[0001] Die Erfindung betrifft einen Schlitzwandgreifer zum Erstellen eines Schlitzes im
Boden, mit einem Greiferrahmen, daran angebrachten Greiferschaufeln, welche zum Greifen
von Bodenmaterial zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition verstellbar
sind, in welcher Bodenmaterial aufgenommen ist, und einer Betätigungseinrichtung,
welche zum Verstellen der Greiferschaufeln zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition
ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Erstellen eines Schlitzes im Boden,
wobei ein Schlitzwandgreifer eingesetzt wird, welcher einen Greiferrahmen aufweist,
an dessen unterem Ende zwei Greiferschaufeln angeordnet sind, welche mittels einer
Betätigungseinrichtung zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition verstellbar
sind, wobei die Greiferschaufeln Bodenmaterial greifen und in einer Schließposition
aufnehmen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
[0003] 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-, Stütz- 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.
[0004] Schlitze für Stütz- oder Abdichtwände können Tiefen von bis zu 50 m oder tiefer erreichen.
Der mit dem Schlitzwandgreifer erzeugte Schlitzquerschnitt liegt dabei im Bereich
von etwa 1 m Breite und einer Länge zwischen 1,5 bis 3 m. Aufgrund dieses Schlitzquerschnittes
und der üblichen Schlitztiefen besteht für einen Greiferbediener häufig keine Sichtmöglichkeit
auf die Sohle des Schlitzes, zumal wenn der Schlitz mit einer Suspension gefüllt ist.
[0005] Für einen effektiven Betrieb eines Schlitzwandgreifers ist es wünschenswert, Informationen
zum zu bearbeitenden Bodenmaterial zu besitzen. Dies gilt insbesondere dann, wenn
bei größeren Schlitztiefen ein Boden mit verschiedenen Bodenschichten durchörtert
wird.
[0006] Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, einen Schlitzwandgreifer und ein Verfahren zum Erstellen eines Schlitzes
im Boden anzugeben, mit welchen ein besonders effektiver Betrieb eines Schlitzwandgreifers
ermöglicht werden.
[0007] Die Aufgabe wird nach der Erfindung zum einen durch einen Schlitzwandgreifer mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils
abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0008] Der erfindungsgemäße Schlitzwandgreifer ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung
vorgesehen ist, welche zum Ermitteln eines Weges und/oder Druckes bei einem Schließen
der Greiferschaufeln ausgebildet ist, und dass zum Weiterleiten von ermittelten Messwerten
die Messeinrichtung mit einer Steuereinheit in Verbindung steht, welche ausgebildet
ist, auf Grundlage der von der Messeinrichtung ermittelten Messwerte eine Aussage
über das Bodenmaterial zu treffen.
[0009] Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, ein Eindringen der Greiferschaufeln in
den Boden und/oder das Schließen im Boden zu erfassen und auszuwerten. Gemäß der Erfindung
ist eine Messeinrichtung vorgesehen, welche zum Ermitteln eines Weges und/oder Druckes
bei einem Schließen der Greiferschaufeln ausgebildet ist. Erfolgt etwa ein relativ
leichtes Eindringen und Schließen, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass eine lockere
Bodenschicht gegeben ist, etwa eine Kies- oder Sandschicht.
[0010] Ist das Eindringen oder Schließen erschwert, kann dies als ein Hinweis darauf gewertet
werden, dass eine festere Bodenschicht oder gar ein Hindernis an der Schlitzsohle
gegeben ist.
[0011] Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuereinheit vorgesehen, welche
mit der Messeinrichtung in Verbindung steht und die ermittelten Messwerte auswertet.
Die Steuereinheit kann dabei auf Grundlage der Messwerte eine Aussage über das Bodenmaterial
treffen. Dabei können der Steuereinheit zusätzlich weitere Messwerte von anderen Komponenten
der Schlitzwandgreifvorrichtung, die z. B. eine Aussage über die aktuelle Höhenlage
des Schlitzwandgreifers erlauben, übermittelt werden.
[0012] Mit diesen Informationen wird es für einen Bediener eines Schlitzwandgreifers erheblich
vereinfacht, einen effektiven Betrieb vorzusehen. So kann etwa eine Fallhöhe mit dem
Schlitzwandgreifer und damit eine Kraft zum Einbringen des Schlitzwandgreifers in
den Boden eingestellt werden. Etwa durch einen Vergleich mit Daten eines vorangegangenen
Greifervorgangs kann auch frühzeitig erkannt werden, wenn eine Felsschicht oder ein
Hindernis vorliegt. In diesem Fall kann dann auf Grundlage der vorliegenden Informationen
zum anstehenden Boden entschieden werden, ob gegebenenfalls der zumindest zeitweise
Einsatz eines anderen Bodenabtragswerkzeuges, etwa eines Schlitzwandmeißels zum Zertrümmern
von Felsgestein, für einen weiteren effektiven Vortrieb des Schlitzes sinnvoll ist.
[0013] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Steuereinheit
eine Datenbank umfasst, in welcher zu bestimmten Bodenarten bekannte Messwerte hinterlegt
sind. Anhand eines festgestellten Eindringweges oder einer Schließgeschwindigkeit
oder eines Kraftaufwandes, welcher durch die Messeinrichtung erfasst wird, kann durch
die Steuereinheit anhand der hinterlegten Daten unmittelbar eine Aussage zu der Bodenart,
etwa Sand, Kies, Ton, Fels erfolgen.
[0014] Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schlitzwandgreifers ist es vorteilhaft,
dass die Messeinrichtung ausgebildet ist, einen Verlauf der Messwerte über die Zeit
und/oder über eine aktuelle Tiefe des Schlitzes zu erfassen. Hierdurch können zusätzliche
Informationen zum Bodenaufbau oder zum Vorliegen eines Hindernisses erfasst werden.
Beispielsweise kann so festgestellt werden, dass eventuell eine obere Schicht mit
lockerem Bodenmaterial gegeben ist, während unmittelbar darunter eine Bodenschicht
mit festerem Bodenmaterial vorliegt. Gleiches gilt für eine umgekehrte Bodenschichtung.
Auch diese Information kann für den nachfolgenden Greifschritt und/oder beim Greifen
von angrenzenden Schlitzen eingesetzt werden, um das Aushubverfahren möglichst effektiv
zu gestalten.
[0015] Gemäß einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorteilhaft, dass
durch die Steuereinheit anzeigbar ist, dass von den Greiferschaufeln ein Hindernis,
insbesondere ein Findling, gegriffen ist. Dies kann insbesondere dadurch festgestellt
werden, dass die Greiferschaufeln nicht oder nicht vollständig geschlossen werden
können. Das Vorliegen eines Findlings oder eines sonstigen Hindernisses kann eine
Abänderung oder gar ein Unterbrechen des Verfahrens erfordern, so etwa den Einsatz
einer anderen Bodenabtragseinrichtung. Auch kann der Schlitzwandgreifer zum Zertrümmern
des Hindernisses mit geöffneten Greiferschaufeln aus einer größeren Höhe fallen gelassen
werden.
[0016] Die Messeinrichtung ist mit entsprechenden Sensoren, so etwa Wegaufnehmern oder Drucksensoren,
versehen. Dabei ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung besonders zweckmäßig,
dass die Messwerte für jede Greiferschaufel einzeln erfassbar sind. So kann etwa ein
unsymmetrisches Schließen der Greiferschaufeln ermittelt werden. Dabei ist es besonders
vorteilhaft, dass durch die Steuereinheit eine Angabe zur Größe und zur Lage des Hindernisses
im Schlitzes ermittelbar ist. Informationen zur Größe und zur Lage des Hindernisses
im Schlitz sind zu dessen Beseitigung hilfreich.
[0017] Grundsätzlich können die Greiferschaufeln in einer beliebigen Weise durch entsprechende
Aktoren betätigt werden. Dies kann auch eine Betätigung durch Betätigungsseile sein.
Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Betätigungseinrichtung
mindestens einen Betätigungszylinder aufweist. Dies können ein zentraler Betätigungszylinder
für beide Greiferschaufeln oder jeweils einer oder mehrere Betätigungszylinder für
jede Greiferschaufel sein. Die Betätigungszylinder werden insbesondere hydraulisch
betrieben.
[0018] Die Messeinrichtung, welche mehrere Sensoren oder Messaufnehmer umfassen kann, kann
an einer beliebigen Stelle oder an mehreren Stellen des Schlitzwandgreifers angeordnet
sein.
[0019] Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Messeinrichtung
an dem mindestens einen Betätigungszylinder angeordnet ist. Hier kann insbesondere
ein Druck im Betätigungszylinder als Maß für den notwendigen Kraftaufwand und/oder
ein Stellweg eines Kolbens im Betätigungszylinder erfasst werden. Der Stellweg liefert
dabei eine Aussage über das Schließen und die Position der Greiferschaufeln.
[0020] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Greiferschaufeln
an Schwenkbolzen schwenkbar gelagert sind, dass Sensoren der Messeinrichtung an den
Schwenkbolzen vorgesehen sind und dass die Sensoren zum Erfassen von Kräften und/oder
eines Schwenkwinkels der Greiferschaufeln ausgebildet sind. Die Sensoren können insbesondere
Kraftmesssensoren und/oder Sensoren zur Aufnahme einer Stellposition oder des Stellwinkels
der Greiferschaufeln sein. Mit diesen Werten kann insbesondere eine Aussage darüber
getroffen werden, ob eine asymmetrische Belastung oder Öffnung der Greiferschaufeln
gegeben ist. Dies lässt wiederum Rückschlüsse auf eine Form und Anordnung eines Hindernisses,
insbesondere eines Findlings zu.
[0021] Die Erfindung umfasst weiterhin eine Schlitzwandgreifvorrichtung mit einem Schlitzwandgreifer,
der nach der zuvor beschriebenen Erfindung ausgebildet ist. Dabei ist es vorgesehen,
dass der Schlitzwandgreifer an einer Trägervorrichtung vertikal verstellbar gelagert
ist. Die Trägervorrichtung kann insbesondere einen fahrbaren Unterwagen, vorzugsweise
ein Raupenfahrwerk und einen daran vorzugsweise drehbaren Oberwagen umfassen. An dem
Oberwagen ist vorzugsweise ein Mast angeordnet, entlang welchem ein Schlitzwandgreifer
mittels einer Seilaufhängung oder einer starren Betätigungsstange vertikal verstellbar
gelagert ist.
[0022] Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Messeinrichtung
ein Weg und/oder ein Druck bei einem Schließen der Greiferschaufein ermittelt wird
und dass die Messeinrichtung ermittelte Messwerte an eine Steuereinheit weiterleitet,
welche ausgebildet ist, auf Grundlage der von der Messeinrichtung ermittelten Messwerte
eine Aussage über das Bodenmaterial zu treffen.
[0023] Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mit dem zuvor beschriebenen Schlitzwandgreifer
durchgeführt werden. Es können dabei die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.
[0024] Eine bevorzugte Verfahrensvariante der Erfindung besteht darin, dass der Schlitz
beim Erstellen oder anschließend mit einer Suspension verfüllt wird und dass die Suspension
in dem Schlitz aushärtet und ein Schlitzwandsegment hergestellt wird. Durch eine entsprechende
wiederholende Herstellung eines angrenzenden oder sich überlappenden Schlitzwandsegmentes
kann so eine Schlitzwand hergestellt werden. Die Schlitzwand kann insbesondere als
eine Stütz- und/oder Abdichtwand dienen.
[0025] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben,
welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind.
[0026] In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandgreifvorrichtung und
- Fig. 2
- eine Teilquerschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Schlitzwandgreifers.
[0027] Gemäß Fig. 1 umfasst eine erfindungsgemäße Schlitzwandgreifvorrichtung 10 ein Trägergerät
12 mit einem daran angehängten Schlitzwandgreifer 20. Das Trägergerät 12 weist in
grundsätzlich bekannter Weise ein Raupenfahrwerk 11 und einen darauf drehbar gelagerten
Oberwagen 13 auf. An dem Oberwagen 13 ist ein etwa vertikal gerichteter Mast 14 mit
einem Mastkopf 15 angelenkt. Über ein Tragseil 16 ist der Schlitzwandgreifer 20 vertikal
verstellbar an dem Trägergerät 12 mit dem Mast 14 angehängt. Über eine Versorgungsleitung
18 wird Hydraulikenergie zugeführt. Weiter kann eine Zuleitung für Strom und Daten
bereitgestellt werden.
[0028] Der Schlitzwandgreifer 20 weist einen kastenförmigen Greiferrahmen 22 auf. An seiner
Oberseite ist eine Halteinrichtung 40 angeordnet, an welcher ein Ende des Tragseiles
16 angebracht ist. An einem unteren Ende des Greiferrahmens 22 sind die Greiferschaufeln
24 gelagert. Entlang des Greiferrahmens 22 sind plattenförmige Führungselemente 26
zur Lagesteuerung verstellbar gelagert.
[0029] In Fig. 2 ist der Aufbau eines Schlitzwandgreifers 20 näher dargestellt. In einem
Mittenbereich des gerüstartig aufgebauten Greiferrahmens 22 ist eine Betätigungseinrichtung
30 für die unteren Greiferschaufeln 24 angeordnet. Die Betätigungseinrichtung 30 umfasst
einen hydraulisch antreibbaren Betätigungszylinder 32, in welchem eine Kolbenstange
34 nach unten ausfahrbar gelagert ist. Der hydraulische Betätigungszylinder 32 wird
über die Versorgungsleitung 18 (in Fig. 2 nicht dargestellt) von dem Trägergerät 12
mit hydraulischer Energie versorgt.
[0030] Ein unteres Ende des Kolbenstange 34 ist an einem Schlittenelement 36 angelenkt,
welches linear verfahrbar längs des Greiferrahmens 22 geführt ist. An dem Schlittenelement
36 sind zwei Hebel 38 angelenkt, wobei jeder Hebel 38 mit einer Greiferschaufeln 24
gelenkig verbunden ist. Die Greiferschaufeln 24 selbst sind gelenkig an einem unteren
Ende des Greiferrahmens 22 gelagert.
[0031] Durch ein Einfahren der Kolbenstange 34 in den Betätigungszylinder 32 wird das Schlittenelement
36 nach oben gefahren, wobei über die Hebel 38 die Greiferschaufeln 24 in eine Öffnungsposition
zum Aufnehmen von Bodenmaterial bewegt werden. Durch ein Ausfahren der Kolbenstange
34 nach unten wird das Schlittenelement 36 entlang der Linearführung nach unten bewegt,
wobei die Hebel 38 die Greiferschaufeln 24 in eine Schließposition drücken, in welcher
ein gegriffenes Bodenmaterial zwischen den Greiferschaufeln 24 eingeschlossen ist.
[0032] Gemäß der Erfindung ist eine in den Figuren nicht näher dargestellte Messeinrichtung
vorgesehen, welche insbesondere an der Betätigungseinrichtung 30 und vorzugsweise
an dem Betätigungszylinder 32 angeordnet ist. Die Messeinrichtung ist zum Ermitteln
eines Ausfahrweges der Kolbenstange 34 und eines Drucks in dem Betätigungszylinder
32 beim Schließen der Greiferschaufeln 24 ausgebildet. Hierdurch kann ermittelt werden,
wenn die Greiferschaufeln 24 beim Schließen ein Hindernis 8, etwa einen Felsen, greifen.
In diesem Fall ist durch die Messeinrichtung feststellbar, dass sich trotz eines Druckanstieges
in dem zweiseitig wirkenden Betätigungszylinder 32 ein Verfahrweg der Kolbenstange
34 und damit des Schlittenelementes 36 nicht mehr ändert. Dieser Zustand, welcher
von der Messeinrichtung erfasst werden kann, kann von einer Steuereinheit, welche
ebenfalls nicht dargestellt ist, als ein Anzeichen für das Vorliegen eines Hindernisses
genutzt werden.
[0033] Die Steuereinheit kann dabei vorzugsweise an dem Trägergerät 12 angeordnet sein.
Über die Versorgungsleitung 18 oder über eine drahtlose Verbindung können die von
der Messeinrichtung ermittelten Messwerte an die Steuereinheit geleitet werden. Die
Steuereinheit kann dann auf Grundlage der erhaltenen Messwerte eine Aussage über das
Vorliegen eines Hindernisses oder auch über das anstehende Bodenmaterial treffen.
Die so ermittelte Information kann z. B. über einen Monitor einem Bediener im Oberwagen
13 des Trägergerätes 12 oder einer beabstandeten Zentrale mitgeteilt werden.
[0034] Aufgrund eines Öffnungswinkels der Greiferschaufeln 24 beim Erfassen eines Hindernisses
8 kann von der Steuereinheit auch eine Aussage über die Größe des Hindernisses 8 getroffen
werden.
[0035] Werden die Greiferschaufeln 24 z. B. von separaten Betätigungszylindern 32 betätigt,
so kann detektiert werden, wenn die Greiferschaufeln 24 unterschiedlich weit schließen
können. Daraus kann von der Steuereinheit zusätzlich auch eine Aussage über die Lage
des Hindernisses getroffen werden.
1. Schlitzwandgreifer zum Erstellen eines Schlitzes im Boden, mit
- einem Greiferrahmen (22),
- daran angebrachten Greiferschaufeln (24), welche zum Greifen von Bodenmaterial zwischen
einer Öffnungsposition und einer Schließposition verstellbar sind, in welcher Bodenmaterial
aufgenommen ist, und
- einer Betätigungseinrichtung (30), welche zum Verstellen der Greiferschaufeln (24)
zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Messeinrichtung vorgesehen ist, welche zum Ermitteln eines Weges und/oder Druckes
bei einem Schließen der Greiferschaufeln (24) ausgebildet ist, und
dass zum Weiterleiten von ermittelten Messwerten die Messeinrichtung mit einer Steuereinheit
in Verbindung steht, welche ausgebildet ist, auf Grundlage der von der Messeinrichtung
ermittelten Messwerte eine Aussage über das Bodenmaterial zu treffen.
2. Schlitzwandgreifer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinheit eine Datenbank umfasst, in welcher zu bestimmten Bodenarten bekannte
Messwerte hinterlegt sind.
3. Schlitzwandgreifer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messeinrichtung ausgebildet ist, einen Verlauf der Messwerte über die Zeit und/oder
einer aktuellen Tiefe des Schlitzes zu erfassen.
4. Schlitzwandgreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Steuereinheit anzeigbar ist, dass die Greiferschaufeln (24) auf ein Hindernis
(8), insbesondere einen Findling, getroffen sind.
5. Schlitzwandgreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messwerte für jede Greiferschaufel (24) einzeln erfassbar sind.
6. Schlitzwandgreifer nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeich n et,
dass durch die Steuereinheit eine Angabe zur Größe und/oder zur Lage des Hindernisses
(8) im Schlitz ermittelbar ist.
7. Schlitzwandgreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Betätigungseinrichtung (30) mindestens einen Betätigungszylinder (32) aufweist.
8. Schlitzwandgreifer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messeinrichtung an dem mindestens einen Betätigungszylinder (32) angeordnet ist.
9. Schlitzwandgreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Greiferschaufeln (24) an Schwenkbolzen schwenkbar gelagert sind, dass Sensoren
der Messeinrichtung an den Schwenkbolzen vorgesehen sind und dass die Sensoren zum
Erfassen von Kräften und/oder eines Schwenkwinkels der Greiferschaufeln (24) ausgebildet
sind.
10. Schlitzwandgreifvorrichtung mit einem Schlitzwandgreifer (20) nach einem der Ansprüche
1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schlitzwandgreifer (20) an einer Trägervorrichtung (12) vertikal verstellbar
gelagert ist.
11. Verfahren zum Erstellen eines Schlitzes im Boden, insbesondere mit einem Schlitzwandgreifer
(20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einer Schlitzwandgreifvorrichtung (10)
nach Anspruch 10,
wobei ein Schlitzwandgreifer (20) eingesetzt wird, welcher einen Greiferrahmen (22)
aufweist, an dessen unterem Ende zwei Greiferschaufeln (24) angeordnet sind, welche
mittels einer Betätigungseinrichtung (30) zwischen einer Öffnungsposition und einer
Schließposition verstellbar sind, wobei die Greiferschaufeln (24) Bodenmaterial greifen
und in der Schließposition aufnehmen,
dadurch gekennzeichnet,
- dass mittels einer Messeinrichtung ein Weg und/oder ein Druck bei einem Schließen der
Greiferschaufeln (24) ermittelt wird und
- dass die Messeinrichtung ermittelte Messwerte an eine Steuereinheit weiterleitet, welche
ausgebildet ist, auf Grundlage der von der Messeinrichtung ermittelten Messwerte eine
Aussage über das Bodenmaterial zu treffen.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schlitz beim Erstellen oder anschließend mit einer Suspension verfüllt wird und
dass die Suspension in dem Schlitz aushärtet und ein Schlitzwandsegment hergestellt wird.