JP4418441B2 - 制御装置を備える土壌中に溝を掘削する基礎工事機械 - Google Patents

Description

本発明は、土壌中に溝を掘削する基礎工事機械に関し、特に、フレームと、フレームに装着された少なくとも一基の土壌除去具と、溝中で基礎工事機械を制御する制御装置とを備える基礎工事機械に関する。

溝を掘削するのに使用されるそのような基礎工事機械は、搬送装置に懸垂状態で積載されて地中に降下される。切削ホイール、グラブまたはスクープのような掘削具が回転する動きにより、土壌が略長方形の断面積形状で除去され、懸濁状態の土で満たされた溝が地中に形成される。溝壁を形成するには、この手順を水平方向に順次ずらした位置に繰り返すことで可能となる。

土壌は、相異なる砂層、石層、岩から構成され、空所が混じることもある。この性質により、望ましくない相異なった形の基礎工事機械が必要になることもある。基礎工事機械の方向が軽度に変化しても、溝の深さが大きい場合は、溝壁にかなりのギャップが生じてしまうおそれがある。

特許文献１には、ケーブルで案内される溝壁グラブ機械が開示されている。この機械のグラブフレームに装着された案内フレームが長手方向外側に移動可能となっている。案内フレームが、グラブとともに溝に降下され、伸張可能のスペーサ板で溝壁に強く押し付けられる。案内フレームでは、土壌掘削に必要な動きの際にグラブフレームを垂直方向に案内することが可能である。このとき、溝中の案内フレームの押し付け程度は、グラブ軸が常に溝の中心に位置するように制御される。この目的を達するため、前記スペーサ板は、グラブ軸の両側に等距離だけ拡張される。伸張は、シリンダー／ピストン装置で作動されるレバー手段により、または各スペーサ板に対して個々に制御し得るシリンダー／ピストン装置により直接的に行われる。シリンダー／ピストン装置の位置を示す変位測定装置と、垂直線に対するグラブフレームの位置を示す傾斜測定器とを使用することにより、溝中のグラブの位置をある程度は制御可能である。

特許文献２には、任意の傾斜角で溝壁を形成する溝壁切削機と切削法とが開示されている。任意の傾斜角で溝壁を形成するため、制御フラップが、垂直移動可能な切削フレーム上に配置される。この制御フラップは、切削フレームの外縁を超えて延び、油圧シリンダーで駆動し得るようになっている。切削フレームには、傾斜計が配置され、方向の補正が可能となっている。油圧シリンダーにはさらに、制御フラップの位置決めのために変位ピックアップ装置や圧力スイッチを設けることができる。制御フラップは、溝壁の下端またはその上端に対して予め圧力が加えられ、こうすることにより、切削フレームの所定の方向に作用するトルクが発生される。

独国特許第３６１５０６８号明細書 欧州特許公開第０５１８２９８号明細書

本発明は、単純な構造ながら溝中で正確性かつ信頼性のあるやり方で制御可能な基礎工事機械を提供する目的に基づいている。

本発明に従えば、前記目的は、請求項１または５の機能を有する機械によって達成される。好ましい実施の形態は、従属クレームに記載されている。

土壌中に溝を形成する本発明の基礎工事機械は、制御装置が、フレームの両側に相対して一組で支持され、少なくとも一個の通常の調節シリンダーとレバー機構と配分装置とによって移動可能となっている少なくとも二枚の制御フラップを備えでおり、前記配分装置が、互いに相対して配置された制御フラップに加わる前記少なくとも一個の通常の調節シリンダーの力および／または調節方向を自在に配分するように組み込まれていることを特徴とするものである。

本発明の基本的アイデアは、土壌除去具が既定ワーク経路に基づいて以前に形成された溝壁に沿って案内されるという事実と、望ましくない変位が生じた場合は土壌除去具が所望の位置に再整合されるという事実とにある。この整合操作を行うために、相対する制御フラップを、調節シリンダーで相異なる程度に伸張することができるようにする。この調節シリンダーの力および／または調節方向は、制御可能の配分装置を用いて、制御フラップに自在に配分される。その結果、基礎工事機械の構造は単純化されると共に、優れた制御性が維持される。

本発明の好ましい実施の形態は、前記レバー機構が、制御フラップに各々リンクされる２個の関節式レバーを備える膝型レバー機構として組み込まれていることにある。この膝型レバー機構により、関節式レバーが等距離または可変距離だけ旋回できるので、これにリンクされた制御フラップも、中心から等距離または可変距離に、そして垂直高さでも等距離にまたは互いにオフセットした位置に伸張できる。

本発明に基づけば、さらなる開発が行われるが、それは、前記配分装置が、前記関節式レバーと前記少なくとも一個の調節シリンダーとの間に調節可能、特に回転可能に配置される制御部材を備えることにある。制御部材の位置に基づいて、制御部材は、関節式レバーに加える調節シリンダーのピストンの力を伝達し、あるいは調節移動距離を定める。

本発明の実施の形態の一つに基づけば、前記制御部材が作動ロッドに接続され、この作動ロッドには少なくとも一個の調節シリンダーが作動ロッドの中心軸に対してオフセット位置に作用するのが好ましい。調節シリンダーが作動ロッドの中心軸に対してオフセット位置で作用するという結果として、この作動ロッドは、調節シリンダー自体によって回転可能となる。

本発明の特に好ましい実施の形態は、さらなる開発が行われるが、それは、相異なる位置で作動ロッドに作用する二個の調節シリンダーを設けることにある。この場合、二個の調節シリンダーはレバーアームに付いている作動ロッドの反対側にそれぞれ作用するので、ピストンが調節シリンダーから伸張されると、ロッドはその軸の周りに回転できるのみならず、力が斜め下方に加えられる。

さらに、本発明の好ましい実施の形態は、作動ロッドの両側に各々制御部材が配置されることにより、少なくとも四枚の制御フラップが操作可能なことにある。各制御部材の作用により、作動ロッドの変位および／または回転が関節式レバーの旋回運動に伝達される。

さらに、土壌中に溝を形成する本発明に基づく基礎工事機械は、また、制御装置が少なくとも一個の案内ホイールを備え、この案内ホイールが伸張または引込可能のように配置されるという特徴を有する。前記少なくとも一個の案内ホイールは、基礎工事機械の側面に位置するように設けられ、制御フラップの側面に直角に延びる。この案内ホイールは、溝壁に対し横方向で基礎工事機械を支持する機能を果たし、基礎工事機械の位置の横方向修正を行うように使用することができる。

本発明の好ましい実施の形態は、前記案内ホイールが、作動部材によって旋回可能となる回転自在アームに回転可能に支持されているということにある。この回転自在アームは、案内ホイールが回転可能に支持されている端部に対する他端部でフレームに旋回可能に支持されている。作動部材としては、例えば、調節シリンダーを採用し得る。

本発明に基づけば、さらなる開発が行われるが、それは、案内ホイールが基礎工事機械の両側に各々設けられるということにある。案内ホイールは、回転自在アームを使用することにより、同じ程度にも、あるいは相異なる程度にも旋回し得る。その結果、溝を掘削している際に基礎工事機械で横方向の変位を定めることも、従って溝中の基礎工事機械の位置を正確に補正することも、可能となる。さらに、本発明の好ましい実施の形態は、この機械に設けられたシリンダーのピストンの作動により上下動するキャリッジと、前記キャリッジと前記一対の回転自在アームとをそれぞれ接続し、前記キャリッジの上下動に伴い前記一対の回転自在アームを回転させる押圧ロッドとを備えることである。

本発明に従えば、土壌中に溝を掘削する基礎工事機械は、溝壁切削機または溝壁グラブとして組み込まれる。これらは、特に正確な案内装置を必要とするものである。

以下、添付図面に概要が示されている好ましい実施の形態を用いて本発明をさらに説明する。

図１には、本発明に基づいた基礎工事機械１０が示されている。この場合、この機械は溝壁切削機として設計されている。基礎工事機械１０は、数個の回転自在に駆動する切削ホイールとして作動する土壌除去具１４と、フレーム１２とを備えている。そして、制御装置として、制御フラップ装置１と案内ホイール装置５とを備えている。ケーブル取り付け用のアタッチメントとしては、アタッチメント孔３１，３２に装入される二本のボルトが設けられる。溝深さを増す場合は、先ず制御フラップ装置１を、次いで案内ホイール装置５を追加的に使用して、土壌除去具１４の方向を案内したり、補正したりすることができる。

図２と図３には、本発明に基づく好ましい変形の制御フラップ装置１が、斜視図で示される。制御フラップ装置１は、相対して配置されている二本の制御フラップ１６，１８のペアと、フレーム１２の側面に装着された調節シリンダー２０と、レバーアーム２７を有する作動ロッド２６と、レバー機構とを備える。制御フラップ１６，１８は、一端に傾斜端部３５が形成されているフラップ接触面１９を備える。フラップ接触面１９は、溝壁に接して方向補正を行う役目を果たす。制御フラップ１６，１８の裏側には、前記フラップ１６，１８各々の中心に直角に配置された制御フラップ隆起部１７が備えられている。この隆起部１７には、関節式レバー２２がリンクされている。さらに、隆起部１７には、Ｖ字形隆起部切込み３４が関節式レバー２２の引込位置に設けられおり、Ｕ字形隆起部切込み３３と各隆起部スロープ３６が作動ロッド２６に対して引込位置に設けられている。

上部調節シリンダー２０のピストンが伸張されると、関節式レバー２２とレバーアーム２７とから構成される上部膝型レバーの作用により、二本の作動ロッド２６が、制御フラップ１６，１８の上端と一緒に、硬く閉まる。

同じように伸張された下部調節シリンダー２０の２本のピストンが、レバーアーム２７で設定された斜め下向きの圧力を加えると、下部作動ロッド２６が下方に移動し、制御フラップ１６，１８の下端を伸ばす。

さらに下部調節シリンダー２０が伸張して、下部調節シリンダー２０の単一ピストンが下部レバーアーム２７にさらに圧力を加え、一方、他の下部調節シリンダー２０のピストンが停止すると、制御部材２４が、斜め方向に外側かつ下側に働く力の結果として、回転される。その結果として、関節式レバー２２は、板状の制御部材に対して相異なる迎え角を有するので、関節式レバー２２には相異なる力分布が生じる。

制御フラップ１６，１８の引込に関しては、下部調節シリンダー２０のピストンが再び引込まれることによって、作動ロッド２６と、これに伴って制御部材２４が持ち上げられる。

図３ａには、土壌除去具１４が装着されているフレーム１２に関して制御フラップ１６，１８が斜めの位置になっている状態が、図１に示される基礎工事機械の側面図で示される。この場合、下部関節式レバー２２の下に配置された下部作動ロッド２６と制御部材２２とだけが操作される。作動ロッド２６の回転および／または変位により、関節式レバー２２にリンクされた制御部材２４もまた、調節される結果となる。

図４と５には、本発明に基づく案内ホイール装置５が、斜視図で示される。制御フラップ装置１は、基礎工事機械の前部と後部とを溝壁に整合するが、一方、案内ホイール装置５は、基礎施工機械の両側部を溝壁に案内または整合することが可能である。案内ホイール装置５は、回転自在アーム５２に回転可能に支持されている案内ホイール５０と、斜め上方に伸張する押圧ロッドであって、フレームポスト５７のロッド案内溝５５に上部ストップまで移動可能な押圧ロッド５３と、二本のフレームポスト５７の間に案内されるキャリッジであって、二本の押圧ロッド５３がリンクされているキャリッジ５４とを備える。キャリッジ５４がシリンダーのピストンの作動によって、例えば、上方に動かされる場合は、キャリッジ５４にリンクされている押圧ロッド５３は、ロッド案内溝５５中を水平に位置した方向に沿って滑って伸張する。このとき、回転自在アーム５２は、押圧ロッド５３の他端にリンクされていると同時にフレーム１２にもリンクされているので、斜め上方に横向に旋回される。キャリッジ５４が再び下方に動かされる場合は、案内ホイール５０に付いている回転自在アーム５２は、下向きに戻って垂直位置に収まる。

本発明に基づく基礎工事機械の斜視図である。 本発明に基づく制御フラップ装置の一変形の制御フラップが引込まれた位置にあるときの斜視図である。 図２に示される本発明に基づく制御フラップ装置の一変形の制御フラップが伸張された位置にあるときの斜視図である。 本発明に基づく図１の基礎工事機械が斜め方向に掘削した溝の修正を行っている際の側面図である。 本発明に基づく基礎工事機械の案内ホイールが引込まれた位置にある際の斜視図である。 本発明に基づく基礎工事機械の図４の案内ホイールが伸張された位置にある際の斜視図である。

符号の説明

１ 制御フラップ装置、５ 案内ホイール装置、１０ 基礎工事機械、１２ フレーム、１４ 土壌除去具、１６，１８ 制御フラップ、１７ 隆起部、１９ フラップ接触面、２０ 調節シリンダー、２２ 関節式レバー、２４ 制御部材、２６ 作動ロッド、２７ レバーアーム、３１，３２ アタッチメント孔、３３，３４ 隆起部切込み、３５ フラップ傾斜部、３６ 隆起部スロープ、５０ 案内ホイール、５２ 回転自在アーム、５３ 押圧ロッド、５４ キャリッジ、５５ ロッド案内溝、５７ フレームポスト。

Claims (6)

1. フレームと、
   前記フレームに装着された少なくとも一基の土壌除去具と、
   溝中で基礎工事機械を制御する制御装置と、
   を備える土壌中に溝を掘削する基礎工事機械において、
   前記制御装置は、前記フレームの両側に相対して一組で支持され、少なくとも一個の通常の調節シリンダーとレバー機構と配分装置とによって移動可能となっている少なくとも二枚の制御フラップを備えており、
   前記レバー機構は、前記制御フラップに各々リンクされる二個の関節式レバーを備える膝型レバー機構として組み込まれ、
   前記配分装置は、互いに相対して配置された制御フラップに加わる前記少なくとも一個の通常の調節シリンダーの力および／または調節方向を自在に配分するように組み込まれ、
   また、前記配分装置は、前記関節式レバーと前記少なくとも一個の調節シリンダーとの間に調節可能な制御部材を備えており、
   この制御部材は、前記関節式レバーと前記少なくとも一個の調節シリンダーとの間に回転可能である、
   ことを特徴とする基礎工事機械。
2. 請求項１に基づく基礎工事機械において、
   前記制御部材は、作動ロッドに接続され、前記少なくとも一個の調節シリンダーがこの作動ロッドの中心軸に対してオフセット位置に作用する、
   ことを特徴とする基礎工事機械。
3. 請求項２に基づく基礎工事機械において、
   相異なる位置で前記作動ロッドに作用する二個の調節シリンダーが設けられる、
   ことを特徴とする基礎工事機械。
4. 請求項２に基づく基礎工事機械において、
   前記作動ロッドの両側に各々制御部材が配置されることにより、少なくとも四枚の制御フラップが操作可能である、
   ことを特徴とする基礎工事機械。
5. フレームと、
   前記フレームに装着された少なくとも一基の土壌除去具と、
   溝中で基礎工事機械を制御する制御装置と、
   を備える土壌中に溝を掘削する基礎工事機械において、
   前記制御装置が、
   伸張または引込可能に、この機械の両側に各々に設けられる案内ホイールであって、作動部材によって旋回可能となる一対の回転自在アームに回転可能にそれぞれ支持された案内ホイールと、
   この機械に設けられたシリンダーのピストンの作動により上下動するキャリッジと、
   前記キャリッジと前記一対の回転自在アームとをそれぞれ接続し、前記キャリッジの上下動に伴い前記一対の回転自在アームを回転させる押圧ロッドと、
   を備える、
   ことを特徴とする基礎工事機械。
6. 請求項１または５に基づく基礎工事機械において、
   前記機械が、溝壁切削機または溝壁グラブとして組み込まれる、
   ことを特徴とする基礎工事機械。

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