CH626685A5

CH626685A5 -

Info

Publication number: CH626685A5
Application number: CH208478A
Authority: CH
Inventors: Kurt Blaschke; Josef Roob
Original assignee: Leffer Stahl & App
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1978-02-27
Publication date: 1981-11-30
Also published as: AT375731B; FR2382547B1; DE2709030C2; ATA120078A; GB1588551A; US4193462A; DE2709030A1; FR2382547A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneckenbohrer mit Drehbohrkrone für Erd- und Gesteinsformationen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sie geht damit aus von der DT-PS 2 242 724, in der eine Drehbohrkrone mit diametral auf einem Meisselträger angeordneten Schwenkflügeln beschrieben ist, die bei Drehbohrarbeiten radial nach aussen schwingen und den Bohrkreis vergrössern, da sie wie der Meisselträger mit Rundschaftmeisseln besetzt sind.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte, für horizontale Drehbohrarbeiten konzipierte Drehbohrkrone anwendbar zu machen für verrohrte Pfahlgründungen, um sicherzustellen, dass die Schwenkflügel mit Sicherheit in ihre Ruhelage innerhalb des Innendurchmessers der Bohrrohre zurückschwenken, wenn die Drehbohrkrone nach einem Arbeitsspiel aufwärts gezogen werden soll. Die Umkehr der Drehrichtung der Bohrkrone genügt bei vertikalen Drehbohrarbeiten nicht, und es besteht die Gefahr, dass die noch ausgeschwenkten Schwenkflügel beim Hochfahren der Drehbohrkrone an der unteren Stirnfläche des untersten Bohrrohres anstossen, wodurch die gesamte Bohranlage blockiert würde.

Die erfindungsgemässen geneigten Rückstell-Leisten an den Schwenkflügeln beseitigen diese Gefahr auf einfache und fortschrittliche Weise, indem diese Rückstell-Leisten bei der Umkehr der Drehrichtung der Bohrkrone sowie beim Aufwärtsfahren derselben durch das auf die keilförmigen Rück-stell-Leisten drückende Erdreich einen nach innen gerichteten

Rückstell-Impuls erfahren, durch den die Schwenkflügel mit Sicherheit wieder einwärts bis innerhalb des Innendurchmessers der Bohrrohre verschwenkt werden. Das Erdreich sowie die geneigten Rückstell-Leisten bilden quasi zusammen ein Keilschubgetriebe. Sollten die Schwenkflügel bei ihrer Annäherung an die untere Stirnfläche des untersten Bohrrohres noch nicht vollständig zurückgeschwenkt sein, so vollendet diese Stirnfläche die Rückstell-Bewegung, indem sie gegen die keilförmigen Rückstell-Leisten anstösst.

Für vertikale Drehbohrarbeiten in Verbindung mit verrohrten Pfahlgründungen empfiehlt sich eine Weiterbildung durch die Merkmale des Anspruches 2.

Die Weiterbildung nach Anspruch 3 soll die Schwenklager für die Schwenkflügel leichtgängig erhalten, indem die Schwenklagerungen gegen den Eintritt von Erdreich oder Gesteinsbrocken durch abdeckende Blechwende geschützt werden.

Eine lösbare und auswechselbare Anordnung des Meisselträgers an seiner Grundplatte ist Gegenstand des Anspruches 4. Hierdurch wird erreicht, dass man je nach den Bodenverhältnissen eine diesen Verhältnissen angepasste Drehbohrkrone einsetzen kann.

In der Zeichnung ist ein Schneckenbohrer mit einer Drehbohrkrone als Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht mit axialem Schnitt durch das letzte Bohrrohr,

Fig. 2 eine Ansicht der Drehbohrkrone von unten in Pfeilrichtung «X» in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen losen Schwenkflügel ohne Rundschaftmeissel in Draufsicht,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI—VI in Fig. 4, und

Fig. 7 einen Teil der Grundplatte im Bereich der Aufnahme eines Schwenkflügels.

In der Darstellung von Fig. 1 erkennt man die letzten Gänge eines Schneckenbohrers mit der Antriebsachse 1 und dem Schraubengang 2, der in seinem letzten Gang durch einen eingefügten zweiten halben Schraubengang 2a zweigängig ausgeführt ist. Der Schneckenbohrer mit der am unteren Ende angeordneten Drehbohrkrone ist in Arbeitsstellung befindlich dargestellt, was durch das letzte Bohrrohr 3 angedeutet ist.

Die Drehbohrkrone umfasst zunächst einen doppel-flügelförmigen Meisselträger 4 (Fig. 2) mit einem Mitteldorn 4a und den beiden Flügeln 4b und 4c, die alle in bekannter Weise mit Rundschaftmeisseln 5 besetzt sind. Der Meisselträger 4 ist von unten an einer Grundplatte 6 befestigt, die in nicht näher dargestellter Weise drehfest mit der Schneckenachse 1 verbunden ist und ebenfalls eine doppel-flügelförmige Gestalt hat, die in Fig. 2 durch eine von dem Umriss ausgehende Schraffur angedeutet ist. Wie in Fig. 3 für den einen Flügel 4c des Meisselträgers dargestellt ist, ist die zugehörige Schraubenfläche 2a am Auslauf mit der Grundplatte 6 verschweisst und setzt sich in eine schräge Aufnahmeschneide 4c' dieses Meisselträgerflü-gels fort. Ebenso setzt sich die Schraubenfläche 2 mit ihrem letzten Gang über die Grundplatte 6 in eine schräge Aufnahmeschneide des Flügels 4b fort. Die in Fig. 3 ohne Rundschaftmeissel dargestellte Aufnahmeschneide 4c' ist einheitlich mit einer zum Meisselträger 4 gehörenden Tragplatte 7, mit der die Grundplatte 6 nahezu übereinstimmend mit deren doppel-flügelartigen Gestalt unterlegt ist. Der Meisselträger 4 mit der Tragplatte 7 ist also als gegenüber der Grundplatte 6 lösbarer Teil ausgeführt und mittels zweier die Grundplatte 6 durchgreifende, das Drehmoment übertragender Bolzen 8, 9 austauschbar mit der Grundplatte 6 verbunden. Fig. 7 zeigt einen Teil der Grundplatte 6 im Bereich des Bolzens 9, der von s

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unten durch die Tragplatte 7 sowie die Grundplatte 6 hin-durchgesteckt wird und durch einen gabelförmigen Riegel 10 gesichert wird, der in eine eingestochene Eindrehung des Bolzens 9 eingreift. In gleicher Weise wird der Bolzen 8 durch einen gabelförmigen Riegel 11 gesichert. Da die Grundplatte 6 mit der Drehachse 1 drehfest verbunden ist, übertragen die beiden Bolzen 8 und 9 das Drehmoment auf den doppel-flügelartigen Meisselträger 4.

Die nicht von den Flügeln 4b und 4c des Meisselträgers 4 in Anspruch genommenen Bereiche der doppel-flügelartigen Grundplatte 6 tragen diametral angeordnete Schwenkflügel 12,13, die auf zur Rotationsachse des Meisselträgers 4 parallelen Achsen 14 und 15 schwenkbar gelagert sind. Zur Lagesicherung dieser Schwenkflügel 12, 13 dienen ebenfalls gabelförmige Riegel 16,17, so dass auch die Schwenkflügel 12,13 lösbar und austauschbar gehaltert sind.

Die ebenfalls mit Rundschaftmeisseln besetzten Schwenkflügel 12,13 erstrecken sich von ihren Schwenkachsen 14,15 aus in Drehrichtung der Drehbohrkrone, die durch den Pfeil 18 angedeutet ist- Aufgrund des Widerstandes, den die Rund-schaftmeissel beim Drehen der Drehbohrkrone am Erdreich oder an der Gesteinsformation finden, schwenken die Drehflügel 12,13 nach auswärts und haben damit eine in bezug auf den Meisselträger 4 freischneidende Wirkung. In Fig. 2 ist lediglich der Schwenkflügel 13 nach aussen ausgeschwungen, so dass sein äusserster Rundschaftmeissel 5' einen Bohrkreis 20 beschreibt. Der Schwenkflügel 12 ist in rückgestellter Lage dargestellt.

Sowohl die ausgeschwungene Lage des Schwenkflügels 13 als auch die rückgeschwungene Lage des Schwenkflügels 12 sind durch Anschläge begrenzt. Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 5 zeigt, dass beispielsweise der Schwenkflügel 13 ausser einer Bohrung 21 zur Aufnahme der Schwenkachse 15, die auch eine Bohrung 23 in der Grundplatte 6 (und selbstverständlich auch in der Tragplatte 7) durchgreift, eine aussermittige Bohrung 22 aufweist, durch die ein Anschlagbolzen gesteckt werden kann, der bis in einen bogenförmigen Schlitz 24 der Grundplatte 6 eingreift. Der Verstellweg dieses nicht dargestellten Anschlagbolzens innerhalb des bogenförmigen Schlitzes 24 bestimmt den Schwenkbereich des Schwenkflügels 13.

An den radial aussenliegenden Seitenflächen sind an den Schwenkflügeln 12,13 keilförmige Rückstell-Leisten 25,26 angeformt, die innerhalb des äussersten Bohrkreises 20 liegen und daher beim Bohren selbst nicht stören. Die aus dem Schnitt nach Fig. 6 ersichtliche Rückstell-Leiste 26 hat eine in Bohrrichtung 27 radial ansteigende Seitenfläche 26'. Die Bohrrichtung 27 ist in Verbindung mit Fig. 6 deshalb nach oben gerichtet, weil der in Fig. 4 dargestellte Schwenkflügel 13 in der Ansicht von unten d. h. in Pfeilrichtung «X» nach Fig. 1, dargestellt ist. Für den Schwenkflügel 12 in Fig. 1 verläuft daher dessen geneigte Seitenwandung 25' umgekehrt. Diese geneigten Seitenwandungen 25' und 26' bzw. die sie bildenden

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Rückstell-Leisten 25, 26 haben die Wirkung, dass beim Zurückziehen der Schneckenbohrer-Achse 1 und der daran befestigten Drehbohrkrone das gelöste Erdreich oder Gestein einen Druck auf die Oberflächen 25' und 26' ausübt mit der Folge, dass radial nach innen gerichtete Kraftkomponenten als Rückstellimpulse für die Schwenkflügel 12 und 13 erzeugt werden. Hierdurch wird sichergestellt, und entsprechend ist auch die Schwenklagenbegrenzung für die Schwenkflügel ausgelegt, dass die Schwenkflügel beim Hochziehen der Bohrvorrichtung mit Sicherheit bis innerhalb des Innendurchmessers des Bohrrohres 3 zurückschwenken, wie in Fig. 2 für den Schwenkflügel 12 dargestellt ist.

Zurückkommend auf Fig. 1 ist zu bemerken, dass die Schwenkflügel 12, 13 mit ihren Schwenkbolzen 14, 15 unterhalb der von der Grundplatte 6 ausgehenden Schraubengänge 2 bzw. 2a gelagert sind, also in keilförmigen Räumen, die sich leicht durch Erdreich und gelöste Gesteinsbrocken zusetzen können. Um die Schwenklagerungen für die Schwenkflügel leichtgängig zu halten, sind diese keilförmigen Räume zwischen den Schraubengängen und der Grundplatte im Bereich der Schwenklagerungen der Schwenkflügel durch keilförmige, sich axial und kreisbogenförmig ersteckende Blechwände 29 und 30 gegen den Eintritt von Erdreich oder Gesteinsbrocken geschützt. In Fig. 1 sieht man auf die Aussenfläche der Blechwand 29, wogegen die Blechwand 30 in Ansicht auf die nach innen gerichtete Fläche erkennbar ist.

Die Wirkungsweise der dargestellten zweischneidigen Fels-bohr-Schnecke mit den zum Freischnitt dienenden Schwenkflügeln 12 und 13 ist folgende:

Zur Fortsetzung einer Bohrung wird die Schnecke 1, 2 mit der an der Grundplatte 6 befestigten Drehbohrkrone in ein eingelassenes Bohrrohr 3 abgesenkt, wobei die Schwenkflügel 12 und 13 nach innen geschwungen sind. Wenn nach dem Auftreffen auf das Erdreich oder auf eine Gesteinsformation mit dem Bohren begonnen werden soll, wird die Schneckenachse 1 in Drehrichtung 18 angetrieben, wodurch sich die freischneidenden Schwenkflügel 12 und 13 nach aussen arbeiten, wie für den Schwenkflügel 13 dargestellt ist. Wenn der Schraubengang 2 genügend mit gelöstem Material gefüllt ist, muss die Bohrvorrichtung aufwärts gezogen werden, um das Material auszutragen. Hierzu wird zunächst die Drehrichtung 18 umgekehrt, wodurch die Schwenkflügel 12 und 13 die Tendenz haben, in ihre eingeschwungene Lage zurückzukehren. Dies wird beim Hochziehen der Bohrvorrichtung durch die schrägen radialen Seitenwandungen 25' und 26' der Schwenkflügel in der beschriebenen Weise unterstützt, so dass sie nicht an der unteren Stirnfläche des Bohrrohres 3 anstossen können. Wenn sie dort noch anstossen sollten, dann mit den geneigten Keilflächen 25', 26', was sich nur dahin auswirken kann, dass die Schwenkflügel vollends bis innerhalb des Innendurchmessers des Bohrrohres 3 zurückgestellt werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Schneckenbohrer mit Drehbohrkrone für Erd- und Gesteinsformationen, mit einem rotierenden, mit Rundschaft-meisseln besetzten doppel-flügelförmigen Meisselträger und mit auf zur Rotationsachse des Meisselträgers parallelen Achsen gelagerten, ebenfalls mit Rundschaftmeisseln besetzten diametral angeordneten Schwenkflügeln, die in einer durch Anschlag begrenzten radial nach aussen geschwungenen Arbeitslage mit ihren Meissein den Meisselträger freischneiden und bei Umkehr der Drehrichtung der Bohrkrone in eine innere Ruhelage zurückschwingen, wenn die Bohrkrone aus dem Bohrloch herausgezogen werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schwenkflügel (12, 13) an seiner radial aussen liegenden Seitenfläche (25', 26') mit einer in Bohrrichtung ansteigend geneigten Rückstell-Leiste (25, 26) versehen ist.

2. Schneckenbohrer mit Drehbohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der doppel-flügelförmige Meisselträger (4) an einer doppel-flügelförmigen Grundplatte (6) befestigt ist und dass die Enden von zwei Schraubenflächen (2, 2a) sich jeweils in einer schrägen Aufnahme-Schneide (4c') eines jeden Meisselträger-Flügels (4b, 4c) fortsetzen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schneckenbohrer mit Drehbohrkrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkflügel (12,13) unterhalb der von der Grundplatte (6) ausgehenden Schraubengänge (2, 2a) an der Grundplatte schwenkbar gelagert sind und die keilförmigen Räume zwischen den Schraubengängen und der Grundplatte im Bereich der Schwenklagerungen (14, 15) der Schwenkflügel durch keilförmige, sich axial und kreisbogenförmig erstreckende Blechwände (29, 30) gegen den Eintritt von Erdreich oder Gesteinsbrocken geschützt sind.

4. Schneckenbohrer mit Drehbohrkrone nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der doppel-flügelförmige Meisselträger (4) über mindestens zwei die Grundplatte (6) durchgreifende, das Drehmoment übertragende Bolzen (8, 9) lösbar und austauschbar mit der an der Schneckenbohrer-Achse (1) befestigten Grundplatte verbunden ist.