本发明涉及根据权利要求1的前序部分的利用建筑设备进行土壤作业的方法，该建筑设备具有至少一个旋转驱动单元和至少一个进给单元，所述旋转驱动单元用于以旋转的方式驱动土壤作业工具，利用所述至少一个进给单元，所述土壤作业工具被引入到土壤中。
本发明还涉及根据权利要求12的前序部分的用于进行土壤作业的建筑设备，该建筑设备具有旋转驱动单元和进给单元，所述旋转驱动单元用于以旋转的方式驱动土壤作业工具，利用所述进给单元，所述土壤作业工具可以沿前进方向被引入到土壤中。
背景技术：
用于进行土壤作业的建筑设备是例如用于桩钻孔的钻孔设备或用于在土壤中产生隔墙的隔墙切割机。在钻孔设备中，钻孔工具经由钻机驱动器以旋转的方式被驱动，并且在大多数情况下借助于进给单元被竖直地引入到土壤中。为了高效地产生钻孔，至关重要的是设置旋转速度和进给速度使得它们彼此匹配。
对于简单的钻孔设备而言，旋转速度和进给速度由钻孔设备的操作者手动地设置。因此，正确的设置在很大程度上取决于钻孔设备操作者的经验，尤其是因为该设置还依赖于土壤的类型。
已知的是，钻孔设备设置有电子控制装置，在电子控制装置中提供预选程序，钻孔设备的操作者可以依据当前的土壤类型对所述预选程序进行选择。在这些程序中，例如，可以针对特定的土壤类型预先确定钻孔工具的旋转速度和进给速度。基于这些标称值，然后控制装置将会设置并调节钻孔设备上的扭矩和进给力。可以测量所得到的实际值并将其与标称值进行比较，使得可易于进行常规的调节。
然而，即使在此类预选择程序的情况下，钻孔设备操作者的相应经验仍然是必要的。首先，必须选择正确的程序。即使选择了正确的程序，例如针对沙质土壤的程序，可能的情况是，在钻孔下沉的过程中，必须穿透可能具有不同稳定性和粘结性的不同土壤层。例如，对于沙质土壤而言高效的旋转速度和进给速度可能在石质或粘性土壤层中导致工具磨损过度，能量消耗增加或钻孔进度降低。
技术实现要素：
本发明基于如下目的：提供用于进行土壤作业的方法和建筑设备，利用该方法和建筑设备以特别可靠的方式使高效的土壤作业成为可能。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的方法并且通过具有权利要求12的特征的建筑设备实现。在相应的从属权利要求中阐明了本发明的优选实施例。
具体实施方式
根据本发明的方法的特征在于：提供了控制和评价单元，利用该控制和评价单元，在土壤作业期间检测并保存旋转驱动单元和/或进给单元的至少一个输入变量，在土壤作业工具上检测至少一个结果输出变量并将其保存，并且将所述至少一个输入变量设置成与所述结果输出变量相关，其中，土壤作业值被确定并保存。
本发明的基本构思在于以下事实：在土壤作业期间，至少一个输入变量和至少一个输出变量被控制和评价单元持续地或以规则的间隔检测并设置成与彼此相关。例如，如果在旋转驱动单元上施加特定的扭矩作为输入变量，则在土壤的影响下在土壤作业工具（例如，钻孔工具或切割轮）上由此继而产生的旋转速度允许得出关于土壤类型的结论，例如，该土壤是否具有稳定或松散的性质。因此，通过比较输入变量和结果输出变量，控制和评价单元可以对土壤的可作业性作出评估，其中，土壤作业值被确定。该土壤作业值可以被显示给设备的操作者或在控制中被直接考虑以用于驱动单元和进给单元的进一步操作。尤其是当所切割穿过的更深的土壤层是设备的操作者不能识别的时，有可能从而对在每种情况下所作业的土壤层作出评估，这被证明有益于由设备的操作者或由控制装置自身更高效地设置输入变量，即操作参数。以这种方式，可以在对驱动单元、特别是旋转驱动单元和进给单元进行最高效或最有效地设置的情况下实施作业操作。
根据本发明的方法的优选的进一步进展在于以下事实：经由时间和/或前进长度来检测并保存至少一个输入变量和至少一个输出变量。例如，如果在建筑工地处待产生通常定位成彼此靠近或不太远离的若干个孔或沟槽，则在作业过程期间已经经由时间或前进长度被检测并保存的所保存的输入和输出变量可以用于产生重复的程序。特别地，经由前进长度，即钻孔深度或沟槽深度，可以创建具有相应的土壤作业值的剖面（profile），并且可以在每种情况下将具有用于输入变量的优选操作参数的数据集分配给所述剖面。
基本上，可以单独地或组合地检测多个不同的输入变量。考虑的输入变量的数目越多，关于土壤的结论越有意义并且土壤作业值越精确，并且因此对土壤的可作业性的评估越精确。根据本发明的实施例，尤其优选的是，将旋转驱动单元的扭矩、进给单元的进给力和/或用于驱动旋转驱动单元和/或进给单元的液压系统中的压力或体积选择为输入变量。在这种情况下，旋转驱动单元可以是钻机驱动器或切割轮驱动器。可以以直接的方式检测扭矩。在液压驱动系统中，可以经由液压系统中的参数、尤其是液压系统中的压力或体积流量来间接检测扭矩，并且因此间接检测所提取的功率。
这相应地适用于进给单元，其可以通过绞盘或定位缸实施，绞盘或定位缸也可以利用液压驱动系统来操作。然而，例如在隔墙切割机的情况下，进给单元可以是叠加载荷或悬挂在绞盘绳索上的隔墙切割机的重量，并且通过绞盘的相应的反作用力减少叠加载荷。因此，可以经由相应的力传感器或通过考虑隔墙切割机的重量的绞盘扭矩通过计算来确定叠加载荷，并且将其包括在对土壤作业值的查明中。
这相应地适用于对输出变量的选择。输出变量与所分配的输入变量相关。根据本发明，特别优选的是，将土壤作业工具的旋转速度和/或进给速度选择为输出变量。例如，旋转驱动单元上的扭矩与诸如钻孔工具或切割轮的土壤作业工具的旋转速度相关。在进给单元中，进给力或叠加载荷与所得到的进给速度相关联。在更软的土壤中，与具有更高稳定性的土壤相比，在给定的进给力下，自然而然地导致了更高的进给速度。进给速度还可以被称为进入到土壤中的穿透或前进速度。
所述的输入和输出变量仅是优选的参数。它们也可以互换。例如，旋转速度也可以被控制单元预先确定为输入变量，在这种情况下，然后检测在旋转驱动单元上继而产生的扭矩或提取功率作为结果输出变量。
本发明的另一优选实施例在于以下事实：控制和评价单元具有数据库，在数据库中针对特定土壤作业值存储了优选输入变量。该数据库可以在交付建筑设备时已经被预先设置，或者在来自总部的操作期间被安装，或者被用新的或补充值提供并维护。此外，根据本发明的变型，有可能的是：就设备的操作者而言或者通过控制和评价单元自身，保存已经为相应的建筑工地或为相应的设备创建或确定的优选数据集，即优选输入变量且在适当的情况下连同用于特定土壤作业值的输出变量。因此，该数据库可以代表专家系统，在这种情况下，还可以基于控制和评价单元的优选自学逻辑来提供所存储的数据集的自动改进和改变。
根据本发明的有利的方法变型，做出的设置在于：通过控制和评价单元，将当前的土壤作业值与在数据库中存储的土壤作业值进行比较，并且在于：取决于该比较，改变当前输入变量或向设备的操作者建议做出改变。例如，如果控制和评价单元通过对输入变量（例如扭矩）与结果输出变量（即钻孔工具或切割轮继而产生的旋转速度）的比较认识到所切割穿过的土壤层具有改变的稳定性并且因此具有不同的土壤作业值，则控制和评价单元可以根据当前确定的土壤作业值改变输入变量。在这样做时，如果在数据库中确定了具有相同或相似的土壤作业值的数据集，则控制和评价单元可以根据所查明的数据集改变输入变量或者在例如监视器上将其显示给设备的操作者。在自动模式中，先前的输入变量可以被用于土壤作业值的更合适的输入变量替代。在这种情况下，可从而在对数据库进行评价之后依据所查明的土壤作业值改变施加的扭矩。
尤其是当切割穿过具有各种土壤层的土壤时，根据本发明的方法变型，有利的是：基于经由前进长度在土壤作业期间确定的土壤作业值，由控制和评价单元确定并保存土壤剖面。根据在数据库中存储的数据，土壤作业值可以具有分配给它的特定土壤类型，诸如粘土、沙、砾石、岩石等。经由优选设置的远程数据连接，可以经由控制和评价单元从总部查询这些值并且因此还可以查询土壤剖面。以这种方式，建筑设备不仅可以用于进行土壤作业，而且还可以用作探测或分析工具以勘探土壤剖面。
根据本发明的方法的另外的实施例，优选的是：通过控制可评价单元，用于土壤剖面的优选输入变量经由前进长度被确定并且在数据库中存储为数据集。例如，可以为建筑工地处的孔创建样本数据集，在这种情况下，例如，保存第一扭矩和第一进给力直到第一钻孔深度，随后保存第二扭矩与第二进给力直到第二钻孔深度，等等。然后可以检索用于孔或沟槽的这种数据集以用于同一建筑工地处的另外的孔。在这种情况下，可以假设在一建筑工地处，土壤剖面不改变或几乎不改变，尤其是在靠近彼此地产生孔或沟槽的情况下。在产生桩墙或隔墙时，时常是这种情况。基于样本孔或样本沟槽的数据，于是也可以由经验较少的设备操作者有效地产生另外的孔或沟槽。
根据依据本发明的方法的进一步进展，做出的设置在于：控制和评价单元确定并保存用于土壤剖面的不同的数据集，优选地在快速前进或减少磨损的旋转速度方面确定和区分所述不同的数据集。在此，考虑以下事实：在土壤作业中，对于输入变量，不存在一般性的最佳参数设置。实际上，优选的输入变量取决于土壤作业中的特定方面或目的。例如，可能期望特别快速的土壤作业（即快速的前进），使得与尽可能低磨损或节能的土壤作业相比，将要提供更高的旋转速度或更高的进给力。也可以预先确定其他的目的，诸如减少噪音的操作。因此，对于经查明的土壤作业值而言，可以为不同的目的保存不同的数据集，所述不同的目的例如按高效的前进、特别低的磨损、节能或低噪音发射来分类。
基本上，根据本发明的方法可以在不同的土壤作业变型中使用。特别优选的方法变型在于以下事实：在土壤作业时，利用钻孔工具实施钻孔。钻孔可以是例如使用连续旋翼式螺旋钻的连续钻孔或者是例如使用钻斗或简单螺旋钻的非连续钻孔。根据本发明的方法还可以用于双头钻孔中，其中提供至少两个旋转驱动单元。在此，可以为内部设置的钻孔工具提供第一旋转驱动单元，而为外部设置的钻管提供另外的旋转驱动单元。对土壤的钻孔还包括岩石钻孔，可以例如在隧道中的近似竖直的墙中或者甚至顶部区域中以锚固或hdi钻孔来实施岩石钻孔。
另一优选的方法变型可以在以下事实中看出：在土壤作业时，利用隔墙切割机实施切割。隔墙切割机具有以旋转的方式被驱动的至少一对、优选两对切割轮。可以以单相、两相或csm®方法实施切割沟槽的切割，其中，通过切割机在切割沟槽中就地产生土壤砂浆混合物。可以设置一个或若干个切割轮驱动器。
在钻孔或切割期间，根据本发明的控制和评价单元还可以考虑粘合、冲洗和/或稳定悬浮物的供应。尤其是在csm®切割方法中，当旋转速度和前进速度改变时，对稳定和粘合悬浮物的供应的调节会是有利的。
根据本发明的用于进行土壤作业的建筑设备的特征在于：提供控制和评价单元，其被设计成在土壤作业期间检测并保存旋转驱动单元和/或进给单元的至少一个输入变量，检测并保存土壤作业工具上的至少一个结果输出变量，并且将所述至少一个输入变量设置成与所述结果输出变量相关，其中，土壤作业值可以被确定并保存。
通过根据本发明的建筑设备，可以特别地实施先前描述的用于进行土壤作业的方法。由此可以实现之前描述的优点。
对于土壤作业以及特别是对于清除土壤而言，可以使用各种各样的建筑设备。根据本发明，特别优选的建筑设备在于：所述建筑设备是钻孔设备，在该钻孔设备中，借助于至少一个旋转驱动单元以旋转的方式驱动钻孔工具。该过程中的钻孔工具可以是钻斗或螺旋钻，其可以优选地沿着钻架或引导件竖直地移位。钻孔设备还可以具有可在空间中多轴线地调整的钻机安装件，如在例如锚固钻孔或hdi钻孔中使用的那样。原则上，所有的钻孔设备可以用于例如双头钻孔或具有套管机器（castingmachine）的钻孔设备，在具有套管机器的钻孔设备中，钻管可以被引入到土壤中。
根据本发明的另一优选实施例，作出的设置在于：所述建筑设备是隔墙切割机，在该隔墙切割机中，借助于至少一个旋转驱动单元驱动切割轮。隔墙切割机在切割机框架的下端部处具有一对或若干对切割轮。切割机框架可以悬挂在绳索上并且通过切割机框架上的合适的引导板在切割沟槽中被引导。替代地，隔墙切割机还在引导杆上被引导并且能够在引导杆上移动。