(57)【要約】【課題】地中連続壁カッター用の掘削ホイールにおいて、削り取られた土砂と結合剤とを十分に混合する。【解決手段】掘削ホイールハブ１０の外側面１１に、放射状に突出する掘削歯ホルダ２０が配置される。掘削歯ホルダの掘削ホイールの回転方向前縁にプレート状の混合ブレード４０が設けられる。混合ブレードは、掘削歯ホルダの平坦側面６０より、ほぼ直交して突出しており、掘削歯ホルダ全体として略Ｔ字形の断面形状を有する。この略Ｔ字形の断面形状により、混合ブレードの後方の領域で乱れた流れが発生し、土砂と結合剤の混合が促進される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ホイールハブと少なくとも１つの掘削歯ホルダとを有する地中連続壁カッター用の掘削ホイールであって、
掘削歯ホルダは掘削ホイールハブの外側に実質的に放射状に突出するように配置され、
少なくとも１つの混合ブレードが前記掘削ホイールハブの外側に備えられる、掘削ホイール。
【請求項２】
前記混合ブレードは、掘削歯ホルダ上に構成される、請求項１記載の掘削ホイール。
【請求項３】
前記混合ブレードは、回転掘削動作中に土砂の流れが存在する、前記掘削歯ホルダの長軸側面、特に掘削歯ホルダの流入側に配置される、請求項１記載の掘削ホイール。
【請求項４】
前記混合ブレードは、前記掘削歯ホルダから、好ましくは両側で軸方向に突出する、請求項１記載の掘削ホイール。
【請求項５】
前記混合ブレードはプレートを有し、プレートは特に、前記掘削歯ホルダに対し略垂直である、請求項１記載の掘削ホイール。
【請求項６】
前記混合ブレードは、前記掘削ホイールハブの周囲に対し略接線方向に向けられる、請求項１記載の掘削ホイール。
【請求項７】
掘削歯は特に前記掘削歯ホルダ上の末端に備えられ、好ましくは、前記混合ブレードの長軸側面に対し略直角に設けられる、請求項１記載の掘削ホイール。
【請求項８】
前記掘削歯の掘削エッジは、前記掘削ホイールの円周方向に関し、前記混合ブレードに対し、当該掘削ホイールの回転方向後方に位置される、請求項７記載の掘削ホイール。
【請求項９】
前記掘削歯は前記混合ブレードから離して配置され、混合ブレードのない空間が形成される、請求項１記載の掘削ホイール。
【請求項１０】
前記掘削歯ホルダの流入側は、混合ブレードのない空間近くでは後退しており、特に、断面が円形セグメントである凹部が形成される、請求項９記載の掘削ホイール。
【請求項１１】
少なくとも１つの別の掘削歯ホルダが前記掘削ホイールハブ上に回動可能に備えられる、請求項１記載の掘削ホイール。
【請求項１２】
フレームと、前記フレーム上に回転可能に載置された少なくとも１つの掘削ホイールと、前記少なくとも１つの掘削ホイールを駆動して回転させるための駆動装置と、を備え、少なくとも１つの掘削ホイールは請求項１に記載の掘削ホイールである、地中連続壁カッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削ホイールハブおよび少なくとも１つの掘削歯ホルダを有する、地中連続壁（トレンチウオール：ｔｒｅｎｃｈ  ｗａｌｌ）カッター用の掘削ホイールに関する。前記歯は掘削ホイールハブの外側に、実質的に放射状に突出するように配置されている。
【背景技術】
【０００２】
特許文献ＤＥ  ３４  ２４  ９９９  Ｃ２では、地中連続壁を施設するための地中連続壁カッターが開示されている。この周知の地中連続壁カッターは、掘削フレームと、このフレームの下側に回転するように支持された掘削ホイールとを有する。土砂を削り出すための掘削歯は掘削ホイールの円周上に備えられる。
【０００３】
ドイツ特許出願第１０３  ０８  ５３８号では、地中連続壁を施設するための方法が開示されている。この方法では、前記溝内で、地中連続壁となる硬化性の懸濁液が直接形成される。このため、地中連続壁カッターの掘削ホイールにより削られた土砂が、掘削された溝内その場で、掘削ホイールの作用により、結合剤、特に固化可能な液と混合され、その結果、硬化する結合剤−土砂混合物が形成される。この方法では、削られた土砂は少なくとも部分的に掘削された溝内に残り、そこで、結合剤と混合されて硬化し、地中連続壁を形成することができる。これにより、複雑な様式で、削った土砂を全て地上に搬送するポンピング手段が必要なくなる。
【０００４】
【特許文献１】ドイツ国特許第３４２４９９９号明細書
【特許文献２】カナダ国特許出願公開２４５７２２９号明細書
【特許文献３】ドイツ国特許出願公開１９９４１８０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、特に高品質の地中連続壁を製造することができる、地中連続壁カッター用の掘削ホイールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有する掘削ホイールにより達成される。好ましい態様は従属請求項に示される。
【０００７】
本発明による掘削ホイールは、少なくとも１つの混合ブレードが掘削ホイールハブの外側に備えられることを特徴とする。
【０００８】
本発明の基本的な概念は、形成した溝内で懸濁液を入念に混合するための混合ブレードを掘削ホイール上に設けることである。掘削歯ホルダと同様に、混合ブレードは掘削ホイールハブの外側に配置され、そこは、掘削ホイールハブの周囲または円周側面とも呼ばれる。掘削動作中、掘削ホイールハブを回転させると、掘削歯ホルダおよび混合ブレードはどちらも回転する。この混合ブレードの回転動作により、より良好に混合され、そのため、懸濁液が均一となり、その結果、地中連続壁の品質が向上する。
【０００９】
本発明による掘削ホイールは、特に、掘削された溝内、その場での懸濁液形成に適しており、この場合、削り出された土砂を結合剤と混合することにより、掘削された溝内で、硬化して地中連続壁となる懸濁液が形成される。本発明によれば、混合ブレードが掘削ホイール上に、すなわち、露出した土砂が直接削られる領域に配置されるので、本発明により、新たに削られた土砂の特に効果的な十分な混合が可能となり、そのため、地中連続壁品質がさらに向上する。
【００１０】
混合ブレードを掘削歯ホルダから離して配置することは、基本的には可能である。しかしながら、掘削ホイールは、特に設計の観点から単純に、混合ブレードを掘削歯ホルダ上に構築することにより得られる。本発明によれば、いくつかの混合ブレードおよび掘削歯ホルダの少なくとも一方を備えることができ、好ましくは、各混合ブレードは異なる掘削歯ホルダ上に配置される。特に好ましい様式では、４つの掘削歯ホルダが存在し、混合ブレードがそれらの少なくとも３つの各々に備えられる。掘削ホイールハブの軸幅に応じて、４を超える掘削歯ホルダを明らかに存在させることができ、それらはハブ周囲の全体に分布する。好都合なことに、少なくとも１つの掘削歯ホルダは、掘削ホイールハブ上に回動可能に配置される。そのような回動可能な掘削歯ホルダの結果として、歯の位置を軸方向に調整することができ、特に、掘削ホイールハブに平行して掘削ホイールを維持するために掘削プレート下の土砂を除去するように機能することができるヒンジ歯を形成することができる。本発明に関連して、軸方向および半径方向は特に、掘削ホイールハブの回転軸に関する軸方向および半径方向に一致する。
【００１１】
基本的には、混合ブレードは掘削歯ホルダ上のランダムな位置に配置することができる。このように、掘削ブレードは例えば、軸方向に向かう掘削歯ホルダの平坦側面に対し中心に固定することができる。本発明によれば、混合ブレードが掘削歯ホルダの長軸側面に、特に、回転掘削動作中に土砂の流れが存在する前記ホルダの流入側に配置されるので、特に良好な混合作用が生じる。長軸側面という用語は、特に、掘削ホイールハブから掘削ホイールの外周まで掘削歯ホルダに沿って存在する掘削歯ホルダの端面とすることができる。掘削歯ホルダはシートメタルから適当に製造される。混合ブレードを流入側に配置することにより、掘削歯ホルダの平坦側面付近で、止水（ｄｅａｄ  ｗａｔｅｒ）または跡領域を（ｗａｋｅ  ａｒｅａ）形成させることができる。そこでは、特に効果的な懸濁液混合が可能となる。
【００１２】
特に良好な混合部動作のために、混合ブレードは、掘削歯ホルダ上、好ましくはその両側に軸に沿って突出させることが可能である。この態様によれば、掘削歯ホルダは混合ブレード近くで、壁の軸方向の厚さを増加させて、構築される。混合ブレードは、例えば、掘削歯ホルダの２つの平坦側面の１つに沿って存在するウエブとして構築することができる。好ましくは、そのようなウエブは両方の反対側の平坦側面に備えられる。軸方向に掘削歯ホルダから突出する混合ブレードは、また、掘削歯ホルダが例えば、直角に曲げられたり、壁厚増加部分に向けて圧縮したりすることでも得ることができる。
【００１３】
設計の観点から特に単純な掘削ホイールは、掘削歯ホルダに対し、特に少なくとも大体垂直に配置されたプレートを有する混合ブレードにより得ることができる。例えば、プレートは掘削歯ホルダの長軸側面に、特に、土砂の流入側に配置することができ、そのため、前記ホルダはプレートと共に、少なくとも大体Ｔ字形の断面を有する。掘削歯ホルダ上のプレートの直角配列の他に、異なる角度の配列も可能である。
【００１４】
掘削ホイールハブの周面に対し、少なくとも大体接線方向に混合ブレードが延設されるので、混合動作はさらに改善できる。そのような配列を用いると、材料をプレスし、露出した土に対し混合ブレードを使用し混合することができ、このため、混合ブレードと土との間で強制混合が起こる。
【００１５】
特に、掘削の前進を速めるために、掘削歯を、掘削歯ホルダ上に、より特定的には末端に備えることが好都合である。末端配列という用語は、特に、掘削ホイール外周の近くの配列とすることができる。掘削歯を混合ブレードの長軸側面に対し、特に掘削歯ホルダの流入側に対し少なくとも大体直角に配置すると、特に簡易な設計となる。好都合なことに、掘削歯は混合ブレードに対し大体直角である。
【００１６】
掘削歯の掘削エッジを、掘削ホイールの回転方向に関し、混合ブレードに対し後方に設定するので、本発明の掘削ホイールの掘削の進行を改善することができる。この態様によれば、混合ブレードは、掘削エッジの前に、すなわち、掘削ホイールの回転動作方向の前方に存在する。
【００１７】
本発明の別の好ましい態様では、掘削歯が混合ブレードから離されており、混合ブレードのない空間が形成される。このように、掘削ホイールの回転動作中、周囲の懸濁液は、掘削歯に対し特に効果的に流動することができ、洗い流され、良好な掘削の進行が確保される。
【００１８】
特に低い慣性モーメントを有するが依然として良好な混合作用を有する掘削ホイールを得るために、掘削歯ホルダの流入側を、混合ブレードのない空間近くで、後退させて設定することができ、断面が特に円形セグメントの凹部の形成を伴う。この態様によれば、混合ブレードと掘削歯との間の中間領域の掘削歯ホルダ幅が減少し、このため、掘削歯ホルダの平坦側面の表面上にテーパが存在する。好都合なことに、流入側は、凹部近くでは円形セグメントである。
【００１９】
特に大きな掘削断面を得るために、掘削ホイールハブ上で回動可能な様式で、少なくとも１つの別の掘削歯ホルダを提供すると好都合である。結果的に、掘削歯ホルダは特に軸方向に調節可能である。掘削歯ホルダのための回動軸は、掘削ホイールの回転軸に対し、略垂直であり、とりわけ掘削ホイールハブ周囲に対し大体接線方向にある。混合ブレードを有す、または有さない別の掘削歯ホルダを構築することができる。
【００２０】
本発明の別の観点は、フレームと、前記フレーム上で回転するように載置された少なくとも１つの掘削ホイールと、前記少なくとも１つの掘削ホイールの回転を駆動させるためのドライブと、を備えた地中連続壁カッターであり、この前後で記述した様式で構築される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に関し以後、図示した好ましい態様についてより詳細に説明する。
【００２２】
全ての図面において、同じように作用する要素には、同じ符号を付与する。
【００２３】
本発明の掘削ホイール１の第１の態様を図１および２に示す。掘削ホイール１は、中心に掘削ホイールハブ１０を備える。掘削ホイールハブ１０はスリーブのような構成を有している。すなわち、円筒ジャケット状の形状であり、中央に図３で示されるドライブシャフト１４，１４’を収容するための貫通開口部１３が備えられる。掘削ホイールハブには、円周に、軸方向に向けられた保持穴１６が備えられ、これらを用いて、掘削ホイールハブ１０をドライブシャフト１４，１４’上に固定することができる。円周表面を形成する掘削ホイールハブ１０の外側面１１には、シートメタルホルダとして構築された、全部で３つの掘削歯ホルダ２０，２０’，２０’’が固定されており、これらのホルダは掘削ホイールハブ１０から大体放射状に突出している。
【００２４】
掘削歯ホルダ２０，２０’，２０’’全ての例として掘削歯ホルダ２０にて示されるように、掘削歯ホルダ２０の平坦側面６０，６０’は軸方向に向っており、すなわち、軸方向に対し少なくとも大体垂直である。掘削歯ホルダ２０の例を用いて示されるように、掘削歯ホルダ２０の、長手方向に延びる２つの長軸側面６１，６２は掘削ホイールハブ１０の外側面１１に対し鋭角をなしている。結果的に、掘削歯ホルダ２０は掘削ホイールハブ１０から正確に放射状には突出しておらず、かわりに、動作回転方向Ｄに対し逆方向となる後方に向いている。
【００２５】
作用回転方向Ｄの前側となる掘削歯ホルダ２０の長軸側面６２、すなわち、掘削歯ホルダ２０の土砂が流入してくる側の側面２２には、混合ブレード４０が備えられる。前記混合ブレード４０は、平板すなわちプレート状に形成され、掘削歯ホルダ２０に直角に溶接されて、これとともにＴ字形断面を有するものとなる。混合ブレード４０は、掘削ホイールハブ１０の外側面１１から始まって、外側面１１の接線方向に外向きに、掘削歯ホルダ２０の前側の長軸側面６２に沿って延びる。掘削歯ホルダ２０の土砂の流入側に混合ブレード４０を設けた結果、この領域の掘削歯ホルダ２０の壁厚が、平坦側面６０，６０’の後方領域２７，２７’に対し、段が付いて増加する。土砂の流れの方向の壁厚のこの変化により、掘削ホイール１の回転中に乱れた流れが生じ、より特定的には、跡領域（ｗａｋｅ  ａｒｅａ）とも呼ばれる後方領域２７，２７’において、特に良好に懸濁液を混合することができる。
【００２６】
外部では、すなわち掘削ホイール周縁に近い領域には、掘削歯ホルダ２０に掘削歯５０が備えられる。掘削歯５０は露出した土砂を削るためのテーパ掘削エッジ５１を有する。掘削歯５０は少なくとも大体鏡面対称構造を有し、掘削エッジ５１は対称面に一致する平面上に位置する。掘削歯５０は、その対称面およびその長軸の少なくとも一方が、掘削歯ホルダ２０の混合ブレード４０および前方長軸側面６２の少なくとも一方が大体垂直である。
【００２７】
掘削歯５０は、混合ブレード４０のように、掘削歯ホルダ２０の土砂流入側２２上に備えられる。
【００２８】
しかしながら、混合ブレード４０は掘削歯５０まで延在しない。実際、掘削歯５０は混合ブレード４０から離して配置される。掘削歯５０と混合ブレード４０との間の中間領域では、自由空間２４が形成され、ここでは、流入側には混合ブレード４０がなく、そのため、混合ブレードのない空間２４と呼ぶことができる。前記自由空間２４の近くでは、掘削歯ホルダ２０がテーパを有するように構成され、ここでは、掘削歯ホルダ２０の周方向の測定幅は、混合ブレード４０から掘削歯５０まで減少する。この掘削歯ホルダ２０の流入側２２のテーパを形成するために、混合ブレード４０から始まり掘削歯５０まで達する円形セグメントが存在する。テーパの結果、掘削歯５０と混合ブレード４０との間の領域では、円形セグメントの凹部が平坦側面６０，６０’上に形成される。言い換えれば、掘削歯ホルダ２０の平坦側面６０，６０’には、混合ブレード４０から掘削歯５０に至る円弧状のエッジ６５が形成される。掘削動作を支援するために、自由空間２４の近くで、エッジ６５が形成され、掘削歯ホルダ２０の流入側２２はテーパ構成を有することができる。
【００２９】
残りの掘削歯ホルダ２０’，２０’’は、掘削歯ホルダ２０と実質的に同一に構成され、混合ブレード４０’，４０’’および掘削歯５０’，５０’’を有する。この個々の掘削歯ホルダ２０，２０’，２０’’は、掘削ホイールハブ１０の外側面１１に、約９０°の間隔で配置される。特に、図１からわかるように、個々の掘削歯ホルダ２０，２０’，２０’’はまた、掘削ホイールハブ１０の外側面１１に軸方向においても違った位置に配置される。
【００３０】
固定された掘削歯ホルダ２０，２０’，２０’’の他に、掘削ホイールハブ１０の外側面１１には別の掘削歯ホルダ３０が回動可能に結合されている。この回動軸は掘削ホイール１の回転軸に垂直であり、そのため、掘削歯ホルダは、回動させることにより軸方向に位置を調節できる。別の掘削歯ホルダ３０上には、掘削歯５０，５０’，５０’’と同じように構成された別の掘削歯３２が備えられる。
【００３１】
本実施形態の地中連続壁カッターの下部を図３に示す。地中連続壁カッターはフレーム７０を有し、その底には、２つの掘削ホイール１，１’が備えられている。掘削ホイール１，１’は鏡面対称であり、図１および２に関し記述したように構成される。溝内に硬化性液体を供給するための液体供給装置８０が、２つの掘削ホイール１，１’の間の中央のフレーム７０上に備えられる。
【００３２】
掘削動作中、２つの掘削ホイール１，１’は、逆向きの動作回転方向Ｄ，Ｄ’で動作する。回転方向の掘削歯ホルダ２０の前面に配列され、板または横桟として構成された混合ブレード４０が、液体供給装置８０から排出された液体を下方に送り、液体はそこで、掘削歯５０により削り取られた土砂と混合される。混合ブレード４０は液体または混合物を露出した土に押し付けることができ、そのため、混合ブレード４０と土との間で強制的に混合を実施することができる。
【００３３】
地中連続壁カッターの外部では、動作回転方向Ｄ，Ｄ’で動作中の混合ブレード４０を有する掘削歯ホルダ２０は、掘削ホイールハブ１０から上方に、そして離れる向きに削られた土砂を運搬する。そうしている間に、混合ブレード４０の後方では、さらに懸濁液が混合され、リリーフ作用（ｒｅｌｉｅｆ  ａｃｔｉｏｎ）が起こる。特に、先導する様式で構成された掘削歯５０により、さらに土砂が放出され、懸濁液と混合される。
【００３４】
フレーム７０上には、クリアリングプレート７２が備えられ、このプレートは、軸方向に隣接する掘削歯ホルダ２０，２０’，２０’’の軸方向に隣接する掘削歯５０，５０’，５０’’間で突出し、掘削歯５０，５０’，５０’’に接着した材料の強制混合や除去が確実に実施される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による掘削ホイールの斜視図である。
【図２】図１の掘削ホイールの正面図である。
【図３】図１および２による２つの掘削ホイールが存在する地中連続壁カッターの下方領域の正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  掘削ホイール、１０  掘削ホイールハブ、１３  開口部、１６  保持穴、２０  掘削歯ホルダ、４０  混合ブレード、５０  掘削歯、５１  掘削エッジ、６０’  平坦側面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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