СТРОИТЕЛЬНАЯ МАШИНА И СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ШПУНТОВОЙ СТЕНКИ
CONSTRUCTION MACHINE AND METHOD OF ERECTING CUTOFF WALL

Область техники
Настоящее изобретение относится к строительной машине, в особенности для генерирования вибрации, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения. Такая строительная машина содержит передаточный механизм, по меньшей мере, один гидропривод и гидросистему для обеспечения гидропривода гидравлической средой, причем от гидросистемы ответвляется, по меньшей мере, одна смазочная гидролиния, с помощью которой гидравлическая среда может подаваться к передаточному механизму в качестве смазочного средства.
Уровень техники
Строительная машина такого типа известна из патентного документа ФРГ №10115260 С2. В этом решении предложено соединять гидросистему гидропривода со смазочной системой передаточного механизма, так что гидравлическая среда служит в качестве смазочного средства.
Вибратор для гомогенизации смесей, оснащенный комбинированной гидравлической и смазочной системой, известен из патента США №4039167.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в усовершенствовании строительной машины указанного типа таким образом, что при повышении универсальности машины достигается ее особенно высокая эксплуатационная надежность. Другая задача изобретения заключается в создании способа возведения шпунтовой стенки.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет создания строительной машины, обладающей признаками по пункту 1 формулы изобретения, и способа возведения шпунтовой стенки по п.13 формулы изобретения. Предпочтительные примеры осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах.
Предложена строительная машина, в особенности для генерирования вибрации, содержащая передаточный механизм, по меньшей мере, один гидропривод и гидросистему для обеспечения гидропривода гидравлической средой. От гидросистемы ответвляется, по меньшей мере, одна смазочная гидролиния, с помощью которой гидравлическая среда может подаваться к передаточному механизму в качестве смазочного средства. Строительная машина по изобретению отличается тем, что в смазочной гидролинии предусмотрено дозирующее устройство, посредством которого подача смазочного средства может быть изменена в зависимости от режима эксплуатации передаточного механизма.
Основная идея изобретения заключается в том, чтобы предусмотреть для смазочного средства дозирующее устройство, с помощью которого может целенаправленно настраиваться, в особенности управляться и/или регулироваться поток смазочного средства в смазочной гидролинии между гидросистемой и передаточным механизмом в соответствии с режимом эксплуатации передаточного механизма. Изобретение базируется на идее о том, что потребность передаточного механизма в смазочном средстве может зависеть от его режима эксплуатации. Переменная потребность в смазочном средстве может определяться, например, тем, что при повышенных числах оборотов смазочное средство задерживается в местах смазки более короткое время, и/или тем, что требуется отводить большее количество тепла. В этом аспекте переменный поток смазочного средства в соответствии с изобретением может обеспечивать надежную смазку также и при высоких числах оборотов. При этом одновременно гарантируется, что при низких числах оборотов из гидросистемы не отводится без нужды большое количество текучей среды, а в сборной ванне передаточного механизма не скапливается нежелательное большое количество смазочного средства.
Потребление смазочного средства в передаточном механизме в зависимости от режима эксплуатации может обеспечиваться также в том случае, когда отвод смазочного средства из передаточного механизма производится в зависимости от режима эксплуатации, в особенности от числа оборотов. В этом случае в соответствии с изобретением может обеспечиваться постоянное соотношение между расходом подачи и расходом отвода смазочного средства в передаточный механизм и от него независимо от режима эксплуатации. В частности, эти расходы могут быть отрегулированы на одинаковую величину. За счет этого обеспечивается работа передаточного механизма без избытка или недостатка смазочного средства даже при длительной эксплуатации. Для предотвращения работы передаточного механизма с переполнением смазочным средством предпочтительно предусмотрено, что расход отвода из передаточного механизма превышает расход подачи. В этом случае для предотвращения работы насоса отвода всухую может быть предусмотрено компенсационное средство, которое возвращает часть отведенного смазочного средства обратно в передаточный механизм.
Под режимом эксплуатации может подразумеваться, например, число оборотов передаточного механизма. Однако режим эксплуатации может быть определен также уровнем смазочного средства в передаточном механизме.
Благодаря изобретению надежно обеспечивается подача смазочного средства в передаточный механизм только во время его эксплуатации. За счет этого предотвращается заполнение передаточного механизма смазочным средством в состоянии покоя. Подача смазочного средства в зависимости от режима эксплуатации обеспечивает дозированную принудительную смазку передаточного механизма.
Изобретение позволяет эксплуатировать строительную машину с переменным числом оборотов передаточного механизма, при этом обеспечивается особенно надежная смазка в зависимости от числа оборотов. За счет этого достигается особенная универсальность использования и одновременно надежность строительной машины. При выполнении строительной машины для генерирования вибрации, в особенности в виде вибратора, переменное число оборотов передаточного механизма позволяет бережно и надежно задавливать в грунт самые различные строительные элементы вибрационным способом даже при переменной геологии грунта.
В особенно предпочтительном примере осуществления изобретения дозирующее устройство снабжено дозирующим насосом, который механически связан с передаточным механизмом. Согласно этому примеру выполнения дозирующий насос, который служит для подачи смазочного средства в передаточный механизм, приводится, по меньшей мере, от одного элемента передаточного механизма. Механическое соединение особенно простым и надежным образом обеспечивает привод дозирующего устройства в зависимости от режима эксплуатации. Однако в принципе возможно также определять режим эксплуатации передаточного механизма с помощью электронного датчика и регулировать подачу смазочного средства в передаточный механизм посредством исполнительного органа с электронным управлением.
Далее, в особенно предпочтительном примере осуществления изобретения предусмотрено устройство для отвода смазочного средства, с помощью которого смазочное средство может отводиться из передаточного механизма в зависимости от режима эксплуатации передаточного механизма. Согласно этому примеру выполнения как подача смазочного средства в передаточный механизм, так и отвод смазочного средства из передаточного механизма регулируются в зависимости от режима эксплуатации.
В особенно предпочтительном примере выполнения устройство для отвода смазочного средства содержит, по меньшей мере, одну сливную смазочную гидролинию, в которой расположен насос отвода смазочного средства, механически связанный с передаточным механизмом. Предпочтительно этот насос отвода смазочного средства механически связан с передаточным механизмом. Согласно этому примеру выполнения насос отвода смазочного средства подобно дозирующему насосу механически приводится элементом передаточного механизма. В принципе также возможно регулировать отвод смазочного средства из передаточного механизма с помощью исполнительного органа с электронным управлением, работающего на основе воспринимаемого датчиком режима эксплуатации.
В аспекте отвода смазочного средства из передаточного механизма в зависимости от числа оборотов решение по изобретению дает особенно всесторонние преимущества. В данном случае, если, как это известно из уровня техники, подача смазочного средства в передаточный механизм отрегулирована на постоянную величину, размеры насоса отвода смазочного средства должны быть рассчитаны таким образом, чтобы надежно отводить подаваемое смазочное средство даже при самом низком числе оборотов. Однако это влечет за собой завышенные размеры насоса отвода смазочного средства. Если в данном случае передаточный механизм работает с более высоким числом оборотов, в особенности с номинальным числом оборотов, этот слишком крупный насос отводит больше масла, чем его имеется в сборной ванне передаточного механизма. При определенных условиях это может вызывать нежелательное поступление большого количества воздуха в сливную смазочную гидролинию и от нее в гидросистему машины, что могло бы вызвать нежелательное вспенивание масла. В противоположность этому согласно изобретению подача смазочного средства в передаточный механизм также регулируется в зависимости от режима эксплуатации. Таким образом, согласно изобретению подаваемое и отводимое количество смазочного средства находятся в жестком соотношении. При этом не требуется завышенных размеров насоса отвода смазочного средства, что предотвращает нежелательное вспенивание масла. Оптимальным образом в любом случае количество масла, подаваемое дозирующим насосом, а предпочтительно также количество смазочного средства, отводимое насосом отвода, устанавливается пропорционально числу оборотов передаточного механизма.
Эксплуатационная надежность может быть дополнительно повышена за счет того, что в особенности на дальней от передаточного механизма стороне насоса отвода смазочного средства от сливной смазочной гидролинии ответвляется компенсационная (уравнительная) гидролиния, которая, предпочтительно через дроссель, сообщается с передаточным механизмом. Компенсационная гидролиния может служить, например, для того, чтобы подавать обратно в передаточный механизм газовую фракцию, которая могла быть при определенных условиях отведена из передаточного механизма насосом отвода смазочного средства. Кроме того, компенсационная гидролиния может предотвращать сухую работу передаточного механизма.
В особенности для целей предотвращения нежелательных потерь текучей среды в предпочтительном примере осуществления предусмотрена дренажная гидролиния утечек масла для отвода утечек масла от гидропривода и/или от дозирующего насоса. Для снижения затрат на аппаратуру в предпочтительном примере выполнения предусмотрена совместная дренажная гидролиния утечек масла как от гидропривода, так и от дозирующего насоса.
Далее, в предпочтительном примере выполнения предусмотрена разгрузочная гидролиния, с которой сообщаются смазочная гидролиния, сливная смазочная гидролиния и/или дренажная гидролиния утечек масла через соответствующий клапан ограничения давления, причем разгрузочная гидролиния сообщается с передаточным механизмом. За счет этого может быть особенно простым образом реализована защита от избыточного давления. Соответствующим образом сливная смазочная гидролиния сообщается с разгрузочной гидролинией по направлению потока за насосом отвода смазочного средства.
Гидравлической средой, которая подается к передаточному механизму в качестве смазочного средства, может быть в особенности масло утечек в гидроприводах. Альтернативно или дополнительно может быть предусмотрена подача к передаточному механизму масла, отводимого от гидроприводов. Соответственно в предпочтительном примере выполнения смазочная гидролиния ответвляется от сливной гидролинии гидросистемы. Согласно этому примеру выполнения смазочное средство отбирается из потока, отводимого от гидромотора. Как правило, в дренажной гидролинии утечек и/или в сливной гидролинии гидросистемы давление относительно невысоко, что особенно пригодно для целей смазки. Возможно также подавать в передаточный механизм в качестве смазки отводимое от него масло или масло утечек, что обеспечивает особенно надежное обеспечение смазочным средством. Так например, может быть предусмотрено подавать к передаточному механизму основной поток из сливной гидролинии и дополнительный, зависящий от режима эксплуатации поток масла утечек.
В принципе согласно изобретению может быть предусмотрено, что гидропривод и передаточный механизм приводятся независимо друг от друга. Однако в предпочтительном примере выполнения гидропривод предназначен для привода передаточного механизма. Согласно этому примеру выполнения гидропривод предусмотрен соответствующим образом на приводном валу передаточного механизма. Передаточным механизмом может быть, например, передаточный механизм вращения, в особенности шестеренный передаточный механизм. Гидроприводом предпочтительно является гидромотор.
Строительная машина особенно универсального использования и/или особенно высокой производительности создается за счет того, что для привода передаточного механизма предусмотрены, по меньшей мере, два гидропривода, для каждого из которых предусмотрена сливная гидролиния. Для особенно надежной смазки в предпочтительном примере выполнения смазочная гидролиния находится в сообщении с обеими сливными гидролиниями.
Для проверки функционирования смазки в предпочтительном примере выполнения в смазочной гидролинии, в особенности на обращенной к передаточному механизму стороне дозирующего насоса предусмотрен предохранительный клапан давления.
Для особенно простого генерирования вибрации в предпочтительном примере выполнения на передаточном механизме расположен, по меньшей мере, один дебаланс. Соответствующим образом могут быть предусмотрены несколько дебалансов, положение которых по фазе может изменяться для регулирования амплитуды вибрации.
Строительная машина по изобретению, которая может быть названа также вибратором, предпочтительно является агрегатом для разработки грунта, с помощью которого элементы оснований, шпунтовые сваи и/или рабочие органы для разработки грунта могут заглубляться в грунт. Для этого на передаточном механизме предпочтительно предусмотрен держатель для строительного элемента. Так например, строительная машина может представлять собой поверхностный вибратор-насадку или глубинный вибратор. Строительная машина может быть предназначена в особенности для уплотнения грунта. Под текучими средами по изобретению подразумеваются жидкости, в особенности масло. Для питания гидроприводов предпочтительно предусмотрен, по меньшей мере, один гидронасос, расположенный в гидросистеме. Предпочтительно этот гидронасос предусмотрен на базовой машине, на которой передаточный механизм вместе с гидроприводом расположен с возможностью регулировки положения. Особенно предпочтительно, чтобы было предусмотрено средство для регулирования числа оборотов гидропривода. Для этого предпочтительно предусмотрен регулируемый гидронасос. Согласно изобретению гидросистема может быть выполнена как открытой, так и работающей по замкнутому контуру.
Изобретение охватывает также способ возведения шпунтовой стены, при котором с помощью строительной машины в соответствии с изобретением в шпунтовых сваях возбуждают механическую вибрацию и задавливают их в землю.
Далее со ссылками на прилагаемый чертеж будут подробно описаны примеры осуществления изобретения. На чертеже представлена гидравлическая схема строительной машины по изобретению.
Осуществление изобретения
Строительная машина по изобретению представлена на чертеже Строительная машина, выполненная в виде вибратора, содержит передаточный механизм 3, в котором для генерирования вибрации предусмотрены два первых дебаланса 6 и два вторых дебаланса 6'. На передаточном механизме 3 расположен регулируемый гидромотор 61, с помощью которого может регулироваться положение по фазе первых дебалансов 6 относительно положения по фазе вторых дебалансов 6'. Для питания регулируемого гидромотора 61 для него предусмотрены две рабочих гидролинии 60, 60' для гидравлической среды.
Для привода передаточного механизма 3 предусмотрены два гидропривода 5, 5', находящиеся в механической связи с дебалансами 6, 6'. Для подвода гидравлической среды к гидроприводу 5 для него предусмотрена напорная гидролиния 51. Аналогичным образом для подвода гидравлической среды к гидроприводу 5' для него предусмотрена напорная гидролиния 51'. Для отвода гидравлической среды от гидроприводов 5, 5' для них предусмотрены соответствующие сливные гидролинии 50, 50'. Между напорной гидролинией 51 и сливной гидролинией 50 гидропривода 5 расположен обратный клапан 53, который допускает поток от сливной гидролинии 50 к напорной гидролинии 51 и отсекает обратный поток. Аналогичный обратный клапан 53' имеется между напорной гидролинией 51' и сливной гидролинией 50' гидропривода 5'. Для питания гидроприводов 5, 5' предусмотрены два не показанных на чертеже гидронасоса, сообщающихся соответственно с гидролиниями 50, 51 и 50', 51'.
Согласно изобретению предусмотрено использование рабочей жидкости гидроприводов 5, 5' также для смазки передаточного механизма 3. Для этого предусмотрена смазочная гидролиния 10, которая сообщается как со сливной гидролинией 50 гидропривода 5, так и со сливной гидролинией 50' гидропривода 5' и за счет этого может отбирать отводимую от гидроприводов 5, 5' текучую среду от сливных гидролиний 50, 50' и подводить ее в качестве смазочного средства в передаточный механизм 3.
Для настройки количества текучей среды, подаваемой через смазочную гидролинию 10 к передаточному механизму 3, в ней расположен дозирующий насос 16. Этот дозирующий насос 16 механически связан с передаточным механизмом 3, в особенности с дебалансами 6, 6', таким образом, что число оборотов дозирующего насоса 16, а следовательно, и подаваемый им поток смазочной среды определяется числом оборотов передаточного механизма, то есть пропорционально ему. В области передаточного механизма 3 в смазочной гидролинии 10 предусмотрен предохранительный клапан 19 давления, который закрывается при определенной величине давления и за счет этого осуществляет контроль предписанного режима смазки.
Для отвода смазочного средства из передаточного механизма 3 предусмотрена сливная смазочная гидролиния 20, сообщающаяся со сливом передаточного механизма 3. По этой сливной смазочной гидролинии 20 смазочное средство отводится из передаточного механизма 3 к не показанному на чертеже сборному баку, из которого текучая среда вновь может подаваться гидронасосами в напорные гидролинии 51, 51' гидроприводов 5, 5'. В сливной смазочной гидролинии 20 расположен насос 26 отвода смазочного средства, который, как и дозирующий насос 16, механически связан с передаточным механизмом 3, так что его объемная подача также зависит от числа оборотов передаточного механизма 3. Зависимость объемной подачи обоих насосов 16 и 26 от числа оборотов передаточного механизма 3 обеспечивает его работу без избытка или недостатка смазочной текучей среды.
Со сливной смазочной гидролинией 20 соединена компенсационная гидролиния 28, которая ведет к передаточному механизму 3 через дроссель 27 и может служить, например, для отвода газовой фазы из сливной смазочной гидролинии 20 в передаточный механизм 3.
Для слива утечек масла из обоих гидроприводов 5, 5' предусмотрена дренажная гидролиния 30 утечек масла. Она объединяется с другой дренажной гидролинией 36 утечек масла из регулируемого гидромотора 61 в общую дренажную гидролинию утечек масла. Кроме того, для обоих гидроприводов 5, 5' предусмотрена дополнительная дренажная гидролиния 31 утечек масла, которая соединяет гидроприводы 5, 5' друг с другом.
Дозирующий насос 16 сообщается соединительной гидролинией 32 с дренажной гидролинией 30 утечек масла, а при необходимости также и с дренажной гидролинией 31 утечек масла гидроприводов 5, 5'. При этом дозирующий насос 16 может отбирать текучую среду из дренажных гидролиний 30, 31 утечек масла и подавать ее в передаточный механизм 3 в качестве смазочного средства. Соединительная гидролиния 32 может также служить для отвода утечек масла в дозирующем насосе 16.
Кроме описанных компонентов в устройстве имеется разгрузочная гидролиния 40, с которой сообщается смазочная гидролиния 10 через клапан 41 ограничения давления, дренажная гидролиния 20 утечек масла через клапан 42 ограничения давления и дренажная гидролиния 36 утечек масла через клапан 43 ограничения давления. Разгрузочная гидролиния 40 ведет в передаточный механизм 3 и может для защиты от избыточного давления отводить текучую среду из гидролиний 10, 20 и/или 30 в передаточный механизм 3.
Устройство снабжено дополнительным предохранительным клапаном 39 давления, связанным с дренажными гидролиниями 30, 36 утечек масла. Он открывается при превышении предварительно заданного давления и может служить для того, чтобы не допускать повышения давления в дренажных гидролиниях 30, 36 утечек масла, что могло бы при определенных обстоятельствах вызвать функциональные сбои в работе гидроприводов 5, 5' или регулируемого гидронасоса 61.
При работе показанного на чертеже устройства гидроприводы 5, 5' питаются текучей средой под давлением через напорные гидролинии 51, 51' и приводят передаточный механизм 3. При этом текучая среда на выходе гидроприводов 5, 5 отводится по сливным гидролиниям 50, 50'. По меньшей мере, часть отводимой текучей среды направляется по смазочной гидролинии 10 обратно в передаточный механизм 3 в качестве смазочного средства. Дозирующий насос 16, который механически связан с передаточным механизмом 3, обеспечивает подачу количества смазочного средства в зависимости от числа оборотов передаточного механизма 3. Одновременно смазочное средство в донной области передаточного механизма 3 отводится по сливной смазочной гидролинии 20. При этом отводимое количество смазочного средства регулируется с помощью насоса 26 отвода смазочного средства, который также механически связан с передаточным механизмом 3, в зависимости от числа оборотов передаточного механизма 3.