Fräsvorrichtung und Verfahren zum Erstellen eines Fräslochs

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Fräsvorrichtung zum Abteufen eines Fräslochs in den Erdboden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Erstellen eines Fräslochs im Erdboden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

[0002] Eine vorbekannte Fräsvorrichtung weist unter anderem einen Träger auf, an dem mindestens zwei Fräsräder um jeweils eine Fräsraddrehachse drehbar gelagert sind, und mindestens eine Fräsradantriebseinrichtung zum drehenden Antreiben der Fräsräder am Träger. Bei einem gattungsgemäßen Verfahren ist unter anderem vorgesehen, dass mindestens zwei an einem Träger drehbar gelagerte Fräsräder mittels einer Fräsradantriebseinrichtung um jeweils eine Fräsraddrehachse in Drehung versetzt werden, und der Träger mit den Fräsrädern in einer Abteufrichtung im Boden vorangetrieben wird.

[0003] Zum Erstellen von Fräslöchern mit rechteckigem Fräslochquerschnitt sind beispielsweise aus der EP 0 735 199 B1 Schlitzwandfräsen bekannt. Derartige Schlitzwandfräsen weisen zwei versetzte Fräsräderpaare auf, die auf parallelen, horizontalen Achsen gegensinnig rotieren. Dabei wird Erdreich an den Fräsrädern abgelöst und in einen Zwischenraum zwischen den beiden Fräsrädern gefördert, von wo es mittels einer Absaugeinrichtung nach oben transportiert wird.

[0004] Ein Fräskopf und ein Verfahren zum Herstellen von Fräslöchern mit rundem Fräslochquerschnitt im Erdboden sind aus der EP 0 819 819 B1 bekannt. Der aus der EP 0 819 819 B1 bekannte Fräskopf weist vier Fräsräder auf, die um eine gemeinsame Fräsradachse drehbar angeordnet sind, welche radial zur Abteufrichtung des Fräskopfes gerichtet ist. Zur Bildung eines runden Fräskopfquerschnittes verjüngen sich die Durchmesser der Fräsräder ausgehend vom Zentrum des Fräskopfes in axialer Richtung der gemeinsamen Fräsradachse.

[0005] Aus der US-A 4,629,010 ist eine Vorrichtung zum Erstellen vertikaler Schächte bekannt. Die Vorrichtung weist mindestens zwei trommelartige Abtragungsköpfe auf, deren Trommeldrehachsen im Wesentlichen horizontal und parallel angeordnet sind. Die Abtragungsköpfe können dabei um eine vertikale Achse drehbar gelagert sein. Hiermit kann die Radialposition der Fräsköpfe vor dem Niederbringen geändert werden.

[0006] Die US-A 4,904,119 offenbart eine Fräsvorrichtung mit vier Frästrommeln, die zusammen einen etwa kreisförmigen Fräsquerschnitt bilden.

[0007] Die US 3,391,751 beschreibt eine Bohrvorrichtung mit einer angetriebenen Welle und einem röhrenartigen Gehäuse, das für eine gegenläufige Rotation bezüglich der Welle angeordnet ist. An dem Gehäuse ist eine Vielzahl von Schneidewerkzeugen drehbar montiert.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fräsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Erstellen eines Fräslochs im Erdboden anzugeben, mit denen Fräslöcher in verschiedensten Bodengeologien in besonders schneller, sicherer und wirtschaftlicher Weise hergestellt werden können.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fräsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Erstellen eines Fräslochs im Erdboden mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0010] Bei einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung ist eine Antriebseinrichtung zum drehenden Antreiben des Trägers zusammen mit den Fräsrädern um eine Trägerdrehachse, welche etwa parallel zur Abteufrichtung gerichtet ist, vorgesehen.

[0011] Ein erster Grundgedanke der Erfindung kann in einer Antriebseinrichtung gesehen werden, mit welcher der Träger mitsamt den mindestens zwei Fräsrädern in eine Drehbewegung versetzbar ist. Mittels der Antriebseinrichtung kann die Relativposition der Fräsräder bezüglich dem Erdboden variiert werden. Insbesondere kann durch Drehen des Trägers zusammen mit den Fräsrädern um die Trägerdrehachse ein Fräsloch mit rundem Fräslochquerschnitt erstellt werden, ohne dass die Fräsräder selbst einen runden Querschnitt, d.h. einen sich verjüngenden Durchmesser, aufweisen müssen. Somit können zum Erzielen eines guten Fräsfortschritts besonders geeignete Fräsradformen gewählt werden, wobei beispielsweise auch ein etwa rechteckiger Fräsradquerschnitt vorgesehen sein kann.

[0012] Die Fräsvorrichtung kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass bei Drehung des Trägers mittels der Antriebseinrichtung jeweils nur etwa ein Viertel des Gesamtumfanges der Fräsräder mit dem anstehenden Bodenmaterial in Eingriff steht. Die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung kann somit als Teilschnitt-Fräsvorrichtung bezeichnet werden, bei der die Maximalabmessungen der Fräsräder kleiner als der Querschnitt des Fräslochs sind. Im Gegensatz zu Vollschnitt-Fräsvorrichtungen, bei denen etwa die Hälfte oder mehr des Fräsradumfanges am anstehenden Boden angreift, ist bei einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung eine kleinere Kontaktfläche mit dem anstehenden Boden gegeben und daher zum Erzielen desselben Anpressdruckes der Fräsräder am Fräslochgrund eine entsprechend geringere Anpresskraft in Abteufrichtung erforderlich. Dies ermöglicht es, Fräslöcher mit vergleichsweise geringer Auflast herzustellen, weshalb die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung besonders einfach und wirtschaftlich betrieben werden kann. Bei einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung kann der Anpressdruck insbesondere auch bei einer Änderung des Fräslochdurchmessers und/oder des Fräsraddurchmessers im Wesentlichen gleich bleiben.

[0013] Die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung ist besonders geeignet zur Herstellung von Gründungselementen, insbesondere von Pfählen, im Boden und kann somit auch als Pfahlfräse bezeichnet werden. Bevorzugterweise können mittels der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung die Gründungselemente auch in felsige Böden eingebunden werden.

[0014] Unter der Abteufrichtung im Sinne der Erfindung kann insbesondere die Richtung verstanden werden, in welcher der Träger mit den Fräsrädern beim Abteufen des Fräsloches vorangetrieben wird, d.h. die Längsrichtung des zu erstellenden Fräsloches. Erfindungsgemäß verläuft die Trägerdrehachse dabei in dieser Abteufrichtung und bildet die Längsachse des Fräsloches. Eine zur Aufnahme der beim Fräsbetrieb auftretenden Kräfte besonders geeignete Fräsvorrichtung kann dadurch erhalten werden, dass die Fräsräder und/oder ihre Fräsraddrehachsen symmetrisch zur Trägerdrehachse angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Winkel zwischen den Fräsraddrehachsen und der Trägerdrehachse etwa 90° betragen. Nach der Erfindung sind die Fräsraddrehachsen aber mit einem Versatz zur Trägerdrehachse angeordnet, wodurch sich besonders große Fräslochdurchmesser erzielen lassen.

[0015] Eine bevorzugte Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung besteht darin, dass eine Schwenkeinrichtung vorgesehen ist, mit der zumindest eines der Fräsräder am Träger verschwenkbar, insbesondere hochschwenkbar ist. Unter Verschwenken kann dabei insbesondere eine Änderung des Winkels zwischen der Fräsraddrehachse des zumindest einen Fräsrades und der Trägerdrehachse verstanden werden. Durch das Verschwenken des zumindest einen Fräsrades kann ein äußerer Angriffspunkt dieses Fräsrades am anstehenden Boden bezüglich dem Träger und/oder der Trägerdrehachse geändert werden und somit der momentane Fräsradius variiert werden. Insbesondere kann das zumindest eine Fräsrad tiefenabhängig verschwenkt werden und somit ein Fräsloch erhalten werden, dessen Durchmesser über die Tiefe variiert. Hierdurch können beispielsweise Fräslöcher hergestellt werden, die am Fräslochgrund zur Bildung eines Pfahlfußes verbreitert sind. Gegebenenfalls können durch gezieltes fräslochgrundseitiges Erweitern des Fräsloches Dichtelemente, insbesondere Solenelemente, hergestellt werden. Durch die schwenkbare Anordnung zumindest eines der Fräsräder kann bei besonders kompakter Ausführung der Fräsvorrichtung ein besonders großer Abbaubereich überstrichen werden. Die Schwenkeinrichtung weist vorteilhafterweise eine Lagereinrichtung auf, mittels der das zumindest eine Fräsrad um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist. Daneben weist die Schwenkeinrichtung geeigneterweise einen Schwenkantrieb, insbesondere mit zumindest einem hydraulischen Schwenkzylinder, zum angetriebenen Verschwenken des zumindest einen Fräsrades auf. Um eine symmetrische Kräfteverteilung am Träger und somit eine besonders robuste Fräsvorrichtung zu erhalten, ist es vorteilhaft, dass beide Fräsräder am Träger verschwenkbar sind, wobei das Verschwenken geeigneterweise gleichzeitig und bevorzugt um eine gemeinsame horizontale Schwenkachse erfolgt. Unter Hochschwenken kann insbesondere verstanden werden, dass das zumindest eine Fräsrad beim Verschwenken bezüglich dem Fräslochgrund angehoben wird.

[0016] Eine besonders brauchbare Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Träger endseitig an einem Rohrgestänge angeordnet ist. Dieses Rohrgestänge, das insbesondere zu einem außerhalb des Fräslochs angeordneten Baugerät führen kann, kann zur Übertragung von Auflastkräften, d.h. von Anpresskräften, an den Träger mit den Fräsrädern dienen. Die Fräsvorrichtung kann aber beispielsweise auch an einem Trageseil aufgehängt sein. Eine besonders vielseitig einsetzbare Fräsvorrichtung ist dadurch gegeben, dass der Träger gegenüber dem Rohrgestänge mittels eines Schwenkantriebes verschwenkbar ist.

[0017] Ein Verlaufen der Fräsvorrichtung bei deren Betrieb kann erfindungsgemäß besonders wirksam dadurch reduziert werden, dass am Träger und/oder am Rohrgestänge eine Führungseinrichtung, insbesondere ein Führungsring, zum Abstützen des Trägers bzw. des Rohrgestänges an einer Lochwand vorgesehen ist. Gegebenenfalls können auch mehrere Führungseinrichtungen am Träger und/oder am Rohrgestänge übereinander vorgesehen sein, wodurch eine Führung in mehreren Ebenen gegeben ist. Die Führungseinrichtung weist geeigneterweise Führungsschuhe auf, die für einen Kontakt mit der Lochwand des Fräslochs vorgesehen sind, und die über radial zur Trägerdrehachse verlaufende Streben mit dem Träger und/oder dem Rohrgestänge verbunden sind. Vorteilhafterweise sind die Führungsschuhe in Form eines Führungsringes ausgebildet, der auch unterbrochen ausgeführt sein kann. Sofern das Fräsloch unter Einbringung eines Stützrohres hergestellt wird, kann die Führungseinrichtung auch zum Abstützen an diesem Stützrohr vorgesehen sein.

[0018] Insbesondere dann, wenn die Fräsvorrichtung zum Herstellen von Fräslöchern mit variablem Fräslochdurchmesser ausgebildet ist, kann es vorteilhaft sein, dass die Führungseinrichtung durchmesserverstellbar ausgebildet ist. Hierzu kann beispielsweise eine Verstelleinrichtung vorgesehen sein, mit welcher die Länge der Streben, an denen die Führungsschuhe angeordnet sind, veränderbar ist. Sofern ein Führungsring vorgesehen ist, kann dieser zur Durchmesserverstellung segmentartig ausgebildet sein.

[0019] Eine besonders präzise Führung der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung beim Abteufen des Fräslochs kann dadurch gegeben sein, dass eine Spannvorrichtung zum Festlegen des Rohrgestänges in einem Stützrohr vorgesehen ist, und dass das Rohrgestänge zum Vortreiben des Trägers axial verlängerbar ist. Hierdurch kann das Rohrgestänge besonders kurz gehalten werden und somit ein Verlaufen der Fräsvorrichtung wirksam reduziert werden. Zum axialen Verlängern des Rohrgestänges sind geeigneterweise hydraulische Anpresszylinder vorgesehen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Anpresskraft zumindest teilweise durch die Anpresszylinder aufgebracht. Grundsätzlich kann aber bereits das Eigengewicht der Fräsvorrichtung für einen ausreichenden Anpressdruck ausreichend sein.

[0020] Besonders bevorzugt ist es nach der Erfindung, dass die Antriebseinrichtung zwischen dem Rohrgestänge und dem Träger und/oder in einem oberen Bereich des Rohrgestänges angeordnet ist. Sofern die Antriebseinrichtung im oberen Bereich angeordnet ist, kann diese vorteilhafterweise auch außerhalb des Fräsloches, insbesondere an einem Baugerät, vorgesehen sein. Die Antriebseinrichtung und/oder die Fräsradantriebseinrichtung weisen geeigneterweise Hydraulikmotoren auf. Dabei können die Antriebseinrichtung und die Fräsradeinrichtung auch mit einem gemeinsamen Motor ausgebildet sein. Die Fräsradantriebseinrichtung kann beispielsweise am Träger, aber auch am oberen Bereich des Rohrgestänges vorgesehen sein.

[0021] Die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsraddrehachse mindestens eines Fräsrades gegenüber der Trägerdrehachse mit einem Versatz angeordnet ist, und dass insbesondere ein Fräsradversatzantrieb zum Ändern des Versatzes vorgesehen ist. Durch den Versatz des mindestens einen Fräsrades wird dessen Angriffspunkt am anstehenden Bodenmaterial bezüglich der Trägerdrehachse radial nach außen verlagert, mit der Folge, dass der Fräsquerschnitt bei gleichem Fräsraddurchmesser vergrößert ist. Kräftesymmetrisch besonders vorteilhaft ist es dabei, dass beide Fräsräder mit gleichem Versatz gegenüber der Trägerdrehachse angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind die Fräsraddrehachsen dabei gegenüber der Trägerdrehachse in Drehrichtung des Trägers vorversetzt. Der Fräsradversatzantrieb erlaubt es, den Versatz insbesondere während des Abteufens der Fräseinrichtung zu verändern und somit ein Fräsloch mit veränderlichem Lochdurchmesser herzustellen. Geeigneterweise ist der Fräsradversatzantrieb zum simultanen und gleichartigen Ändern des Versatzes aller Fräsraddrehachsen ausgebildet.

[0022] Eine Fräsvorrichtung mit besonders gutem Fräsfortschritt kann erfindungsgemäß dadurch erhalten werden, dass die Fräsräder als Fräsradpaare mit jeweils zwei Einzelfräsrädern ausgebildet sind, und dass die Einzelfräsräder der Fräsradpaare jeweils an einem Lagerschild gelagert sind, welcher am Träger schwenkbar gelagert ist. Eine konstruktiv besonders einfache Fräsvorrichtung kann dabei dadurch erhalten werden, dass die beiden Einzelfräsräder jedes Fräsradpaares jeweils eine identische Drehachse aufweisen. Vorteilhafterweise weist jedes Fräsradpaar einen eigenen Fräsradantriebsmotor auf, der insbesondere am gemeinsamen Lagerschild vorgesehen sein kann. Besonders bevorzugt ist es, dass alle Lagerschilde um eine gemeinsame horizontale Schwenkachse verschwenkbar gelagert sind.

[0023] Ein besonders guter Fräsfortschritt kann erfindungsgemäß ferner dadurch gegeben sein, dass die Fräsräder umfangseitig und/oder stirnseitig Fräswerkzeuge aufweisen. Die Fräswerkzeuge können dabei beispielsweise als Fräszähne oder Fräsrollen ausgebildet sein. Eine stirnseitige Anordnung der Fräswerkzeuge ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Fräsräder verschwenkbar am Träger angeordnet sind, da die Fräsräder beim Verschwenken während des Abteufens der Fräsvorrichtung auch stirnseitig mit dem anstehenden Bodenmaterial in Eingriff gelangen können. Die Fräsräder selbst sind geeigneterweise zumindest annähernd zylindrisch ausgebildet, wobei zwischen der Umfangsfläche, die auch als Zylindermantel bezeichnet werden kann, und der Stirnfläche vorteilhafterweise ein abgeschrägter Zwischenbereich vorgesehen ist. Die Fräsräder werden geeigneterweise derart gleichsinnig oder gegensinnig gedreht, dass das abgebaute Bodenmaterial einer am Träger angeordneten Ansaugöffnung einer Pumpe zugeführt wird. Die Fräsräder, insbesondere die Einzelfräsräder, können vorteilhafterweise auswechselbar am Träger vorgesehen sein. Hierdurch können die Fräsräder besonders einfach, beispielsweise durch Fräsräder mit unterschiedlichem Fräsraddurchmesser, ersetzt werden und somit der Fräslochdurchmesser geändert werden. Auch können die Fräsräder durch Räder mit unterschiedlichen Fräswerkzeugen ersetzt werden, wenn im Verlauf des Fräsvorganges auf eine geänderte Bodengeologie gestoßen wird. Durch Auswechseln der Fräsräder können somit Fräslöcher mit besonders großem Durchmesser erstellt und in Fels eingebunden werden.

[0024] Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass der Träger zusammen mit den Fräsrädern gleichzeitig mittels einer Antriebseinrichtung um eine Trägerdrehachse gedreht wird, welche etwa parallel zur Abteufrichtung gerichtet ist. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung zum Einsatz kommen, wodurch die im Zusammenhang mit der Fräsvorrichtung erläuterten Vorteile erzielt werden können.

[0025] Grundsätzlich ist es erfindungsgemäß möglich, den Träger unter ständiger Beibehaltung der Drehrichtung um die Trägerdrehachse zu drehen. Besonders bevorzugt ist es jedoch, dass die Drehrichtung des Trägers um die Trägerdrehachse alternierend gewechselt wird. Für eine besonders schnelle Fräslochherstellung ist es dabei vorteilhaft, dass die Drehrichtung jeweils nach Überstreichen eines Drehwinkels von etwa 180° gewechselt wird.

[0026] Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Fräsräder, insbesondere in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Trägers um die Trägerdrehachse, am Träger verschwenkt, insbesondere hochgeschwenkt wird. Durch das Verschwenken des mindestens einen Fräsrades ist es möglich, den Abtragungsradius des Fräsrades momentan zu verändern und somit den Fräslochdurchmesser fräslochtiefenabhängig zu variieren. Dies ermöglicht es beispielsweise, unterschnittene Pfahlbohrungen herzustellen, die insbesondere im Fußbereich erweitert sind. Die drehwinkelabhängige Verschwenkung des Fräsrades erlaubt es ferner, Fräslöcher mit runden Fräslochquerschnitten herzustellen, die von einer Kreisform abweichen. Insbesondere können Fräslöcher und Gründungspfähle mit elliptischem Querschnitt hergestellt werden, was bei großen Pfahldurchmessern und entsprechenden Grundrissformen zu einer Materialeinsparung führen kann. Besonders vorteilhaft ist es, dass beide Fräsräder simultan und in symmetrischer Weise verschwenkt werden. Die gleichzeitige Schwenkbewegung beider Fräsräder kann dabei auch als Spreizen bezeichnet werden. Während durch die Antriebseinrichtung eine Verstellbarkeit der Fräsräder um eine vertikale Achse gegeben sein kann, kann durch die Schwenkeinrichtung eine Verstellmöglichkeit um eine horizontale Achse gegeben sein. Durch eine Überlagerung der beiden Verstellmöglichkeiten kann der Fräslochquerschnitt in besonders vielfältiger Weise variiert werden.

[0027] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den Figuren dargestellt sind. In den Figuren zeigen:

Fig. 1

eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung;

Fig. 2

eine Frontansicht der Fräsvorrichtung aus Fig. 1, bei der die Fräsräder im unverschwenkten Zustand mit durchgezogener Linie und im hochgeschwenkten Zustand mit gestrichelter Linie dargestellt sind;

Fig. 3

eine perspektivische Ansicht der Fräsvorrichtung aus Fig. 1 mit unverschwenkten Fräsrädern;

Fig. 4

eine perspektivische Ansicht der Fräsvorrichtung aus Fig. 1 mit hochgeschwenkten Fräsrädern;

Fig. 5

eine Draufsicht auf die Fräsvorrichtung aus Fig. 1, bei der die Fräsräder im unverschwenkten Zustand mit durchgezogener Linie und im hochgeschwenkten Zustand mit gestrichelter Linie dargestellt sind;

Fig. 6

eine Draufsicht auf die horizontal verschwenkten Fräsräder einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung;

Fig. 7

eine Schnittansicht A-A der Fräsräder aus Fig. 6; und

Fig. 8

eine perspektivische Ansicht der Fräsräder aus Fig. 6.

[0028] Eine erfindungsgemäße Fräsvorrichtung ist in den Fig. 1 bis 5 dargestellt. Die Fräsvorrichtung weist einen als Rahmen ausgebildeten Träger 20 auf, an dem bodenseitig zwei Fräsräder 1, 2 um Fräsraddrehachsen 51, 52 drehbar gelagert sind. Die Fräsräder 1, 2 sind als Fräsradpaare ausgebildet, wobei das Fräsrad 1 zwei Einzelfräsräder 11, 11' und das Fräsrad 2 zwei Einzelfräsräder 12, 12' aufweist. Die Einzelfräsräder 11, 11' sind beiderseits eines Lagerschildes 21 und die Einzelfräsräder 12, 12' beiderseits eines weiteren Lagerschildes 22 gelagert. Zum drehbaren Antreiben der Fräsräder 1, 2 ist eine Fräsradantriebseinrichtung mit zwei Hydraulikdrehmotoren 71, 72 vorgesehen, die oberseitig an den Lagerschilden 21 bzw. 22 angeordnet sind. Ferner ist am Träger 20 ein als Pumpeinrichtung 75 ausgebildetes Antriebsaggregat vorgesehen.

[0029] Der Träger 20 ist am unteren Ende eines Rohrgestänges 8 drehfest befestigt. Mittels einer in den Fig. nicht dargestellten Antriebseinrichtung können das Rohrgestänge 8 und damit der Träger 20 um eine Trägerdrehachse 56 in Rotation in Drehrichtung D versetzt werden. Die Fräsräder 1, 2, die um die Fräsradachsen 51, 52 angetrieben rotieren, beschreiben dabei eine Kreisbahn, auf der sie Bodenmaterial abtragen. Gleichzeitig mit der Drehbewegung um die Trägerdrehachse 56 wird der Träger 20 in Abteufrichtung T vorgeschoben. Dieser Vorschub kann allein aufgrund des Eigengewichtes der Fräsvorrichtung oder aufgrund eines Vorschubantriebes erfolgen, der auf das Rohrgestänge 8 eine Auflastkraft ausübt. Über eine Zulauföffnung 25, die am Rahmen 20 zwischen den Fräsrädern 1, 2 vorgesehen ist, kann während des Fräsvorganges Stütz- und/oder Schneidflüssigkeit in das Fräsloch eingeführt und/oder aus diesem abgeführt werden.

[0030] Die Trägerdrehachse 56 verläuft mittig im Rohrgestänge 8 in Abteufrichtung T. Sie bildet die Längsachse eines bei Drehung des Trägers 20 erzeugten Fräslochs mit kreisförmigem Querschnitt. Die Fräsräder 1, 2 sind symmetrisch zur Trägerdrehachse 56 angeordnet. Im unverschwenkten Zustand der Fräsräder 1, 2 verlaufen ihre Fräsraddrehachsen 51, 52 parallel zueinander und schließen diese mit der Trägerdrehachse 56 einen Winkel von etwa 90° ein. Die Fräsräder 1, 2 sind mit ihren Fräsraddrehachsen 51, 52 bezüglich der Trägerdrehachse 56 so in Drehrichtung D vorauseilend angeordnet, dass die Fräsraddrehachse 51 bezüglich der Trägerdrehachse 56 mit einem Versatz X1 und die Fräsraddrehachse 52 bezüglich der Trägerdrehachse 56 mit einem Versatz X2 beabstandet verläuft, wobei der Versatz X1 gleich dem Versatz X2 ist. Dies ist insbesondere in den Fig. 1 und 5 erkennbar.

[0031] Zum Vergrößern des Fräsquerschnittes sind die Fräsräder 1, 2 am Träger 20 um eine gemeinsame, horizontale Schwenkachse 60 schwenkbar gelagert. Hierzu sind die Lagerschilde 21, 22 über seitliche, L-artige Hebelarme 65 am Träger 20 angelenkt. Zum angetriebenen Verschwenken der Fräsräder 1, 2 ist eine Schwenkeinrichtung mit zwei Hydraulikzylindern 61, 62 vorgesehen, die an ihrem einen Ende am Träger 20 und an ihrem anderen Ende an den Lagerschilden 21 bzw. 22 angelenkt sind. Durch Verkürzen dieser Hydraulikzylinder 61, 62 werden die Hebelarme 65 mit den Lagerschilden 21, 22 und den Einzelfräsrädern 11, 11', 12, 12' um die gemeinsame Schwenkachse 60 nach oben verschwenkt. In diesem verschwenkten Zustand, der in Fig. 4 sowie in Fig. 2 und 5 mit gestrichelten Linien dargestellt ist, schließen die Fräsraddrehachsen 51', 52' mit der Trägerdrehachse 56 einen von 90° verschiedenen Winkel ein. Das Verschwenken der Fräsräder 1, 2, das grundsätzlich stufenlos erfolgen kann, kann insbesondere soweit durchgeführt werden, bis die Fräsraddrehachsen 51', 52' parallel zur Trägerdrehachse 56 verlaufen.

[0032] Zum Führen des Trägers 20 im Fräsloch ist an diesem Träger 20 über vier radial zur Trägerdrehachse 56 verlaufende Streben 32 ein Führungsring 31 angeordnet. Über diesen Führungsring 31, der koaxial zur Trägerdrehachse 56 verläuft, kann sich der Träger 20 an der Fräslochwand abstützen.

[0033] Ein Fräsbild, das sich am Grunde eines Fräslochs beim Abteufen einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung mit teilweise hochgeschwenkten Fräsrädern 1, 2 ergibt, ist in den Fig. 6 bis 8 dargestellt. Zwischen den beiden Fräsrädern 1, 2 bildet sich ein kegelartiger Vorsprung 80 am Fräslochgrund heraus. Dieser kegelartige Vorsprung 80 wird von den Stirnseiten der innen liegenden Einzelfräsräder 11', 12' abgearbeitet.

Ansprüche

1. Fräsvorrichtung zum Abteufen eines Fräslochs in den Erdboden mit

- einem Träger (20), an dem mindestens zwei Fräsräder (1, 2) um jeweils eine Fräsraddrehachse (51, 52) drehbar gelagert sind,

- mindestens einer Fräsradantriebseinrichtung zum drehenden Antreiben der Fräsräder (1, 2) am Träger (20), wobei durch die Drehung der Fräsräder (1, 2) um ihre Fräsraddrehachsen (51, 52) Bodenmaterial abtragbar ist, und

- einer Antriebseinrichtung, durch welche der Träger (20) zusammen mit den Fräsrädern (1, 2) zum Abtragen des Bodenmaterials in Rotation um eine Trägerdrehachse (56) versetzbar ist, welche parallel zur Abteufrichtung (T) gerichtet ist,

- wobei die Winkel zwischen den Fräsraddrehachsen (51, 52) und der Trägerdrehachse (56) etwa 90° betragen und

- wobei die Fräsräder (1, 2) derart angeordnet sind, dass sie bei Rotation des Trägers (20) eine Kreisbahn beschreiben, entlang der sie das Bodenmaterial abtragen,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die Fräsraddrehachse (51, 52) mindestens eines Fräsrades (1, 2) gegenüber der Trägerdrehachse (56) mit einem Versatz (X1, X2) angeordnet ist.

2. Fräsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schwenkeinrichtung vorgesehen ist, mit der zumindest eines der Fräsräder (1, 2) am Träger (20) verschwenkbar, insbesondere hochschwenkbar ist.

3. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (20) endseitig an einem Rohrgestänge (8) angeordnet ist.

4. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Träger (20) und/oder am Rohrgestänge (8) eine Führungseinrichtung, insbesondere ein Führungsring (31), zum Abstützen des Trägers (20) bzw. des Rohrgestänges (8) an einer Lochwand vorgesehen ist.

5. Fräsvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungseinrichtung durchmesserverstellbar ausgebildet ist.

6. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Spannvorrichtung zum Festlegen des Rohrgestänges (8) in einem Stützrohr vorgesehen ist, und
dass das Rohrgestänge (8) zum Vortreiben des Trägers (20) axial verlängerbar ist.

7. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebseinrichtung zwischen dem Rohrgestänge (8) und dem Träger (20) und/oder in einem oberen Bereich des Rohrgestänges (20) angeordnet ist.

8. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Fräsradversatzantrieb zum Ändern des Versatzes (X1, X2) vorgesehen ist.

9. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fräsräder (1, 2) als Fräsradpaare mit jeweils zwei Einzelfräsrädern (11, 11'; 12, 12') ausgebildet sind, und
dass die Einzelfräsräder (11, 11'; 12, 12') der Fräsradpaare jeweils beide an einem Lagerschild (21, 22) gelagert sind, welcher an dem Träger (20) verschwenkbar gelagert ist.

10. Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fräsräder (1, 2) umfangseitig und/oder stirnseitig Fräswerkzeuge aufweisen.

11. Verfahren zum Erstellen eines Fräslochs im Erdboden, insbesondere mit einer Fräsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem

- mindestens zwei an einem Träger (20) drehbar gelagerte Fräsräder (1, 2) mittels einer Fräsradantriebseinrichtung um jeweils eine Fräsraddrehachse (51, 52) in Drehung versetzt werden, und

- der Träger (20) mit den Fräsrädern (1, 2) in einer Abteufrichtung (T) im Boden vorangetrieben wird,

- wobei der Träger (20) zusammen mit den Fräsrädern (1, 2) gleichzeitig mittels einer Antriebseinrichtung um eine Trägerdrehachse (56), welche etwa parallel zur Abteufrichtung (T) gerichtet ist und zu welcher die Fräsraddrehachsen (51, 52) etwa rechtwinklig angeordnet sind, in Rotation versetzt wird, wodurch die Fräsräder (1, 2) eine Kreisbahn beschreiben, auf der sie Bodematerial abtragen,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die Fräsraddrehachse (51, 52) mindestens eines Fräsrades (1, 2) gegenüber der Trägerdrehachse (56) mit einem Versatz (X1, X2) vorgesehen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Drehrichtung (D) des Trägers (20) um die Trägerdrehachse (56) alternierend gewechselt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eines der Fräsräder (1, 2), insbesondere in Abhängigkeit von einem Drehwinkel des Trägers (20) um die Trägerdrehachse (56), am Träger (20) verschwenkt, insbesondere hochgeschwenkt wird.

Claims

1. Cutting apparatus for sinking a hole in the ground having

- a support (20), on which are mounted in rotary manner about in each case one cutting wheel rotation axis (51, 52) at least two cutting wheels (1, 2),

- at least one cutting wheel drive mechanism for the rotary driving of the cutting wheels (1, 2) on the support (20), whereby soil is removable through the rotation of the cutting wheels (1, 2) about their cutting wheel rotation axes (51, 52) and

- a drive mechanism, through which the support (20) together with the cutting wheels (1, 2) is rotatable for the removal of soil about a support rotation axis (56), which is arranged parallel to the sinking direction (T),

- the angle between the cutting wheel rotation axes (51, 52), and the support rotation axis (56) being approximately 90°, and

- the cutting wheels (1, 2) being arranged such that on rotation of the support (20) they describe a circular path, along which they remove the soil,

characterized in that
the cutting wheel rotation axis (51, 52) of at least one cutting wheel (1, 2) has an offset (X1, X2) with respect to the support rotation axis (56).

2. Cutting apparatus according to claim 1,
characterized in that
a pivoting device is provided with which at least one of the cutting wheels (1, 2) is pivotable, particularly upwardly pivotable on the support (20).

3. Cutting apparatus according to one of the claims 1 or 2,
characterized in that
the support (20) is located terminally on a drilling tube (8).

4. Cutting apparatus according to one of the claims 1 to 3,
characterized in that
on the support (20) and/or on the drilling tube (8) is provided a guide mechanism, particularly a guide ring (31), for supporting the support (20) or drilling tube (8) respectively on a hole wall.

5. Cutting apparatus according to claim 4,
characterized in that
the guide mechanism is constructed in diameter-adjustable manner.

6. Cutting apparatus according to one of the claims 1 to 5,
characterized in that
a tensioning device is provided for fixing the drilling tube (8) in a support tube, and that the drilling tube (8) is axially extendible for driving the support (20).

7. Cutting apparatus according to one of the claims 3 to 6,
characterized in that
the drive mechanism is located between the drilling tube (8) and the support (20) and/or in an upper area of the drilling tube (8).

8. Cutting apparatus according to one of the claims 1 to 7,
characterized in that
a cutting wheel offset drive is provided for modifying the offset (X1, X2).

9. Cutting apparatus according to one of the claims 1 to 8,
characterized in that
the cutting wheels (1, 2) are constructed as cutting wheel pairs with in each case two individual cutting wheels (11, 11'; 12, 12'), and that the individual cutting wheels (11, 11'; 12, 12') of the cutting wheel pairs are in each case both mounted on a bearing bracket (21, 22), which is pivotably mounted on the support (20).

10. Cutting apparatus according to one of the claims 1 to 9,
characterized in that
the cutting wheels (1, 2) are circumferentially and/or frontally provided with cutting tools.

11. Method for producing a cut hole in the ground, particularly with a cutting apparatus according to one of the claims 1 to 10, in which

- at least two cutting wheels (1, 2) mounted in rotary manner on a support (20) are rotated about in each case one cutting wheel rotation axis (51, 52) by means of a cutting wheel drive mechanism and

- the support (20) with the cutting wheels (1, 2) is advanced in a sinking direction (T) in the ground,

- the support (20) together with the cutting wheels (1, 2) being at the same time rotated by means of a drive mechanism about a support rotation axis (56), which is arranged roughly parallel to the sinking direction (T) and to which the cutting wheel rotation axes (51, 52) are arranged roughly perpendicularly, wherein the cutting wheels (1, 2) describe a circular path, on which they remove soil,

characterized in that
the cutting wheel rotation axis (51, 52) of at least one cutting wheel (1, 2) has an offset (X1, X2) with respect to the support rotation axis (56).

12. Method according to claim 11,
characterized in that
a rotation direction (D) of the support (20) about the support rotation axis (56) is alternately changed.

13. Method according to one of the claims 11 or 12,
characterized in that
at least one of the cutting wheels (1, 2) is pivoted, particularly pivoted up, on the support (20), particularly as a function of a rotation angle of the support (20) about the support rotation axis (56).

Revendications

1. Dispositif de fraisage pour creuser un trou fraisé dans le sol, avec

- un support (20) sur lequel sont montées deux roues de fraisage (1, 2) pouvant tourner chacune autour d'un axe (51, 52) de rotation de roue de fraisage,

- au moins un dispositif d'entraînement de roue de fraisage pour entraîner en rotation les roues de fraisage (1, 2) sur le support (20), la rotation des roues de fraisage (1, 2) autour de leurs axes (51, 52) de rotation de roue de fraisage permettant d'enlever du matériau du sol, et

- un dispositif d'entraînement par lequel, pour enlever du matériau du sol, le support (20) peut être mis en rotation avec les roues de fraisage (1, 2) autour d'un axe (56) de rotation de support qui est orienté parallèlement à la direction de creusement (T),

- l'angle entre les axes (51, 52) de rotation de roue de fraisage et l'axe (56) de rotation de support valant environ 90° et

- les roues de fraisage (1, 2) étant agencées de telle manière que, lors d'une rotation du support (20), elles décrivent une trajectoire circulaire le long de laquelle elles enlèvent le matériau du sol,

caractérisé en ce que

- l'axe (51, 52) de rotation de roue de fraisage d'au moins une roue de fraisage (1, 2) est placé avec un décalage (X1, X2) par rapport à l'axe (56) de rotation de support.

2. Dispositif de fraisage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif de pivotement est prévu, avec lequel au moins l'une des roues de fraisage (1, 2) peut pivoter sur le support (20), en particulier peut pivoter vers le haut.

3. Dispositif de fraisage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le support (20) est placé côté extrémité sur un train tubulaire (8).

4. Dispositif de fraisage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que sur le support (20) et/ou sur le train tubulaire (8) est prévu un dispositif de guidage, en particulier une bague de guidage (31), afin de soutenir respectivement le support (20) ou le train tubulaire (8) sur une paroi du trou.

5. Dispositif de fraisage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de guidage est réalisé de diamètre réglable.

6. Dispositif de fraisage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un dispositif de serrage pour immobiliser le train tubulaire (8) dans un tube de soutien est prévu, et en ce que le train tubulaire (8) est prolongeable axialement pour faire avancer le support (20).

7. Dispositif de fraisage selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement est placé entre le train tubulaire (8) et le support (20) et/ou dans une zone supérieure du train tubulaire (20).

8. Dispositif de fraisage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un entraînement de décalage de roue de fraisage est prévu pour modifier le décalage (X1, X2).

9. Dispositif de fraisage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les roues de fraisage (1, 2) sont conformées en paires de roues de fraisage avec deux roues de fraisage individuelles (11, 11' ; 12, 12') à chaque fois, et en ce que les roues de fraisage individuelles (11, 11' ; 12, 12') des paires de roues de fraisage sont montées toutes les deux sur un écran support (21, 22) qui est monté pivotant sur le support (20).

10. Dispositif de fraisage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les roues de fraisage (1, 2) présentent des outils de fraisage sur la circonférence et/ou sur leur face frontale.

11. Procédé de réalisation d'un trou fraisé dans le sol, en particulier avec un dispositif de fraisage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel

- au moins deux roues de fraisage (1, 2) montées rotatives sur un support (20) sont mises en rotation autour de, chacune, un axe (51, 52) de rotation de roue de fraisage au moyen d'un dispositif d'entraînement de roues de fraisage, et

- le support (20) avec les roues de fraisage (1, 2) est avancé dans le sol dans une direction de creusement (T),

- le support (20) avec les roues de fraisage (1, 2) étant simultanément mis en rotation, au moyen d'un dispositif d'entraînement, autour d'un axe (56) de rotation de support qui est approximativement parallèle à la direction de creusement (T) et par rapport auquel les axes (51, 52) de rotation de roue de fraisage sont disposés approximativement à angle droit, de telle sorte que les roues de fraisage (1, 2) décrivent une trajectoire circulaire sur laquelle elles enlèvent du matériau du sol,

caractérisé en ce que

- l'axe (51, 52) de rotation de roue de fraisage d'au moins une roue de fraisage (1, 2) est placé avec un décalage (X1, X2) par rapport à l'axe (56) de rotation de support.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une direction de rotation (D) du support (20) autour de l'axe (56) de rotation de support est modifiée de façon alternée.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'au moins l'une des roues de fraisage (1, 2) est pivotée, en particulier pivotée vers le haut, sur le support (20) autour de l'axe (56) de rotation de support, en particulier en fonction d'un angle de rotation du support (20).

Zeichnung