用于沟槽壁切割机的切割轮装置的制作方法

1.本发明总体上涉及用于在特殊的土木工程中切割沟槽壁的沟槽壁切割机在此，本发明特别涉及用于这种沟槽壁切割机的切割轮装置该切割轮装置包括可旋转驱动的切割器轮彀和以不能旋转的方式可拆卸地紧固到切割器轮彀的切割轮。


背景技术：

2.沟槽壁切割机通常用于特殊土木工程，以在土壤、岩石或地基中切割出沟槽，这些沟槽填充含有例如混凝土的悬浮液，以形成沟槽壁。沟槽壁通常是在例如由混凝土、钢筋混凝土等制成的地基中的墙结构。为了制造这种沟槽壁，使用沟槽壁切割机切割出基本上垂直的、向上开口的沟槽，其中，切割工具从上方下降到地面中，并由支撑在地面上的，优选为可移动的诸如履带式缆索挖掘机等承载装置引导。在此，沟槽壁切割机通常包括细长、竖直的切割框架，该切割框架以能够垂直移动的方式悬挂在承载装置上，并在其下端部主要承载多个切割轮，这些切割轮可以围绕每个水平轴线沿相反方向进行驱动。用于旋转地驱动切割轮的驱动器也可以安装在切割框架的下部分处并例如包括一个或多个液压马达，该液压马达可以例如通过链驱动器和/或一个或多个齿轮级来驱动切割轮。
3.在此，这种沟槽壁切割机的切割轮必须定期且相对频繁地更换。一方面，布置在切割轮周侧上的切割工具磨损严重。为了不必单独地更换大量切割工具，通常将整个切割轮拆卸并更换为具有新切割工具的另一切割轮。另一方面，分别优化的不同切割轮也适用于不同的土质特性。由于土质特性会根据切割深度而变化，如果土质特性随着切割深度的增加而变化，则即使在切割单个沟槽时也要经常更换切割轮。此外，不同的切割轮用于不同的槽宽和槽度，因此总体而言，必须非常频繁地更换沟槽壁切割机的切割轮。
4.为了尽可能少地损失在施工现场更换切割轮的时间并尽可能减少机器的停机时间，期望的是更换过程尽可能的简单。通常，沟槽壁切割机的切割轮摩擦锁定地夹紧在切割器轮彀上。为了能够在切割操作中在切割轮和切割器轮彀之间传递非常高的力和扭矩，通常使用大量的螺钉，例如每个切割轮使用48个螺钉，各个切割轮通过这些螺钉相对于切割器轮彀摩擦锁定地夹紧。为了实现均匀的夹紧，所有螺栓例如通过扭矩扳手必须以相同的扭矩拧紧，使得螺钉的预紧力总和将切割轮夹紧并摩擦锁定地固定在切割器轮彀上。然而，在此的缺点是，在更换切割轮时，必须拆下所有螺钉，然后必须以均匀的扭矩拧紧重新组装，这非常复杂且耗时。
5.为了减少切割轮更换所需的时间，已经提出在切割器轮彀和切割轮之间提供一种插接式锁合件，参见ep 25 97 205 b1。在此，设置有分布在切割器轮彀的圆周上并朝向一侧开口的槽形凹部，因此可以将设置在切割轮上的配合设计的突出部插入到袋形凹部中，并可以通过旋转锁定。在此，突出部和袋形凹部分别被设计为楔形的，使得当切割轮相对于轮彀旋转时它们相互卡住。然而，通过这种插接式锁合件的连接，只能在旋转方向上实现所述夹紧和力传递。如果切割轮向后旋转，则插接式夹紧连接会无意中松开。
6.为了避免这个旋转方向问题，还已考虑将切割器轮彀以六边形的方式设计，并在切割轮上设置互补的、同样为六边形的凹部，该凹部可以推到轮彀的六边形轮廓上。然而，这种多边形连接通常必须被设计为有间隙的，以便能够简单地安装和拆卸，然而这在操作中会导致相应的磨损。此外，力只能在径向方向上传递，而不能在轴向方向上传递，因此必须设置额外的夹紧或夹紧构件，以能够消除在操作中也出现的轴向力。


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的是提供一种改进的沟槽壁切割机和一种改进的切割轮装置，它们避免了现有技术的缺点并以有利的方式进一步发展了现有技术。特别地，提供了一种简单且快速拆装的切割轮紧固件，它可以在尽可能小的磨损的情况下传递操作中产生的力和扭矩。
8.根据本发明，所述目的通过根据权利要求1所述的切割轮装置和根据权利要求17所述的沟槽壁切割机来实现。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。
9.因此，提出了将切割轮和切割器轮彀在端面处相互夹紧并以形状配合的方式相互固定，以便不以摩擦的方式或至少不只是以摩擦的方式传递高操作力。根据本发明，切割轮和切割器轮彀的可相互紧靠放置的端面设置有以不能旋转的方式相互啮合的端面齿部。相互啮合的端面齿部对以不能旋转且形状配合的方式将切割器轮彀和切割轮相对彼此保持。同时，相互紧靠放置的端面也可以传递轴向力，使得以不可倾斜的方式保持切割轮。由于通过齿啮合以形状配合的方式传递了操作力和扭矩，因此切割轮能够以相对简单的方式(例如通过几个螺钉)固定在切割器轮彀上，从而可以显著减少拆卸或安装所需的时间。
10.特别地，切割轮和切割器轮彀的端面处的相互啮合的端面齿部可以形成无间隙的形状配合连接，该连接由于没有间隙而防止了微运动，从而显著减小了磨损。同时，切割轮和切割器轮彀可以通过一维运动，特别是通过简单地叠置端面来安装或拆卸，而无需如在插接式锁合件的情况下的额外的旋转或螺纹运动。
11.然而，原则上，也可以考虑将端面齿级形成为具有很小的间隙。在本发明的改进示例中，可以提供例如安装在轮彀罩(nabentopf)上的定心器和定心装置，以便传递额外的径向力并减轻端面齿部的载荷。
12.为了在轴向方向上或在端面处将切割器轮彀和切割轮彼此固定或相互支撑，可以在切割轮和切割器轮彀之间设置轴向作用的夹紧件，所述夹紧件在旋转轴线方向上将切割器轮彀拉向和/或压向切割器轮彀。这种轴向夹紧件原则上可以不同地设计，例如具有例如中央螺钉锁合件形式的中央锁合件。替代地或补充地，可以提供分布在圆周上的几个螺栓，以便将切割轮相对于切割器轮彀夹紧和/或将切割轮夹紧在切割轮轮彀上。所述螺栓可以有利地沿着穿过端面齿部的节圆分布。特别地，可以在相互啮合的端面齿部部段的区域中提供螺栓，以便即使在操作力下也能确保齿部的精确配合地相互啮合。
13.相互啮合的端面齿级原则上可以不同地设计，例如在每个端面上具有环形的、封闭的周向端面齿部。然而，在本发明的有利改进示例中，切割器轮彀和切割轮的端面处的端面齿部可以有利地分别包括多个彼此间隔开的齿组，这些齿组可以分布在圆周上并彼此间隔地布置。例如，在从圆周方向上看时，齿组和无齿表面可以交替。
14.有利地，可以提供至少三个这种齿组和至多十个这种齿组，其中，在本发明的改进
示例中，四到八个或特别是六个齿组可以分布在圆周上。然而，替代地，也可以仅提供一个可以完全分布在圆周上的齿组。
15.在此，齿部的齿可以具有不同的外形和/或轮廓。为了能够同样传递扭矩以及径向和轴向力，可能有利的是，每个齿组内的齿彼此平行地布置或对齐，而不同的齿组在它们的齿朝向方面以相互旋转的方式布置。
16.在本发明的有利改进示例中，每个齿可以具有直线齿侧面轮廓，并且每个齿组的齿彼此平行地布置。如果观察相应齿的尖端，则形成尖端的脊部可以具有直线轮廓。原则上，可以考虑齿具有弯曲轮廓。然而，有利地，在观察齿尖端或脊部以及处于齿之间的凹处时，齿分别可以具有直线轮廓。
17.特别地，各个齿组可以包括在径向方向上延伸的齿，而其余齿可以平行于该齿延伸并因此横向于径向方向偏移地延伸。特别地，相应齿组的中间齿可以在径向方向上延伸，并在右侧和左侧被与其平行对齐的齿侧接。
18.在此，所述齿组可以包括不同数量的齿，例如包括3到10个齿，特别是包括大约6到8个齿，其中，所有齿组可以包括相同的齿数。
19.在本发明的改进示例中，齿组也可以整体上不对称地布置或设计，例如一齿组具有比其余齿组更少的齿数。由此可以确保切割轮仅在一个预定的旋转位置处装配到切割器轮彀上。然而，替代地或补充地，切割轮的预定旋转安装位置也可以通过螺栓的相应布置来实现，例如通过额外的螺栓而导致例如在圆周方向上的不均匀的分布(否则，存在均匀的分割图案)。
20.特别是在多个切割轮的情况下，切割轮在相关的切割器轮彀上的旋转安装位置的这种明确定义可以确保相对彼此的期望旋转位置，以便确保切割工具的同步环绕或相互啮合。特别地，切割轮可以彼此对齐，使得即使切割轮彼此非常靠近地布置，在周侧突出的铣刀也不会相互碰撞。
21.端面齿级的齿基本上可以具有不同的轮廓，其中，在从横截面看时，齿可以有利地被设计为与平行于旋转轴线的穿过相应齿轮廓的剖面对称，以便能够在两个旋转方向上均等地传递力。
22.特别地，在从横截面看时，每个齿的轮廓可以是截头楔形和/或具有直线或平坦的齿侧面。这种楔形轮廓的齿轮廓可以具有例如2
×
10
°
至2
×
40
°
或2
×
15
°
至2
×
30
°
或特别是大约2
×
20
°
的楔角。在楔角在2
×
15
°
到2
×
25
°
的范围内的情况下，一方面可以确保无间隙地相互啮合，另一方面可以防止拧紧时的过度卡紧。
23.在此，齿可以在其尖端变平。在从横截面中看时，两个齿或相应齿根之间的凹处可以有利地具有圆形轮廓，以避免齿根中的应力峰值。
附图说明
24.下面将根据优选的示例性实施例和相关附图更详细地说明本发明。
25.图1示出了根据本发明的一有利实施例的沟槽壁切割机的示意性立体图。
26.图2示出了以上附图的沟槽壁切割机的切割轮和切割器轮彀的局部立体剖视图，其中示出了处于相互安装状态的切割器轮彀和切割轮。
27.图3示出了类似于图2的切割轮和切割器轮彀的局部立体剖视图，其中示出了处于
相互拆卸状态的切割轮和切割器轮彀。
28.图4示出了以上附图的切割轮和切割器轮彀的分别设置有端面齿部的端面的俯视图。
29.图5示出了沿图4中的aa线的局部剖视图，其示出了切割器轮彀和切割轮的相互啮合的端面齿部。
具体实施方式
30.如图1所示，沟槽壁切割机1可以包括细长且竖直布置的切割框架2，该切割框架可被设计为格子桁架且/或可包括两个侧向布置的纵向导向型材。在下端部段处，切割框架2可以包括至少两个切割轮3，这些切割轮并排布置并可以以围绕各自的水平旋转轴线旋转的方式进行驱动，其中，切割轮3的旋转轴线能够彼此平行地延伸，特别是以垂直于切割框架2的平坦侧的方式延伸。
31.在此，可以在彼此相反的方向上驱动两个切割轮3。切割驱动器4可在切割框架2的下端部段处布置在切割轮3上方，并例如包括一个或多个液压马达，该液压马达可通过一个或多个齿轮级驱动所述切割轮3。
32.如图1所示，承载装置5能够以可升高和可降低的方式保持具有切割轮3的切割框架2，或者该切割框架可以悬挂在其上。所述承载装置5直立在应切割相应沟槽的地面上，并可以有利地被设计为可移动的。特别地，具有底盘(例如，履带底盘6)的缆索挖掘机可以被设置为承载装置5，其中，切割框架2可以通过承载装置5的悬臂7升高和降低。
33.如图2至图5所示，每个切割轮3紧固到切割器轮彀8，该切割器轮彀可旋转地安装在切割框架2上并可由切割驱动器4驱动。在此，切割器轮彀8可由切割驱动器4的输出元件或中间齿轮级形成。特别地，所述齿轮级可以被设计为行星齿轮，其中，切割器轮彀8例如可以由行星齿轮的行星架形成。
34.特别地，切割器轮彀8可包括可旋转地安装的轮彀罩9，该轮彀罩可具有例如平坦设计的端面10，切割轮3可相对于该端面10夹紧。
35.切割轮3能够以轮缘的方式构造并且与此无关地包括周向壁11，一排或多排的例如铣刀形式的切割工具12可以布置在该周向壁的外侧上。所述周向壁11与被设计为圆盘或圆环的固定法兰13刚性连接，与此无关地，该固定法兰具有端面14，该端面14可放置成抵靠切割器轮彀8的端面10。所述固定法兰13可以大致在垂直于旋转轴线的平面中延伸，并具有面向切割器轮彀8的平坦端面14。
36.有利地，所述固定法兰13可拆卸地紧固在切割轮3的主体的其余部分上，以便在磨损时能够进行更换。例如，固定法兰13可以通过多个螺钉15紧固在切割轮3的主体上。
37.如图3、4和5所示，切割器轮彀8和切割轮3的相互紧靠放置的端面10和14分别设置有端面齿部16、17，它们被设计和布置为彼此以形状配合的方式匹配，使得当切割器轮彀8和切割轮3的端面10和14彼此叠置时，两个端面齿部16和17相互齿啮合。在此，端面齿部16和17被设计为使得它们通过简单地将切割轮3和切割器轮彀8以平行于旋转轴线轴向的方式推到一起而相互啮合。如果两个端面齿部16和17彼此叠置，使得它们相互啮合(如图5所示)，则切割轮3以形状配合的且不能旋转的方式固定在切割器轮彀8上。
38.在此，切割轮3可以通过轴向夹紧件18相对于切割器轮彀8轴向夹紧，该轴向夹紧
件可有利地包括多个螺栓19，以便将切割轮3固定在切割器轮彀8上并保持端面齿部16和17的形状配合的啮合。如图3所示，可以在圆周方向上分散地布置多个螺栓19，特别是设置在端面齿部16和17的区域中，以便将端面齿部16和17均匀地固定在啮合位置中。
39.如图4所示，端面齿部16和17可以分别包括多个(在所示的实施例中为6个)齿组20，它们可以在圆周方向上彼此间隔开并均匀分布，如有必要也可以不均匀分布地布置。特别地，齿组20可以布置在共同的节圆上，并分别通过无齿表面21彼此分开。
40.如图4所示，每个齿组20可以包括多个齿22，每个齿可以具有直线延伸的齿侧面，其中，齿组的所有齿侧面可以彼此平行地布置，而齿组20可以相对彼此旋转或定向在不同的方向上。特别地，各个齿组20的相应中间齿可以相对于旋转轴线在径向方向上延伸，并在右侧和左侧被与其平行布置的齿侧接。
41.如图5所示，在从横截面看时，端面齿部16和17的齿22可以分别具有截头楔形轮廓，其中，截头楔形齿22的齿侧面可以例如以2
×
20
°
的楔角延伸。
42.在齿尖的区域中，齿22可以是扁平或平坦地平切的。与此无关地，齿22之间的凹处或齿根区域可以是圆形的(参见图5)。