Дисковая фреза и фрезерная щелерезная установка с такой дисковой фрезой
Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к щелерезным фрезерным устройствам для возведения в грунте изоляционных стен. Техническая задача - повышение качества стен, возводимых в грунте. Дисковая фреза для фрезерной щелерезной установки, содержит ступицу дисковой фрезы и, по меньшей мере, один держатель фрезерного зуба, расположенный на ступице дисковой фрезы и выступающий от нее по существу радиально. На наружной стороне ступицы дисковой фрезы предусмотрена, по меньшей мере, одна перемешивающая лопасть. 2 н. и 10 з.п.ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к дисковой фрезе в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, содержащей ступицу дисковой фрезы и, по меньшей мере один держатель фрезерного зуба, который расположен на наружной стороне ступицы и выступает от нее по существу радиально, а также к фрезерной щелерезной установке с такой дисковой фрезой.
Уровень техники
Из патентного документа ФРГ №3424999 С2 известна фрезерная щелерезная установка для возведения стены в грунте. Эта известная фрезерная щелерезная установка содержит раму и дисковые фрезы, установленные на ней снизу с возможностью привода во вращение. На окружной периферии дисковых фрез предусмотрены фрезерные зубья для разработки грунтового материала.
Из патентной заявки ФРГ №10308538 известен способ возведения стены в грунте. Согласно этому способу стену возводят непосредственно в разработанной щели из затвердевающей суспензии. Для этого грунтовый материал, разработанный дисковыми фрезами или фрезерной щелерезной установкой, перемешивают "на месте" в щели со связующей жидкостью с образованием затвердевающей смеси связующего средства с грунтовым материалом. При этом способе смешанный со связующим средством разработанный грунтовый материал, по меньшей мере, частично оставляют в щели, где он может затвердевать для формирования стены. За счет этого устраняется необходимость в дорогостоящей операции транспортирования всего разработанного грунтового материала на дневную поверхность с помощью насосных установок.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании дисковой фрезы для фрезерной щелерезной установки, обеспечивающей повышение качества стен, возводимых в грунте.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет создания дисковой фрезы, обладающей признаками по пункту 1 формулы
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет создания дисковой фрезы, обладающей признаками по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные примеры выполнения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Дисковая фреза в соответствии с изобретением отличается тем, что на наружной стороне ступицы дисковой фрезы предусмотрена, по меньшей мере, одна перемешивающая лопасть.
Основная идея изобретения заключается в том, что на дисковой фрезе предусмотрена перемешивающая лопасть для перемешивания суспензии, находящейся в разрабатываемой щели. Как и держатель фрезерного зуба, перемешивающая лопасть находится на наружной стороне ступицы дисковой фрезы, которая может быть названа также окружной стороной и/или обечайкой. При вращении ступицы дисковой фрезы при работе держатель фрезерного зуба и перемешивающая лопасть вращаются вместе с ней. Это вращение перемешивающей лопасти способствует лучшему перемешиванию суспензии и ее однородности, что обеспечивает лучшее качество возводимой стены.
Дисковая фреза по изобретению особенно хорошо подходит для приготовления суспензии "на месте", при котором затвердевающую в щели суспензию приготавливают непосредственно в разрабатываемой щели посредством перемешивания разработанного грунтового материала со связующим средством. Поскольку перемешивающая лопасть расположена на дисковой фрезе, то есть в той области, где непосредственно разрабатывается целик грунтового материала, решение по изобретению обеспечивает особенно эффективное перемешивание грунтового материала по мере его разработки, что дополнительно улучшает качество возводимой стены.
В принципе может быть предусмотрено, что перемешивающая лопасть расположена на расстоянии от держателя фрезерного зуба. Однако наиболее простое конструктивное решение дисковой фрезы достигается за счет того, что перемешивающая лопасть выполнена на держателе фрезерного зуба. Согласно изобретению в принципе может быть предусмотрено несколько перемешивающих лопастей и/или держателей фрезерного зуба, при этом в особенно предпочтительном примере выполнения предусмотрено четыре держателя фрезерного зуба, из которых по меньшей мере на трех расположены перемешивающие лопасти. Само собой разумеется, что в зависимости от ширины ступицы дисковой фрезы в осевом направлении могут быть предусмотрены больше четырех держателей фрезерного зуба, распределенных по окружной периферии ступицы. Предпочтительно, по меньшей мере один держатель фрезерного зуба расположен на ступице дисковой фрезы с возможностью шарнирного поворота. С помощью этого поворотного держателя может быть образован перекидной фрезерный зуб, который может переставляться в осевом направлении и служить в особенности для разработки грунтового материала под листовыми опорными устройствами для установки дисковых фрез, находящимися вблизи ступиц дисковых фрез. В контексте изобретения осевое направление и радиальное направление могут быть привязаны в особенности к оси вращения ступицы дисковой фрезы.
В принципе, перемешивающая лопасть может быть предусмотрена на держателе фрезерного зуба в любом положении. Так например, она может быть укреплена посредине на плоской стороне держателя, обращенной в осевом направлении. В соответствии с изобретением особенно хорошее воздействие перемешивания достигается в том случае, когда перемешивающая лопасть расположена на продольной стороне держателя фрезерного зуба, в особенности на передней стороне (называемой также стороной атаки) при приводе дисковых фрез во вращение. При этом под продольной стороной может подразумеваться передняя или лобовая сторона держателя, проходящая вдоль него от ступицы к окружной периферии дисковой фрезы. Держатель фрезерного зуба выполнен соответствующим образом в виде пластины. За счет расположения перемешивающей лопасти на передней стороне в области плоских сторон держателя могут быть созданы мертвые зоны, в которых может происходить особенно интенсивное перемешивание суспензии.
Для особенно хорошего воздействия перемешивания может быть предусмотрено, что перемешивающая лопасть предпочтительно выступает в осевом направлении в обе стороны от держателя фрезерного зуба. Таким образом, согласно этому примеру выполнения держатель в области перемешивающей лопасти выполнен с усилением стенки за счет увеличения ее толщины. При этом перемешивающая лопасть может быть выполнена, например, в виде поперечного ребра, проходящего на одной из двух плоских сторон держателя фрезерного зуба. Предпочтительно на обеих плоских сторонах предусмотрены такие поперечные ребра. Однако перемешивающая лопасть, выступающая на держателе фрезерного зуба в осевом направлении, может быть также выполнена посредством того, что держатель, например, отогнут под прямым углом и/или расплющен для увеличения толщины стенки.
Особенно простое конструктивное решение дисковой фрезы достигается за счет того, что перемешивающая лопасть выполнена в виде пластины, которая проходит предпочтительно по меньшей мере примерно перпендикулярно держателю фрезерного зуба. Так например, пластина может быть расположена на продольной стороне держателя фрезерного зуба, в особенности на передней стороне, таким образом, что держатель с пластиной имеет примерно Т-образное поперечное сечение. Кроме перпендикулярного положения пластины на держателе могут быть предусмотрены ее другие угловые положения.
Далее, перемешивающее воздействие может быть улучшено за счет того, что перемешивающая лопасть ориентирована, по меньшей мере, примерно тангенциально к окружной поверхности ступицы дисковой фрезы. При таком расположении создается возможность того, что подлежащий перемешиванию материал прижимается перемешивающей лопастью к целику грунта, так что он перемешивается принудительно между перемешивающей лопастью и целиком грунта.
Для достижения особенно эффективного фрезерования может быть предпочтительно расположение фрезерного зуба на держателе, в особенности на его конечной (задней) стороне. Под расположением на конечной стороне имеется в виду расположение в области окружной периферии дисковой фрезы. При этом особенно простое конструктивное решение достигается за счет того, что фрезерный зуб предпочтительно проходит, по меньшей мере, приблизительно перпендикулярно продольной стороне перемешивающей лопасти, в особенности перпендикулярно передней стороне (стороне атаки) держателя. Предпочтительно, фрезерный зуб расположен примерно перпендикулярно перемешивающей лопасти.
Эффективность фрезерования дисковой фрезой по изобретению может быть повышена за счет того, что режущая кромка фрезерного зуба смещена назад от перемешивающей лопасти в окружном направлении дисковой фрезы. Согласно этому примеру выполнения при рабочем вращении дисковой фрезы перемешивающая лопасть опережает режущую кромку фрезерного зуба.
Следующий предпочтительный пример выполнения заключается в том, что фрезерный зуб отстоит от перемешивающей лопасти с образованием свободного от лопасти пространства. За счет этого при рабочем вращении дисковой фрезы фрезерный зуб может особенно эффективно обтекаться окружающей его суспензией, что способствует эффективному фрезерованию.
Для создания дисковой фрезы с хорошим перемешивающим воздействием и в то же время с особенно низким моментом инерции может быть предусмотрено, что передняя сторона держателя фрезерного зуба смещена назад в области свободного пространства с образованием углубления, в особенности имеющего форму сегмента круга. Согласно этому примеру выполнения ширина держателя фрезерного зуба в промежуточной области между перемешивающей лопастью и фрезерным зубом уменьшена, так что на поверхности плоских сторон держателя образовано сужение. Предпочтительно, передняя сторона в области углубления имеет форму сегмента круга.
Для достижения особенно большого поперечного сечения дисковой фрезы в предпочтительном примере выполнения на ступице дисковой фрезы предусмотрен по меньшей мере один дополнительный держатель фрезерного зуба, выполненный с возможностью шарнирного поворота. За счет этого этот дополнительный держатель фрезерного зуба может переставляться в осевом направлении. Ось шарнирного поворота держателя проходит соответствующим образом перпендикулярно оси вращения дисковой фрезы, в особенности примерно тангенциально окружной поверхности ступицы дисковой фрезы. Дополнительный держатель может быть выполнен с перемешивающей лопастью или без нее.
В другом аспекте предметом изобретения является фрезерная щелерезная установка содержащая раму, по меньшей мере, одну дисковую фрезу, установленную на раме с возможностью вращения, и привод для привода во вращение по меньшей мере одной дисковой фрезы, при этом по меньшей мере одна дисковая фреза выполнена в соответствии с приведенным выше и последующим описанием.
Перечень чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны примеры осуществления изобретения. На чертежах:
фиг.1 изображает в перспективе дисковую фрезу в соответствии с изобретением,
фиг.2 изображает дисковую фрезу по фиг.1 на виде спереди,
фиг.3 изображает на виде спереди нижнюю часть фрезерной щелерезной установки с двумя дисковыми фрезами по фиг.1 и 2.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг.1 и 2 дисковая фреза 1 показана в первом примере выполнения. Дисковая фреза 1 содержит центральную ступицу 10, которая выполнена в виде втулки или цилиндрической обечайки и имеет центральное сквозное отверстие 13 для приема одного из приводных валов 14, 14', показанных на фиг.3. Кроме того, на окружной периферии ступицы 10 дисковой фрезы предусмотрены проходящие в осевом направлении удерживающие проточки 16, с помощью которых ступица 10 дисковой фрезы жестко крепится на приводном валу 14, 14'. На наружной стороне 11 ступицы 10 дисковой фрезы, образующей окружную периферийную поверхность, жестко укреплены три держателя 20, 20′, 20′′ фрезерного зуба. Держатели 20, 20', 20′′ фрезерного зуба выполнены в виде пластин, выступающих от ступицы 10 дисковой фрезы по существу радиально. Как показано на одном из держателей 20 фрезерного зуба, его плоские стороны 60, 60' обращены в осевом направлении, то есть они проходят, по меньшей мере приблизительно, перпендикулярно осевому направлению. Обе продольные стороны 61, 62 держателя 20 проходят под острым углом к наружной стороне 11 ступицы 10 дисковой фрезы. Таким образом, держатель выступает от ступицы 10 дисковой фрезы не точно радиально, а отклонен назад относительно направления D вращения.
На передней по направлению D вращения продольной стороне 62 держателя 20, то есть на стороне атаки или передней стороне 22 предусмотрена перемешивающая лопасть 40. Она выполнена в виде пластины, приваренной к держателю 20 фрезерного зуба перпендикулярно с образованием Т-образного профиля. Перемешивающая лопасть 40 начинается от наружной стороны 11 ступицы 10 дисковой фрезы и отходит от нее по касательной или в тангенциальном направлении наружу вдоль передней продольной стороны 62 держателя 20 фрезерного зуба. За счет наличия перемешивающей лопасти 40 в передней области держателя 20 фрезерного зуба образовано ступенчатое увеличение толщины стенки по сравнению с толщиной в задних областях 27, 27' плоских сторон 60, 60' держателя. При вращении дисковой фрезы 1 это изменение толщины стенки в передней части может приводить к завихрениям, которые в особенности в задней области 27, 27', называемой также мертвой зоной, могут обеспечивать особенно хорошее перемешивание суспензии.
С наружной стороны, то есть вблизи наружной окружной периферии дисковой фрезы на держателе 20 предусмотрен фрезерный зуб 50. Фрезерный зуб 50 имеет заостренную режущую кромку 51 для разработки массива грунтового материала. Фрезерный зуб 50 выполнен зеркально симметричным, при этом режущая кромка 51 лежит в плоскости симметрии. Фрезерный зуб 50 расположен таким образом, что его плоскость симметрии и/или его продольная ось по меньшей мере примерно перпендикулярна перемешивающей лопасти 40 и/или передней продольной стороне 62 держателя 20.
Фрезерный зуб 50, как и перемешивающая лопасть 40, расположен на передней стороне держателя 20 фрезерного зуба, при этом перемешивающая лопасть 40 не доходит до фрезерного зуба 50, а расположена на расстоянии от него. В промежуточной области между фрезерным зубом 50 и перемешивающей лопастью 40 образовано свободное пространство 24, которое не закрыто перемешивающей лопастью и может быть названо свободным от лопасти пространством 24. В области этого свободного пространства 24 в держателе 20 фрезерного зуба выполнено сужение, так что ширина держателя 20, измеренная в окружном направлении, уменьшается от перемешивающей лопасти 40 к фрезерному зубу 50. Для образования этого сужения передняя сторона 22 держателя 20 фрезерного зуба, начиная с перемешивающей лопасти 40, проходит по дуге окружности до фрезерного зуба 50. За счет сужения в области между фрезерным зубом 50 и перемешивающей лопастью 40 в плоских сторонах 60, 60' выполнено углубление 26 в форме сегмента круга. Для усиления режущего воздействия передняя сторона 22 держателя 20 фрезерного зуба может быть выполнена с заостренной кромкой 65 в области свободного пространства 24.
Остальные держатели 20', 20′′ фрезерного зуба выполнены по существу идентичными держателю 20 и также снабжены перемешивающими лопастями 40', 40′′ и фрезерными зубьями 50', 50′′. При этом отдельные держатели 20, 20', 20′′ расположены на наружной стороне 11 ступицы 10 фрезы с угловым шагом около 90°. Кроме того, как показано на фиг.1, отдельные держатели 20, 20', 20′′ расположены на наружной стороне 11 ступицы 10 фрезы со смещением в осевом направлении.
Кроме жестких держателей 20, 20', 20′′ фрезерных зубьев предусмотрен также дополнительный держатель 30 фрезерного зуба, шарнирно установленный на наружной стороне 11 ступицы 10 дисковой фрезы с возможностью поворота. Ось шарнирного поворота держателя проходит перпендикулярно оси вращения дисковой фрезы, так что держатель путем поворота в осевом направлении может быть переставлен в другое положение. На дополнительном держателе 30 установлен фрезерный зуб 32, выполненный аналогично фрезерным зубьям 50, 50', 50′′.
Нижняя часть фрезерной щелерезной установки в соответствии с изобретением показана на фиг.3. Она содержит раму 70, на которой со стороны грунта расположены в зеркальной симметрии две дисковые фрезы 1, 1', выполненные описанным образом и показанные на фиг.1 и 2. Посредине между дисковыми фрезами 1, 1' на раме 70 предусмотрено подающее устройство 80 для подачи в разработанную щель затвердевающей жидкости.
При работе фрезерной щелерезной установки дисковые фрезы 1, 1' приводятся во вращение в противоположных направлениях D, D' вращения. При этом перемешивающие лопасти 40, расположенные спереди на держателях 20 по направлению вращения и выполненные в виде пластин или планок, транспортируют жидкость, выходящую из подающего устройства 80, вниз, где она перемешивается с грунтом, разработанным фрезерными зубьями 50. При этом перемешивающие лопасти 40 могут прижимать жидкость и/или смесь к целику грунта, так что происходит принудительное перемешивание между перемешивающими лопастями 40 и грунтом.
С наружных сторон фрезерной щелерезной установки держатели 20 своими перемешивающими лопастями 40 транспортируют разработанный грунтовый материал в направлениях D, D′ вращения вверх и в стороны от дисковых фрез. При этом за перемешивающими лопастями 40 может происходить снижение давления и дальнейшее перемешивание суспензии. Фрезерные зубья 50, которые могут быть выполнены для опережающего воздействия на грунт, разрыхляют следующие слои грунтового материала и перемешивают его с суспензией.
На раме 70 предусмотрены очистные скребки 72, которые проходят между смежными в осевом направлении фрезерными зубьями 50, 50', 50′′ смежных в осевом направлении держателей 20, 20', 20′′ и служат для принудительного перемешивания и/или для очистки материала, налипшего на фрезерные зубья 50, 50', 50′′.
1. Дисковая фреза для фрезерной щелерезной установки, содержащая ступицу (10) дисковой фрезы и, по меньшей мере, один держатель (20, 20′, 20′′) фрезерного зуба, расположенный на наружной стороне ступицы (10) дисковой фрезы и выступающий от нее, по существу, радиально, отличающаяся тем, что на наружной стороне (11) ступицы (10) дисковой фрезы предусмотрена, по меньшей мере, одна перемешивающая лопасть (40, 40′, 40′′).
2. Дисковая фреза по п.1, отличающаяся тем, что перемешивающая лопасть (40, 40′, 40′′) выполнена на держателе (20, 20′, 20′′) фрезерного зуба.
3. Дисковая фреза по п.2, отличающаяся тем, что перемешивающая лопасть (40, 40′, 40′′) расположена на продольной стороне держателя (20, 20′, 20′′) фрезерного зуба, в особенности на той стороне (22) держателя (20, 20′, 20′′) фрезерного зуба, которая является передней при приводе дисковой фрезы во вращение.
4. Дисковая фреза по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что перемешивающая лопасть (40, 40′, 40′′) предпочтительно выступает в осевом направлении в обе стороны от держателя (20, 20′, 20′′) фрезерного зуба.
5. Дисковая фреза по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что перемешивающая лопасть (40, 40′, 40′′) содержит пластину, которая проходит предпочтительно, по меньшей мере, примерно перпендикулярно держателю (20, 20′, 20′′) фрезерного зуба.
6. Дисковая фреза по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что перемешивающая лопасть (40, 40′, 40′′) ориентирована, по меньшей мере, примерно тангенциально к окружной поверхности ступицы (10) дисковой фрезы.
7. Дисковая фреза по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что на держателе (20, 20′, 20′′) фрезерного зуба, в особенности на его конечной стороне, расположен фрезерный зуб (50, 50′, 50′′), который предпочтительно проходит, по меньшей мере, приблизительно перпендикулярно продольной стороне перемешивающей лопасти (40, 40′, 40′′).
8. Дисковая фреза по п.7, отличающаяся тем, что режущая кромка фрезерного зуба (50, 50′, 50′′) смещена назад от перемешивающей лопасти (40, 40′, 40′′) в окружном направлении дисковой фрезы (20, 20′, 20′′).
9. Дисковая фреза по п.7, отличающаяся тем, что фрезерный зуб (50, 50′, 50′′) отстоит от перемешивающей лопасти (40, 40′, 40′′) с образованием свободного от лопасти пространства (24).
10. Дисковая фреза по п.9, отличающаяся тем, что передняя сторона (22) держателя (20, 20′, 20′′) фрезерного зуба смещена назад в области свободного пространства (24) с образованием углубления (26), в особенности имеющего форму сегмента круга.
11. Дисковая фреза по п.1, отличающаяся тем, что на ступице дисковой фрезы предусмотрен, по меньшей мере, один дополнительный держатель (30) фрезерного зуба, выполненный с возможностью шарнирного поворота.
12. Фрезерная щелерезная установка, содержащая раму (70), по меньшей мере, одну фрезу (1, 1′), установленную на раме с возможностью вращения, и привод для привода во вращение по меньшей мере одной дисковой фрезы (1, 1′), отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна дисковая фреза (1, 1′) выполнена в соответствии с любым из пп.1-11.
Приоритет по пунктам:
03.09.2004 по пп.1-12.
