DE2219819C3 - Rotary drilling rig - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehbohrgerät mit einem Drehtisch, durch den eine Bohrspindel angetrieben und auf dem eine Schlageinrichtung mit einem Hammer angeordnet istThe invention relates to a rotary drilling device with a turntable through which a drilling spindle is driven and on which a striking device with a hammer is arranged

Je nach Art des Bodens, in welchem eine Bohrung erstellt werden soll, werden verschiedene Arten von Bohrgeräten verwendet. Zur Herstellung von Bohrungen in weichem Boden verwendet man vorzugsweise Bohrgeräte, welche auf das Bohrwerkzeug einen statischen Druck ausüben. Wenn das Bohrwerkzeug in Form einer Zange ausgebildet ist, kann dasselbe zusätzlich gegenüber einer mittleren Position hin- und herbewegt werden.Depending on the type of soil in which a hole is to be drilled, different types of Drilling rigs used. It is preferred to use for drilling holes in soft ground Drilling devices that exert static pressure on the drilling tool. When the drilling tool is in Is designed in the form of pliers, the same can also back and forth with respect to a middle position be moved.

Bei härteren Böden verwendet man Bohrgeräte, welche einen Teil aufweisen, der entweder mechanisch oder elektromagnetisch in Vibration versetzt wird. Die Oszillationen dieses vibrierenden Teiles können entweder rein vertikaler Natur sein oder mit Drehbewegungen kombiniert sein. Für härtere Böden verwendet man auch Bohrgeräte, bei welchen das Bohrwerkzeug reinen Drehbewegungen ausgesetzt ist. Derartige Bohrgeräte weisen einen Drentisch auf, welcher mit einer Bohrspindel "erbunden ist, an welchem die eigentlichen Bohrwerkzeuge befestigt sind. Das Absenken des drehbaren Teiles derartiger Bohrgeräte kann unter Umständen durch Beaufschlagung mit einer Druckkraft unterstützt werden.For harder soils, drilling rigs are used which have a part that is either mechanical or is vibrated electromagnetically. The oscillations of this vibrating part can either be of a purely vertical nature or be combined with rotary movements. Use for harder floors also drilling devices in which the drilling tool is exposed to pure rotary movements. Such drilling rigs have a Drentisch, which is connected to a drilling spindle, to which the actual Drilling tools are attached. The lowering of the rotatable part of such drilling equipment can under Circumstances are supported by the application of a compressive force.

Aus der OE-PS 1 95 868 ist ein Drehbohrgerät bekannt, bei welchem die Drehbewegung der Bohrspindel und die hin- und hergehende Bewegung der Schlageinrichtung mit dem Hammer über zwei koaxiale Nockenscheiben miteinander gekoppelt sind. Die Nockenscheiben haben je einen Kranz sägeartiger Zähne, die sich berühren, wobei jeweils die Zähne der sich mitdrehenden Nockenscheibe auf den Zähnen der festen Nockenscheibe gleiten. Die drehbare Nockenscheibe ist mit der Bohrspindel fest verbunden. Die Drehung um ihre Achse bewirkt daher gleichzeitig die hin- und hergehende Bewegung der Bohrspindel. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die hin- und hergehende Bewegung von den Profilen der Nockenscheiben abhängig ist und nicht verändert werden kann Weder die Frequenz noch die Amplitude der Bohrspindelschwingung kann unabhängig von der Drehung dei Bohrspindel auf bestimmte Betriebsverhältnisse einge stellt werden. Ein weiterer Nachteil dieser bekannter Konstruktion besteht darin, daß die Vibrationen dei Bohrspindel auf die gesamten Bauteile des Drehbohrge rätes übertragen werden, weil sich die Nocken dei beiden Nockenscheibem immer berühren.From OE-PS 1 95 868 a rotary drilling device is known in which the rotary movement of the drilling spindle and the reciprocating movement of the striking device with the hammer via two coaxial Cams are coupled to one another. The cam disks each have a saw-like rim Teeth that touch each other, with the teeth of the rotating cam disk on the teeth of the fixed cam. The rotatable cam disk is firmly connected to the drilling spindle. the Rotation around its axis therefore simultaneously causes the reciprocating movement of the drilling spindle. This Arrangement has the disadvantage that the reciprocating movement of the profiles of the cam discs is dependent and cannot be changed Neither the frequency nor the amplitude of the drill spindle vibration can be adjusted to certain operating conditions regardless of the rotation of the drilling spindle will be presented. Another disadvantage of this known construction is that the vibrations dei Drill spindle to be transferred to the entire components of the Drehbohrge advises because the cams are dei Always touch both cam disks.

Aus der DT-PS 5 83 916 ist ein Drehbohrgerä bekannt, bei welchem die Bohrspindel von einen Antrieb sowohl eine hin- und hergehende Bewegung ahFrom DT-PS 5 83 916 a Drehbohrgerä is known in which the drilling spindle of a Drive both a reciprocating motion ah

-, h eine Drehbewegung erhalten kann. Zu diesem 7 eck ist ein Schneckentrieb vorgesehen, durch dessen Schneckenrad die Bohrspindel in axialer Richtung läuft Die zugehörige Schnecke treibt über eine klauenkupplung ^mlt Sperrzähnen einen exzentrischen K beibolzen an, an dem ein die Bohrspindel haltendes ςΊ befestigt ist Jede Umdrehung der Schnecke ntsDricht daher einem Hin- und Rückgang der R hrspindel. Auch bei dieser Konstruktion lassen sich erschiedene hin- und hergehende Bewegungen und Drehbewegungen unabhängig voneinander während H Betriebes nicht einstellen. Ein Nachteil besteht Hn daß ein besonderes Gestängekopfstück in das ^hneckenrad eingesetzt werden muß, wenn sich die Bohrspindel nur hin- und herbewegen, also nicht drehen oll Der ganze Bohrbetrieb muß daher für den Umbau „nterbrochen werden.-, h can receive a rotary motion. A worm drive is provided for this corner, through the worm wheel of which the drilling spindle runs in the axial direction. The associated worm drives ^{an eccentric K pin through a claw coupling with} ratchet teeth, to which a ςΊ holding the drilling spindle is attached - and decrease of the agitator spindle. With this construction, too, various back and forth movements and rotary movements cannot be set independently of one another during H operation. A disadvantage is that a special linkage head piece has to be inserted into the worm gear if the drilling spindle only moves back and forth, i.e. not rotating or the entire drilling operation must therefore be interrupted for the conversion.

Aus der US-PS 25 54 005 ist ein Drehbohrgerät bekannt bei dem die Vorrichtungen für die Erzeugung ?iner drehenden und hin- und hergehenden Bewegung der Bohrspindel in der Bohrspindel selbst angeordnet nd Diese Vorrichtungen befinden sich mit der Rohrsoindel entsprechend der herzustellenden Bohrung ft in großer Tiefe, so daß sie schlecht zugänglich sind. Resonders nachteilig bei dieser Konstruktion ist es, daß für den Einbau der Vorrichtungen nur ein der Rohrspindel entsprechender geringer Querschnitt zur Verfügung steht, so daß die Einrichtungen in ihrer Ausführung räumlich stark begrenzt sein müssen. Derartige Konstruktionen werden durch die engen räumlichen Einbauverhältnisse nicht nur sehr kompliziert sondern die mit ihnen erzielbaren Leistungen sind durch die räumliche Begrenzung, beispielsweise der Unwuchtmassen, begrenzt. Dieses Drehbohrgerät kann daher nur bei bestimmten weichen Böden angewandt werden und ist nicht universell verwendbar. ■From US-PS 25 54 005 a rotary drilling rig is known in which the devices for the generation A rotating and reciprocating movement of the drilling spindle is arranged in the drilling spindle itself nd These devices are located with the pipe stem according to the bore to be produced ft at a great depth so that they are difficult to access. It is particularly disadvantageous in this construction that for the installation of the devices only a small cross-section corresponding to the pipe spindle Is available, so that the facilities must be spatially very limited in their execution. Such constructions are not only very complicated due to the tight spatial installation conditions but the achievements that can be achieved with them are due to the spatial limitation, for example the Unbalanced masses, limited. This rotary drilling rig can therefore only be used on certain soft soils and is not universally applicable. ■

Aus der US-PS 3190 369 ist ein Drehbohrgerat bekannt bei dem ein Getriebegehäuse mit dem Getriebe für die Erzeugung der Drehbeweung der Bohrspindel unmittelbar starr mit einem Gehäuse verbunden ist, in dem sich eine Senkeinrichtung fur die Erzeugung von axialen Schlagen in der Bohrspinde befindet Diese Anordnung hat den Nachteil, daß auf sämtliche die Bohrspindel antreibenden Vurnchtungsteile die harten Schläge der Schlageinrichtung einwirken Eine solche Vorrichtung unterliegt daher rauhen Betriebsverhältnissen und muß, um eine günstige Lebensdauer zu bekommen, sehr robust ausgeführtFrom US-PS 3190 369 a rotary drill is known in which a gear housing with the gear for generating the rotary motion of the Drilling spindle is directly rigidly connected to a housing in which there is a lowering device for the Generation of axial blows is located in the drill spindle. This arrangement has the disadvantage that on all the Vurnchtungsteile driving the drill spindle the hard blows of the impact device act Such a device is therefore subject to harsh operating conditions and must, in order to have a favorable one To get service life, made very robust

^WeDie"bisher bekannten Bohrgeräte können für die verschiedensten Arten von Böden nicht immer verwendet werden. Während der Durchführung einer Bohrung mußte ein bekanntes Bohrgerät ferner des öfteren ausgewechselt werden, wenn eine Veränderung der Erdschichten stattfand. Dadurch wird naturgemäß der Arbeits- und Geräteaufwand für die Herstellung einer Bohrung sehr stark erhöht. Einzelne der bekannten Bohrgeräte sind ferner relativ schwer und voluminös, so daß ein starker Antrieb notwendig ist. ^We "hitherto known drilling devices can not always be used for the most varied of types of soil. During the execution of a drilling a known drilling device also had to be replaced frequently if a change in the soil layers took place Production of a borehole increased very much.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bohrgerät zu schaffen, daß die oben genannten Nachteile nicht aufweist und das zur Herstellung von Bohrlöchern in Böden verschiedenster Natur gee.gnetAccordingly, it is an object of the present invention to provide a drilling apparatus such as those mentioned above Does not have any disadvantages and is suitable for making boreholes in soils of the most varied of nature

ist.is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schlageinrichtung als Vibrationseinrichtung ausgebildet ist, welche mit dem Hammer und einer an der BohrsDindel befestigten Abstützung verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that the impact device is used as a vibration device is formed, which is connected to the hammer and a support attached to the drilling spindle.

welche elastisch auf dem Drehtisch gelagert und gegenüber der die Bohrspindel drehbar ist.which is elastically mounted on the turntable and opposite which the drilling spindle is rotatable.

Der Antriebsmotor kann an den Drehtisch angenähert werden, weil die verschiedenen Antriebselemente voneinander entkuppelt sind.The drive motor can be brought closer to the turntable because of the various drive elements are decoupled from each other.

Die Bohrspindel ist vorzugsweise gegenüber dem Drehtisch vertikal verschiebbar, so daß die Bohrspindel einzig und allein durch Schlagkräfte oder einen statischen Druck verschoben wird, ohne daß sie im Hinblick auf eine Drehung angetrieben wird. Die beiden Bewegungen einer axialen Verschiebung und einer Rotation können ebenfalls kombiniert werden.The drilling spindle is preferably vertically displaceable with respect to the turntable, so that the drilling spindle is displaced solely by impact forces or static pressure, without it being in the With a view to being driven to rotate. The two movements of an axial displacement and one Rotation can also be combined.

Die Vibrationseinrichtungen sind zweckmäßigerweise mit der Bohrspindel oder dem Drehtisch über eine Scheibe verbunden, welche zwischen der Vibrationseinrichtung und dem Drehtisch elastisch aufgehängt ist. Durch geeignete Wahl der Federeigenschäften der Halterungsfedern kann erreicht werden, daß die Eigenfrequenz dieser Elemente wesentlich unterhalb der Vibrationsfrequenz liegt. Dadurch kann vermieden werden, daß die Vibrationen auf die verschiedenen Innen- und Außengewinde übertragen werden, welche die verschiedenen Elemente miteinander verbinden.The vibration devices are expediently connected to the drilling spindle or the turntable via a Disc connected, which is elastically suspended between the vibration device and the turntable. By suitable choice of the spring properties of the retaining springs it can be achieved that the Natural frequency of these elements is significantly below the vibration frequency. This can avoid be that the vibrations are transmitted to the various internal and external threads, which connect the different elements together.

Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigtThe invention will now be explained and described in more detail using an exemplary embodiment, reference being made to the drawing. It shows

F i g. 1 eine seitliche Ansicht des auf einem Fahrzeug befestigten erfindungsgemäßen Bohrgerätes.undF i g. 1 is a side view of the on a vehicle attached Bohrgerätes.und

F i g. 2 eine Schnittansicht eines Teiles des in F i g. 1 dargestellten Bohrgerätes.F i g. FIG. 2 is a sectional view of part of the FIG. 1 shown drilling rig.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Bohrgerät gemäß der Erfindung, welchem auf einem Fahrzeug 1 angebracht ist. Dieses Fahrzeug 1 ist mit einer hydraulischen Pumpeneinheit 2 versehen, welches vom Motor des Fahrzeuges 1 angetrieben ist. Das Fahrzeug 1 weist ferner ein Steuerpult 3 auf, von welchem Steuerbefehle in Form von größtenteils elektrischen Signalen abgegeben werden. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit, das Bohrgerät fernzusteuern bzw. dessen Steuerung zu automatisieren. Das Fahrzeug 1 weist ferner einen hydraulischen Hebebock 4 auf, mit welchem das Bohrgerät aus einer gestrichelt dargestellten Transportposition in eine mit ausgezogenen Linien dargestellte Arbeitsposition geschwenkt werden kann. Der hydraulische Hebebock 4 ist an seinem unteren Ende in einem Gelenk 5 gelagert, während die Kolbenstange 6 an einem Ansatz 7 gelagert ist, welcher einen Teil des Mastes 8 für das Bohrgerät 9 selbst bildet. Der Ansatz ist über einen hydraulischen Heber 10 mit einem Hebel 11 verbunden, der an einem Ansatz 12 des Mastes angelenkt ist.Fig. 1 shows schematically a drilling device according to the Invention which is mounted on a vehicle 1. This vehicle 1 is hydraulic Pump unit 2, which is driven by the engine of vehicle 1, is provided. The vehicle 1 has furthermore a control panel 3, from which control commands are issued in the form of mostly electrical signals will. This makes it possible to remotely control the drilling device or to control it automate. The vehicle 1 also has a hydraulic jack 4, with which the Drilling device from a transport position shown in dashed lines into one shown with solid lines Working position can be swiveled. The hydraulic jack 4 is in one at its lower end Joint 5 mounted, while the piston rod 6 is mounted on a projection 7 which is part of the Mast 8 for the drill 9 itself forms. The approach is via a hydraulic jack 10 with a lever 11 connected, which is hinged to a projection 12 of the mast.

Der Ansatz 7 und der Hebel 11 sind mit Rollen 13,14 versehen, über welche ein Zugseil 15 abrollt, das zu einer an dem Fahrzeug 1 befestigten Winde 16 führt. An dem Fahrzeug 1 ist ferner ein hydraulischer Heber vorgesehen, an dessen Kolbenstange eine Blockiereinrichtung 18 befestigt ist, mit welcher das Bohrgestänge 19 und die nicht dargestellten Bohrwerkzeuge blockiert vv erden können.The approach 7 and the lever 11 are with rollers 13,14 provided, over which a pull rope 15 rolls, which leads to a winch 16 attached to the vehicle 1. To the Vehicle 1 is also provided with a hydraulic jack with a locking device on its piston rod 18 is attached, with which the drill rod 19 and the drilling tools, not shown, blocked be able to ground.

Am oberen Ende des Mastes 8 ist eine Rolle vorgesehen, in deren Rinne ein Seil 21 bzw. eine Kette läuft, die bei 24 an dem Bohrgerät befestigt ist. Das Seil 21 ist fernerhin über eine oder mehrere Rollen geführt, die an einem an dem Fahrzeug 1 befestigten Ansatz 23 gelagert sind.At the upper end of the mast 8 a roller is provided, in the channel of which a rope 21 or a chain which is attached at 24 to the drill rig. The rope 21 is also over one or more pulleys guided, which are mounted on an attachment 23 attached to the vehicle 1.

Das eigentliche Bohrgerät 9 besteht gemäß F i g. 2 aus einem Drehtisch 25, welcher ein Gehäuse 26 aufweist, in welchem ein Zahnrad 27 gelagert ist. Dieses ZahnradThe actual drilling device 9 consists according to FIG. 2 from a turntable 25, which has a housing 26, in which a gear 27 is mounted. This gear

kämmt mit einem entsprechenden Zahnritzel 28, dessen mit Hilfe von Wälzlagern 30 gelagerte Welle 29 von einem hydraulischen Motor 3t mit axialen Kolben und veränderlichem Hubraum angetrieben ist. Dieser hydraulische Motor 31 wird von einer nicht dargestellten Pumpe angetrieben, die ebenfalls einen veränderlichen Hubraum aufweist. Die Hubräume sowohl der Pumpe als auch des hydraulischen Motors 31 können mit Hilfe eines einzigen Steuerorganes ferngesteuert werden, so daß sich ein sehr großer steuerbarer Drehzahlbereich ergibt, wobei die maximale Leistung des Hauptmotors, — d. h. des Motors des Fahrzeuges 1, — voll ausgenützt wird.meshes with a corresponding pinion 28, the shaft 29 of which is supported by roller bearings 30 a hydraulic motor 3t with axial pistons and variable displacement. This hydraulic motor 31 is driven by a pump, not shown, which is also a variable Has cubic capacity. The displacements of both the pump and the hydraulic motor 31 can can be remotely controlled with the help of a single control element, so that a very large controllable Speed range results, with the maximum power of the main engine, - d. H. the engine of the vehicle 1, - is fully used.

Innerhalb der Hohlweile 32 des Zahnrades 27, welche mit Hilfe von Wälzlagern 36 in dem Drehtisch 25 gelagert ist, ist eine ebenfalls hohle Bohrspindel 33 hindurchgeführt. Diese Bohrspindel 33 weist entlang ihrem äußeren Umfang Stege 34 auf, welche mit entsprechenden, an der Innenseite der Hohlwelle 32 angeordneten Stegen 35 in Eingriff gelangen: die Bohrspindel 33 kann somit sowohl in bezug auf das Zahnrad 27 und damit den Drehtisch 25 in axialer Richtung verschoben als auch über die Zahnräder 27,28 in Rotation versetzt werden.Inside the hollow shaft 32 of the gear wheel 27, which with the aid of roller bearings 36 in the turntable 25 is mounted, a likewise hollow drilling spindle 33 is passed through. This drilling spindle 33 points along their outer circumference webs 34, which with corresponding, on the inside of the hollow shaft 32 Arranged webs 35 come into engagement: the drilling spindle 33 can thus both with respect to the Gear 27 and thus the turntable 25 are displaced in the axial direction as well as via the gear wheels 27, 28 be set in rotation.

Die Bohrspindel 33 ist mit Hilfe von Wälzlagern 39 innerhalb einer Hülse 37 einer Scheibe 38 gelagert. Für diese Wälzlager 39 müssen derartige Lager verwendet werden, mit welchen die verschiedensten Beanspruchungen in Form von Vibration- oder Hammerschlägen übertragen werden können. Die Scheibe 38, welche den vertikalen Verschiebungen der Bohrspindel 33 folgt, weist eine Reihe von Bohrungen 40, 41 auf, welche entlang dem Umfang der Hülse 37 verteilt sind. In vier Bohrungen 40 sind Stangen 42 gelagert, welche nach unten hin in Ausnehmungen 43 des Gehäuses 26 des Drehtisches 25 hineinragen, während an den oberen Enden dieser Stangen 42 Anschlageiemente 44 befestigt sind. Um die oberen und unteren Enden der Stangen 42 sind Gummipuffer 45 befestigt. Die axialen Bewegungen der Scheibe 38 werden durch die Ränder 43a und 44a der Ausnehmungen 43 bzw. der Anschlagelemente 44 beschränktThe drilling spindle 33 is mounted within a sleeve 37 of a disk 38 with the aid of roller bearings 39. for these roller bearings 39 must be used with such bearings, with which the most varied of stresses can be transmitted in the form of vibration or hammer blows. The disk 38, which the vertical displacements of the drilling spindle 33 follows, has a series of bores 40, 41, which are distributed along the circumference of the sleeve 37. In four bores 40 rods 42 are mounted, which after protrude down into recesses 43 of the housing 26 of the turntable 25, while at the top Ends of these rods 42 stop elements 44 are attached. Around the upper and lower ends of the rods 42 rubber buffers 45 are attached. The axial movements of the disc 38 are controlled by the edges 43a and 44a the recesses 43 or the stop elements 44 limited

In den vier Bohrungen 41 sind die unteren Enden von Stangen 46 eingeschraubt, um welche jeweils eine Schraubenfeder 47 angeordnet ist, deren Federkonstante gegenüber der der Gummipuffer 45 unterschiedlich ist. Die Schraubenfedern 47 arbeiten als Zug- und Druckfedern und sind derart gelagert, daß die Neigung der einzelnen Windungen von zwei nebeneinander liegenden Schraubenfedern 47 unterschiedlich ist. Die einzelnen Schraubenfedern 47 sind auf der einen Seite in an der Scheibe 38 befestigten Ringen 48 und auf der anderen Seite in an einem Gehäuse 52 befestigten Ringen 49 gelagert, wobei das Gehäuse 52 Teil einer Vibrationseinrichtung 50 ist Das Gehäuse 52 ist ebenfalls mit Ringen 51 versehen, durch welche die Stangen 46 hindurchgeführt und mit Hilfe von MutternIn the four bores 41, the lower ends of rods 46 are screwed, around which one Helical spring 47 is arranged, the spring constant of which is different from that of the rubber buffer 45 is. The coil springs 47 work as tension and Compression springs and are mounted in such a way that the inclination of the individual turns of two next to each other lying coil springs 47 is different. The individual coil springs 47 are on one side in rings 48 attached to the disk 38 and attached to a housing 52 on the other side Rings 49 mounted, the housing 52 being part of a vibration device 50. The housing 52 is also provided with rings 51 through which the rods 46 are passed and with the help of nuts

53 fixiert sind. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen der Vibrationseinrichtung 50 und der Scheibe 38 eingestellt werden.53 are fixed. In this way, the distance between the vibrating device 50 and the disc 38 can be set.

Die Vibrationseinrichtung 50 besteht im wesentlichen aus zwei innerhalb des Gehäuses 52 parallel zueinander angeordneten mit Unwuchten 56,57 versehenen Wellen 54, 55. welche gegenläufig rotieren. Die beiden WellenThe vibration device 50 consists essentially of two parallel to each other within the housing 52 arranged with unbalances 56,57 provided shafts 54, 55 which rotate in opposite directions. The two waves

54 und 55 werden von einem oder zwei hydraulischen Motoren angetrieben, welche mechanisch miteinander gekoppelt sind. Die Drehzahl dieser hydraulischen Motoren kann sehr fein reguliert werden. Die Form der Unwuchten 56, 57 ist derart gewählt, daß bei einem vorgegebenen Gewicht und minimalen Abmessungen der Vibrationseinrichtung 50 ein maximales konetisches Moment auftritt. Die beiden Unwuchten 56,57 bestehen dabei aus Stahlträgern, in welchen symmetrisch zur Oszillationsachse kleine Zylinder eines sehr schweren Metalles, — beispielsweise Wolfram-Carbid oder Uranium — angeordnet sind. Aufgrund einer derartigen Anordnung der Vibrationseinrichtung 50 und der54 and 55 are driven by one or two hydraulic motors which are mechanically connected to each other are coupled. The speed of these hydraulic motors can be regulated very finely. The shape of the Unbalances 56, 57 is chosen so that with a given weight and minimal dimensions the vibration device 50 a maximum conical moment occurs. The two imbalances 56.57 exist it consists of steel girders in which small cylinders of a very heavy one are symmetrical to the axis of oscillation Metal - for example tungsten carbide or uranium - are arranged. Because of such Arrangement of the vibration device 50 and the

ίο Bohrspindel 33 ergibt sich, daß die Vibrationsrichtung der Vibrationseinrichtung 50 parallel zur vertikalen Achse der Bohrspindel 33 verläuft, so daß die Vibrationsbewegungen maximal ausgenützt werden.ίο drilling spindle 33 results that the direction of vibration the vibration device 50 runs parallel to the vertical axis of the drilling spindle 33, so that the Vibration movements are used to the maximum.

Im unteren Teil 58 des Gehäuses 52, welche mit Hilfe von Versteifungsblechen 59 verstärkt ist, ist mit Hilfe eines Feingewindes ein Hammer 60 eingeschraubt, welcher die Schlageinrichtung bildet. Dieser Hammer 60 kann mit Hilfe eines im oberen Teil der Vibrationseinrichtung 50 angeordneten hydraulischenIn the lower part 58 of the housing 52, which with the help is reinforced by stiffening plates 59, a hammer 60 is screwed in with the help of a fine thread, which forms the striking device. This hammer 60 can with the help of one in the upper part of the Vibrating device 50 arranged hydraulic

ίο Motor 61 in Drehbewegung versetzt werden. Der hydraulische Motor 61 ist mit einer einen Keil 63 aufweisenden Welle 62 versehen, welche vertikal zur Verlängerung der Achse der Bohrspindel 33 verläuft.ίο Motor 61 can be set in rotation. the hydraulic motor 61 is provided with a shaft 62 having a key 63 which is vertical to the Extension of the axis of the drilling spindle 33 runs.

Der Kopf 64 des Hammers 60 ist in einem Hohlraum 65 gelagert, der am oberen Ende der Bohrspindel 33 angeordnet ist. Dieser Kopf 64 des Hammers 60 ist mit einem ringförmigen Flansch 66 versehen. Aufgrund der Welle 62 kann der Abstand zwischen der Aufschlagfläche 64a des Hammers 64 und dem wenigstens zum Teil mit einer Metallschicht 67 bedeckten Boden des Hohlraumes 65 eingestellt werden.The head 64 of the hammer 60 is mounted in a cavity 65 which is at the upper end of the drilling spindle 33 is arranged. This head 64 of the hammer 60 is provided with an annular flange 66. Due to the Shaft 62 can be the distance between the striking surface 64a of the hammer 64 and the at least partially with a metal layer 67 covered bottom of the cavity 65 can be set.

Falls der Hammer 60 genügend nah der Metallschicht 67 angeordnet ist ergibt sich ein regelmäßiger Schlag, wodurch die Bohrspindel 33 mit dem Bohrgestänge 19 und dem eigentlichen Bohrwerkzeug nach abwärts gedrückt wird. Da jedoch die Gummipuffer 45 eine relativ große Elastizität im Vergleich zu den Schraubenfedern 47 der Vibrationseinrichtung 50 aufweisen und da die Eigenfrequenz der gesamten Anordnung im Vergleich zur Frequenz der Vibrationseinrichtung 50 relativ gering ist, wird nur ein sehr geringer Teil der Vibrationen auf das Gehäuse 26 des Drehtisches 25 übertragen.If the hammer 60 is arranged sufficiently close to the metal layer 67, the result is a regular blow, whereby the drill spindle 33 with the drill rod 19 and the actual drilling tool downwards is pressed. However, since the rubber buffers 45 have a relatively large elasticity compared to the coil springs 47 of the vibration device 50 and since the natural frequency of the entire arrangement in Compared to the frequency of the vibration device 50 is relatively low, only a very small part of the Vibrations are transmitted to the housing 26 of the turntable 25.

Der obere Teil 68 des Hohlraumes 65, welcher von dem Kopf 64 des Hammers 60 abgedeckt wird, ist mit einer Metallschicht 69 versehen. Man kann demzufolge Schläge erzeugen, die nach oben gerichtet sind, indem der ringförmige Flansch 66 des Hammers 60 auf der Metallschicht 69 zum Aufschlagen gelangtThe upper part 68 of the cavity 65, which is covered by the head 64 of the hammer 60, is with a metal layer 69 is provided. You can therefore generate blows that are directed upwards by the annular flange 66 of the hammer 60 hits the metal layer 69

Am unteren Teil der Bohrspindel 33, welcher zum Anschluß eines Bohrgestänges 19 bzw. des Bohrwerkzeuges mit einem geeigneten Innengewinde 70 versehen ist ist ein Drehgelenk 71 angeordnet welches mit einer Bohrung 72 versehen ist die fluchtend mit einer Bohrung 73 der Bohrspindel 33 gebracht werden kann Durch diese Bohrung 72 kann eine geeignete Befestigungsflüssigkeit eingebracht werden. Das Drehgelenk 71 ist mit Hilfe eines elastischen Blockes 74 an einem Verbindungselement 75 gelagert welches Teil des Gehäuses 26 des Drehtisches 25 ist.At the lower part of the drilling spindle 33, which is used to connect a drill rod 19 or the drilling tool is provided with a suitable internal thread 70, a swivel joint 71 is arranged which with a A bore 72 is provided which can be brought into alignment with a bore 73 in the drilling spindle 33 A suitable fastening fluid can be introduced through this bore 72. The swivel joint 71 is supported by means of an elastic block 74 on a connecting element 75 which is part of the Housing 26 of the turntable 25 is.

Es ist einleuchtend, daß alle gewöhnlich durchzuführenden Arbeitsabläufe für verschiedenste Arten vor Bohrgeräten mit Hilfe eines derartigen Bohrgerätes durchgeführt werden können.It stands to reason that all are ordinarily done Workflows for various types of drilling equipment with the aid of such a drilling equipment can be carried out.

Wenn die Vibrationseinrichtung 50 gegenüber der Stange 46 blockiert ist und wenn der Hammer 64 innerhalb des Hohlraumes 65 der Bohrspindel 33 in eine derartige Position gebracht wird, in welcher dieWhen the vibration device 50 is blocked with respect to the rod 46 and when the hammer 64 is brought within the cavity 65 of the drilling spindle 33 in such a position in which the

Oszillationen der Vibrationseinrichtung 50 den Hammer 64 weder in Berührung mit der Metallschicht 67 noch mit der Metallschicht 69 bringen, ergeben sich reine Vibrationen, welche über die Stangen 64 die Elemente 37 und 38 und die Wälzlager 39 auf die Bohrspindel 33 übertragen werden. Diese Vibrationen können in manchen Fällen ausreichend sein, um das Einbringen eines Werkzeuges in den Boden zu gewährleisten.Oscillations of the vibrator 50 neither make contact with the metal layer 67 nor the hammer 64 bring with the metal layer 69, pure vibrations result, which over the rods 64 the elements 37 and 38 and the roller bearings 39 are transferred to the drilling spindle 33. These vibrations can be in In some cases it may be sufficient to ensure that a tool can be inserted into the ground.

Ohne wesentliche Umstellungen kann ebenfalls eine Bohrung innerhalb des Bodens durch einfache Rotation der Bohrspindel 33 oder durch kombinierte Schläge des Hammers 60 auf die Bohrspindel 33 hergestellt werden, wobei zusätzlich Vibrationen überlagert werden können. Es können jedoch ebenfalls Bohrungen hergestellt werden, indem Vibrations- und Druckkräfte ausgeübt werden, ohne daß ilabei eine Drehung des Bohrwerkzeuges stattfindet.A hole can also be drilled in the floor by simple rotation without any major changes the drilling spindle 33 or by combined blows of the hammer 60 on the drilling spindle 33, whereby vibrations can also be superimposed. However, holes can also be made by applying vibratory and compressive forces without causing a rotation of the drilling tool takes place.

Es ergibt sich somit, daß mit Hilfe eines derartigen Bohrgerätes die verschiedenen Bohrvorgänge durchgeführt werden können. Aufgrund der Ränder 43a und 44; wird die Vibrationseinrichtung 50 im übrigen gegen zi große statische Druckkräfte geschützt.It thus follows that the various drilling operations are carried out with the aid of such a drilling device can be. Because of the edges 43a and 44; the vibration device 50 is otherwise against zi large static compressive forces protected.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

»»9 616/1!»» 9 616/1!

Claims (14)

22 IS Patentansprüche: ^^22 IS claims: ^^ 1. Drehbohrgerät mit einem Drehtisch, durch den eine Bohrspindel angetrieben und auf dem eine Schlageinrichtung mit einem Hammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlageinrichtung als Vibrationseinrichtung (50) ausgebildet ist, welche mit dem Hammer (60) und einer an der Bohrspindel (33) befestigten Abstützung verbunden ist, welche elastisch auf dem Drehtisch (25) gelagert und gegenüber der die Bohrspindel (33) drehbar ist1. Rotary drilling rig with a turntable through which a drilling spindle is driven and on one Impact device is arranged with a hammer, characterized in that the Impact device is designed as a vibration device (50), which with the hammer (60) and a support attached to the drilling spindle (33) is connected, which is elastic on the turntable (25) and with respect to which the drilling spindle (33) is rotatable 2. Drehbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinrichtung (50) zur Erzeugung von Vibrationsbewegungen ausgebildet ist, welche parallel zur Achse der Bohrspindel (33) verlaufen.2. Rotary drilling device according to claim 1, characterized in that the vibration device (50) is designed to generate vibratory movements which run parallel to the axis of the drilling spindle (33) . 3. Drehbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrspindel (33) in bezug auf den Drehtisch (25) axial verschiebbar ist.3. Rotary drilling device according to claim 1, characterized in that the drilling spindle (33) in relation is axially displaceable on the turntable (25). 4. Drehbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung mit einer Scheibe (38) versehen ist, welche über Wälzlager (39) mit der Bohrspindel (33) verbunden ist und wenigstens eine Auflagefläche für elastische Elemente aufweist.4. Rotary drilling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support with a disk (38) is provided, which is connected to the drilling spindle (33) via roller bearings (39) and has at least one support surface for elastic elements. 5. Drehbohrgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinrichtung (50) über elastische Elemente mit der Scheibe (38) verbunden ist.5. Rotary drilling device according to claim 4, characterized in that the vibration device (50) is connected to the disk (38) via elastic elements. 6. Drehbohrgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillation der Vibrationseinrichtung (50) und des Hammers (60) auf eine Frequenz oberhalb der Eigenfrequenz des Drehtisches (25) und der dazugehörigen Elemente abgestellt ist.6. Rotary drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the oscillation the vibration device (50) and the hammer (60) to a frequency above the natural frequency the turntable (25) and the associated elements is turned off. 7. Drehbohrgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bewegung der Abstützung auf dem Drehtisch (25) durch Anschlagflächen begrenzt ist.7. Rotary drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the axial Movement of the support on the turntable (25) is limited by stop surfaces. 8. Drehbohrgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Virbrationseinrichtung (50) durch Stangen (46) gegenüber der Scheibe (38) geführt ist und daß die Vibrationseinrichtung (50) durch diese Stangen gehalten ist.8. Rotary drilling device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the vibration device (50) is guided by rods (46) opposite the disc (38) and that the vibration device (50) is held by these rods. 9. Drehbohrgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Hammer (60) und dessen Aufschlagflächen an der Bohrspindel (33) einstellbar ist.9. Rotary drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance adjustable between the hammer (60) and its impact surfaces on the drilling spindle (33) is. 10. Drehbohrgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (60) mit Hilfe eines Feingewindes an der Vibrationseinrichtung (50) befestigt ist, die mit einer Gewindebohrung versehen ist, in welcher ein entsprechendes Gewindestück des Hammers (60) angeordnet ist, der mit Hilfe einer Welle (62) in Drehung versetzbar ist.10. Rotary drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the hammer (60) is attached to the vibration device (50) with the aid of a fine thread, which is connected to a Threaded hole is provided in which a corresponding threaded piece of the hammer (60) is arranged, which can be set in rotation with the aid of a shaft (62). 11. Drehbohrgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Bohrspindel (33) in einen Hohlraum (65) übergeht, in welchen der Hammer (60) hineinragt.11. Rotary drilling rig according to one of the preceding Claims, characterized in that the upper end of the drilling spindle (33) into a cavity (65) passes into which the hammer (60) protrudes. 12. Drehbohrgerät nach Anspruch 5 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Scheibe (38) mit dem Gehäuse (52) der Vibrationseinrichtung (50) verbindenden elastischen Elemente Schraubenfedern (47) sind, bei denen die Neigung einzelner Windungen nebeneinander liegender Schraubenfedern (47) entgegengesetzt ist.12. Rotary drilling device according to claim 5 or 11, characterized in that the disc (38) with the housing (52) of the vibration device (50) connecting elastic elements coil springs (47) are, in which the inclination of individual turns of helical springs lying next to one another (47) is opposite. 13. Drehbohrgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Drehbewegung der Bohrspindel (33) ein hydraulischer Motor mit veränderlichem Hubraum ist13. Rotary drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive a hydraulic motor with variable displacement for the rotary movement of the drilling spindle (33) is 14. Drehbohrgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß die die Scheibe (38) und den Drehtisch (25) verbindenden elastischen Elemente aus einer Mehrzahl von stoßdämpfenden Scheiben aus Gummi bestehen.14. Rotary drilling device according to claim 5 or 6, characterized in that the disc (38) and elastic members interconnecting the turntable (25) from a plurality of shock absorbing ones Discs are made of rubber.