位於地面上的比較複雜的泵吸、混合和儲存裝置。

發明內容
本發明的目的是提出一種在地面形成溝壁的方法、溝壁切割器和溝壁切割機構，其可通過非常簡單的方式形成溝壁。
本發明提供一種用於形成溝壁的溝壁切割機構，其包括用於形成帶有矩形截面的明溝的溝壁切割器，其中所述溝壁切割器設置有框架，並且至少一個切割輪位於該框架上，所述框架的截面小於所述明溝的截面，從而在所述框架上形成自由空間，以及運載機構，其中溝壁切割器由線性引導機構在所述運載機構上被引導移動。
該目的的實現是通過一種在地面形成溝壁的方法實現，其中a)安裝在溝壁切割器的板狀框架上的至少兩個切割輪可受驅動作旋轉運動，b)帶有所述框架的所述溝壁切割器可下降到地面以下，所述切割輪下面的土壤被剝離，形成明溝，c)所述剝離的土壤以預計的方式從切割輪通過在框架上的自由空間傳送到明溝的後區，d)所述剝離的土壤在明溝中與可固化的液體混合，和e)所述剝離的土壤至少部分剩留在明溝中以形成溝壁，其中f)在形成過程中向所述明溝加入所述可固化的液體，所述可固化的液體在所述框架引入到所述明溝；
g)所述溝壁切割器通過導向杆在所述明溝中線性地導向，和h)框架相對於明溝的溝壁無接觸地固定，以便形成所述自由空間，其中框架的截面的周邊尺寸小於明溝的截面的內部尺寸，所述框架在由所述切割輪到所述導向杆的方向上形成錐度。
以及一種形成明溝的溝壁切割器，包括a)框架，b)至少兩個位於所述框架的切割輪，c)位於所述框架上的供應機構，用於向明溝提供液體，和d)設置在所述框架上的自由空間，通過所述自由空間，剝離的土壤以預計的方式從切割輪傳送到明溝的後區，其中e)在所述框架的一個上端設置有導向杆，和f)所述框架緊湊形成為支撐板形式，其中框架的截面的周邊尺寸小於明溝的截面的內部尺寸以便形成所述自由空間，從而所述框架可以被無接觸地引導並與所述明溝的溝壁隔開，和g)所述框架在由所述切割輪到所述導向杆的方向上形成錐度。
根據本發明的用於在地面形成溝壁的方法的特徵是，剝離的土壤從切割輪傳遞到明溝的後區，剝離的土壤在明溝中與可固化的液體混合，且剝離的土壤至少部分留在明溝中以形成溝壁。
本發明的基本想法是切割輪剝離的土壤在明溝中通過所述切割輪的動作與可固化的液體混合，可以講這些都在現場發生，通過這種方式得到硬化的液體土壤混合物。不再需要通過泵吸裝置以複雜的方式將所有剝離的土壤傳遞到地面上。根據本發明，剝離的土壤通過切割輪傳遞到明溝的後區。後區可在明溝中框架上方形成。根據本發明，與液體混合的剝離土壤至少部分留在明溝中，並在明溝中硬化形成溝壁。由於在供應可固化的液體的過程中，土壤可能發生體積改變，故最好將一部分剝離土壤與懸浮物一起移出明溝。為此，可以在溝壁切割器或明溝邊的地面上設置傳送機構。
一般在明溝加深的過程中可以勻速地驅動至少一個切割輪。而非常好的切割作用和/或土壤與可固化液體的非常好的混合還可通過反向驅動至少一個切割輪來實現。通過暫時地使切割輪的旋轉方向反向，在土壤中產生擾動，導致與可固化液體有非常好的混合。最好在將溝壁切割器移出明溝時使至少一個切割輪勻速地驅動或反向轉動，這樣可以大大減少用於拉拔操作的力，並使剝離土壤與可固化的液體更徹底地混合。
當形成明溝時，可在地面下勻速地移動溝壁切割器。但是，溝壁切割器最好能至少暫時作交替的上下移動。這將導致剝離的土壤與可固化的液體有非常好的混合。交替上下運動的行程可比溝整體高度小很多，具體地可以是切割輪直徑的量級。實現這樣的至少暫時進行的交替上下移動可以通過施工機械提升溝壁切割器，然後再下降。交替的上升/下降運動可在明溝加深期間和在溝壁切割器從完成的明溝中升起期間進行。
根據本發明的溝壁切割器的特徵在於，框架的截面小於明溝的截面，因而形成自由空間，使得剝離的土壤能夠通過框架上的至少一個切割輪傳遞到明溝的後區。
根據本發明的溝壁切割器的基本想法是，在框架中或在框架旁形成自由空間，使得在形成明溝和/或在從完成的明溝中移出溝壁切割器的過程中，剝離土壤和懸浮物可以不受阻礙的方式通過溝壁切割器框架。這樣可形成非常快速和節省能量的切割，並同時具有高效的混合效果。根據本發明，為了形成自由空間，框架截面不要在與溝壁切割器前進方向正交的方向完全覆蓋明溝。這可通過使框架截面周邊尺寸小於明溝的內部尺寸和/或在框架截面上設置一個或多個開口來實現。這樣設置使得剝離土壤可以沿與框架移動方向相反的方向流過框架。
在優選的溝壁切割器上設置了多個不限定數目的具有平行旋轉軸的切割輪。優選的實施例中設有4個切割輪，切割輪成對設置以便繞相同的旋轉軸轉動。明溝的截面最好是矩形的。
在本發明的溝壁切割器的優選實施例中，至少一個切割輪具有適合於反向旋轉運動的切割齒。這種切割齒在切割輪轉動時可順時針方向和逆時針方向剝離土壤。這樣使土壤形成非常好的混合，同時可得到很高的工作速度。
基本上可以在明溝的任意位置設置可提供液體，尤其是可固化的液體，的供應機構。然而，這樣的機構最好位於框架上。特別地，通過設置在靠近至少一個切割輪的機構，可使剝離的土壤和液體得到非常好的混合。
根據本發明的溝壁切割機構的特徵是，溝壁切割器通過線性引導機構和運載機構引導移動。
根據本發明的溝壁切割機構的一個方面，溝壁切割器是在與所述切割器間隔開的運載機構上引導，而不是在溝壁上引導。具體地，引導是在平行於溝壁切割器前進方向的方向上進行。這樣設置可使溝壁切割器的框架截面儘可能的小。特別地，溝壁切割器框架不再需要與進行側向引導的明溝壁接觸。因此，框架可設計成沒有導向件，其尺寸可保持相對較小，這樣可形成剝離土壤的簡單通道。溝壁切割器可設置在引導機構上，如已知的連接振動器的引導機構。
在非常優選的溝壁切割機構中，線性引導機構設有導向杆，尤其是伸縮杆，其上固定有溝壁切割器。這樣的導向杆對溝壁切割器有非常好的側嚮導向。尤其是可允許沿前進方向的軸向力從運載機構傳遞到溝壁切割器，這樣可使所述切割機在深挖過程中非常快速地前進。然而，溝壁切割器還可以構建成各個旋轉切割輪僅憑其自身重量就可進入地面之下。這種情況下也可以使用導向杆，這時導向杆不是設計用來傳遞沿前進方向的軸向力。
導向杆的直徑尺寸最好小於框架截面的直徑。導向杆最好具有基本為矩形或基本為圓形的截面。最好使用凱氏方鑽杆(kelly rod)作為伸縮杆。
非常優選的溝壁切割機構的特徵還有，線性引導機構具有位於運載機構的導向套筒，導向杆穿過導向套筒。這樣的導向套筒可沿整個周邊或只是部分地包圍導向杆。在導向套筒上可形成突出部和/或凹部，可與導向杆上對應的凹部和/或突出部接合，因此可保證導向杆導向時不會旋轉。
最好在運載機構上設置伺服機構，尤其是纜索牽引機構，以便使導向杆垂直移動。除了可從明溝中提出溝壁切割器外，該伺服機構還可以設計成將溝壁切割器前進方向上的軸向力傳遞到所述切割機。這樣可保證非常高的切割效率。伺服機構還可以設計成能使溝壁切割器作交替的上下運動。伺服機構的可能實施例還包括齒條機構或液壓機構。
根據本發明的溝壁切割機構最好具有上面介紹的溝壁切割器。根據本發明的方法可通過這兩種方式來實施。


下面通過優選實施例和附圖對本發明進行更詳細的介紹。其中圖1是本發明的溝壁切割器和導向杆的部分正視截面圖；圖2是本發明的另一帶有導向杆的溝壁切割器的部分正視截面圖；圖3是沿圖2中A-A的導向杆的截面圖；圖4是根據本發明的溝壁切割機構的側視圖；圖5是本發明的另一溝壁切割機構的側視圖；圖6是本發明的溝壁切割機構在上升狀態下的部分視圖；圖7是本發明的溝壁切割機構在底端位置的部分視圖。
具體實施例方式
圖1和圖2是根據本發明的兩個不同的溝壁切割器10的實施例的前視圖，兩個切割輪12，12`以可轉動的方式固定到具有支撐板形狀的框架。切割輪12，12`以並列的方式設置並具有平行的轉動軸。具有液壓馬達形式的封裝的驅動件15，15`固定在框架20上並可拆卸地連接到切割輪12，12`。
在框架20遠離切割輪12，12`的側面上固定有導向杆33。從圖3中可以看出，導向杆33具有近似圓形的截面。突出部35設置在導向杆33的側面，用於使導向杆33在套筒34中導向時不發生旋轉。液壓流體供應管線40位於導向杆33中。具有供應管線形式的液體供應機構41也位於導向杆33中和框架20上。如圖2所示，作為供應管線的供應機構41穿過框架20，終止於切割輪12，12`之間。
切割齒13沿切割輪12，12`的周邊設置。切割齒13用於切割輪的反向旋轉操作。圖2中左邊的切割輪12順時針旋轉。而位於右側的切割輪12`逆時針旋轉。因此，在中間區域懸浮物受到切割輪12，12`產生的抽力作用，而剝離的土壤與懸浮物一起向上傳遞到外面。沿切割輪12，12`圓周還設置了已知的可作側向樞軸轉動的鉸接齒14，其可剝離齒輪罩下的土壤。
圖4到圖7顯示了根據本發明的溝壁切割機構。溝壁切割機構帶有運載機構30，可具有履帶式施工車輛的形式。在運載機構30上安裝了桅杆31，桅杆上的導向套筒34在兩個點固定。導向杆33垂直穿過導向套筒34，其中溝壁切割器10固定到導向杆33的下端。纜索牽引機構37(見圖4)或滑動機構38(見圖5)用於垂直移動導向杆33。液壓流體供應管線40和可固化液體的具有供應管線形式的供應機構41在導向杆33的上端引出。溝壁切割器10處於上升狀態時(見圖6)，切割器的框架直接接合到引導套管34。
溝壁切割器10的框架20設置成，當溝壁加深時在框架20和明溝3的側壁之間可形成自由空間6(見圖7)。自由空間6允許剝離的土壤通過框架20進入明溝3的後區4，後區位於溝壁切割器10的上方。
權利要求
1.一種用於形成溝壁的溝壁切割機構，其包括用於形成帶有矩形截面的明溝的溝壁切割器，其中所述溝壁切割器設置有框架，並且至少一個切割輪位於該框架上，所述框架的截面小於所述明溝的截面，從而在所述框架上形成自由空間，以及運載機構，其中溝壁切割器由線性引導機構在所述運載機構上被引導移動。
2.根據權利要求1所述的溝壁切割機構，其特徵在於，所述線性引導機構具有導向杆，其上固定有所述溝壁切割器。
3.根據權利要求2所述的溝壁切割機構，其特徵在於，所述導向杆為伸縮杆。
4.根據權利要求2所述的溝壁切割機構，其特徵在於，所述導向杆被設計成從所述運載機構向所述溝壁切割器傳遞軸向力。
5.根據權利要求2所述的溝壁切割機構，其特徵在於，所述導向杆的直徑小於框架截面的直徑。
6.根據權利要求1所述的溝壁切割機構，其特徵在於，所述運載機構為施工車輛。
7.根據權利要求2所述的溝壁切割機構，其特徵在於，所述線性引導機構具有特別是位於所述運載機構上的導向套筒，所述導向杆穿過所述套筒。
8.根據權利要求2所述的溝壁切割機構，其特徵在於，所述運載機構上設置了伺服機構，用於垂直移動所述導向杆。
9.根據權利要求8所述的溝壁切割機構，其特徵在於，所述伺服機構適用於將軸向力、特別是沿溝壁切割器的前進方向的軸向力從運載機構傳遞到溝壁切割器。
10.根據權利要求1所述的溝壁切割機構，其特徵在於，為了形成所述自由空間，所述框架的截面的周邊尺寸小於明溝的內部尺寸，和/或者在所述框架截面上設有一個或多個開口。
11.根據權利要求1所述的溝壁切割機構，其特徵在於，提供一個設置在框架上的傳送機構，用於帶走由切割輪所剝離的土壤，和/或一個供應機構設置在框架上，用於向所述明溝供應液體。
12.根據權利要求2所述的溝壁切割機構，其特徵在於，框架在從至少一個切割輪朝向嚮導杆的方向上形成錐度。
13.根據權利要求1所述的溝壁切割機構，其特徵在於，四個切割輪設置在框架上，其中切割輪成對設置以繞相同的旋轉軸轉動。
14.根據權利要求1所述的溝壁切割機構，其特徵在於，溝壁切割器以基本上可垂直移動的方式設置在運載機構上。
15.根據權利要求1所述的溝壁切割機構，其特徵在於，土壤、特別是通過所述至少一個切割輪剝離的土壤是可以被運輸的，特別是可通過所述至少一個切割輪以預定方式被運輸經過框架進入明溝的後部區域。
全文摘要
本發明涉及一種用於形成溝壁的溝壁切割機構，其包括用於形成帶有矩形截面的明溝的溝壁切割器，其中所述溝壁切割器設置有框架，並且至少一個切割輪位於該框架上，所述框架的截面小於所述明溝的截面，從而在所述框架上形成自由空間，以及運載機構，其中溝壁切割器由線性引導機構在所述運載機構上被引導移動。
文檔編號E02D17/00GK1928262SQ20061015169
公開日2007年3月14日 申請日期2004年2月27日 優先權日2003年2月27日
發明者M·阿茲伯格 申請人:包爾機械有限公司