DE2824441C2

DE2824441C2 - Erdbohrer

Info

Publication number: DE2824441C2
Application number: DE2824441A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio/Tokyo Hoake; Motoo Ootomo
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1977-06-06
Filing date: 1978-06-03
Publication date: 1986-05-15
Also published as: JPS54905U; DE2824441A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Erdbohrer mit einer Schlammpumpe entsprechend der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Ein derartiger Erdbohrer ist nach der US-PS 52 507 bekannt. Für die Betriebsweise dieses Erdbohrers ist kennzeichnend, daß die durch die hohle Welle strömende Kühlflüssigkeit die Kolben-Zylinder-Einheit beaufschlagt, bevor sie weiter unten durch seitliche Austrittsöffnungen ausströmt und im Ringspalt zwischen der Bohrungswandung und dem Bohrgehäuse unter Mitnahme von Bohrklein in entgegengesetzter Richtung aufwärts strömt, um oben aus der Bohrungsöffnung auszutreten. Voraussetzung ist also, daß zunächst mittels der Erweiterungsmeißeln ein Bohrungsdurchmesser geschaffen wird, der größer als derjenige des Bohrgehäuses ist, so daß die Flüssigkeit auch tatsächlich im genannten Ringspalt aufwärts strömen kann. Für Bohrarbeiten unter Wasser eignet sich dieser Erdbohrer nicht, da die über der oberen Bohrlochkante stehende Wassermasse die vorgesehene Spülung behindern würde.

Andererseits ist von einem Unterwasserbohrer nach der DE-OS 22 34 611 eine im absenkbaren Bohrgehäuse ü5 angeordnete Schlammpumpe bekannt, die den abgesaugten Bohrschlamm über eine flexible Schiauchleitung an die Wasseroberfläche zu fördern gestattet. Für die Pumpe besteht ein elektrischer oder hydraulischer Antrieb über ein Bündel flexibler, mit dem Bohrgehäuse absenkbarer Leitungen. Innerhalb des Bohrgehäuses ist gleichfalls der Antrieb für das daraus schrittweise absenkbare Bohrwerkzeug vorgesehen, welches die Bohrmeißel slirnseitig trägt und von einem zentralen Kanal für die Absaugung des Bohrkleins durchsetzt ist, der stirnseitig mündet Eine über das Bohrwerkzeug hinausgehende Bohrlocherweiterung ist niermit nicht ru-öglich.

Ein absenkbares Bohrgehäuse mit zentraler Absaugung des mit Flüssigkeit vermischten Bohrkleins ist weiterhin nach der US-PS 13 50 059 bekannt, wobei die Schlammpumpe über die Bohrwelle von einem einzigen Motor zusammen mit dem Meißel angetrieben wird, ferner zählen Kombinationen eines Zentralmeißels mit Erweiterungsmeißeln zum Stand der Technik, so zum Beispiel nach der US-PS 11 88 001.

Vom einleitend genannten Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einem Erdbohrer eine Bodenausräumung im vorderen .Abschnitt der Bohröffnung vornehmen zu können, so daß sich diese Öffnung alsdann für Gründungskonstruktionen eignet, ohne daß dabei die gesamte Bohröffnung entsprechend erweitert werden solL Vor allem soll eine derartige Bohrung unter Wasser vorgenommen werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung dient der erfindungsgemäße Vorschlag entsprechend dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1, für den die Vorschläge der Unteransprüche 2 und 3 zweckmäßige Weiterentwicklungen darstellen.

Die Anordnung einer Schlammpumpe zusammen mit dem Bohrmeißelantrieb im Bohrgehäuse gestattet es, letztere mit abzusenken. In besonders zuverlässiger Weise lassen sich mit der den Zylinder und die Kolbenstange durchsetzenden Antriebswelle der zentrale Hauptmeißel einerseits sowie die eusschwenkbaren Erweiterungsmeißel andererseits betreiben, wobei dank der hohlen Ausbildung der Antriebswelle über die vordere Ansaugöffnung eine Absaugung vorgenommen werden kann. Die Verwendung eines separaten hydraulischen Kreislaufes zum Ausschwenken der Erweiterungsmeißel ermöglicht es, dies unabhängig vom Betrieb der Schlammpumpe mittels Spülflüssigkeit auszuführen.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf Ausführungsbeispiele bezeichnenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine mit dem erfindungsgemäßen Bohrer ausgeführte Erdbohrung.

F i g. 1 zeigt den Längsschnitt des erfindungsgemäßen Bohrers durch sein Bohrgehäuse. Ein Hauptmeißel bzw. ein Bohrkopf 2 befindet sich am stirnseitigen Ende der Welle 4, desgleichen eine Einlaßöffnung 1, während die Hauptwelle eine zentrale Bohrung derart besitzt, daß ein Eingangskanal für Schlamm einschließlich Erde und Sand, die durch die Bohrung des Hauptmeißels 2 abgetragen werden, gebildet wird. Die Hauptwelle 4 trägt weiterhin einen Hydraulikzylinder 5 auf der Rückseite des Hauptmeißels 2, und schließlich sind mit der Hauptwelle 4 noch Bodenerweiterungsmeißel 3 derart verbunden, daß sie sich mittels der Kolbenstange 6 nach außen öffnen lassen, wenn der Hydraulikzylinder 5 beaufschlagt wird. Der Hauptmeißel 2 und die Bodenerweiterungsmeißel 3 sind auswechselbar, um den jeweiligen Ansprüchen entsprechend gewählt werden zu kön-

Im Bohrgehäuse 23 erkennt man den Motor 12, der den Antrieb für die Hauptwelle 4 darstellt; um die Hauptwelle 4 können auch mehrere der Motoren 12 angeordnet sein. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Einheiten des Motors 12 vorgesehen, um ein ausreichendes Drehmoment zu erzeugen. Die Drehkraft wird auf die Hauptwelle 4 von den Motoren 12 durch den Eingriff zweier Antriebszahnräder 8 übertragen, von denen jedes mittels einer Antriebswelle 9 eines Reduziergetriebes 11 in einem Getriebegehäuse 7 vorgesehen ist, während ein Zahnrad 10 fest auf der Hauptwelle 4 angeordnet ist Selbstverständlich läßt sich die sich durch das Getriebegehäuse 7 erstreckende Hauptwelle dank der Lager 13 leicht drehen; die Hauptwelle 4 ist ferner nach außen mittels einer Wellendichtung 14 abgeschlossen, so daß kein Leckwasser eindringen kann.

Mit der hohlen Hauptwelle 4 steht eine Schlammpumpe 18 über eine Drehverbindung 17 am oberen Ende der Antriebswelle 4 in Verbindung, wobei die Drehverbindung 17 die sich drehende Hohlwelle 4 von dem fest an der Bohrlochsohle mittels eines Rückstoßverhinderers gehaltenen Bohrgehäuse 23 trennt Daher ist die Drehverbindung 17 an die Einlaßöffnung der Schlammpumpe 18 mittels eines Flansches fest angeschlossen; die Hauptwelle 4 ist von unten in die Drehverbindung 17 eingepaßt und dank des Lagers 16 drehbar; weiterhin sind wasserdichte Wellendichtungen 15 vorgesehen, die einen Austritt des durchlaufenden Schlammwassers verhindern. Die Förderöffnung der Schlammpumpe 18 ist an ein Pumprohr 21 angeschlossen, welches Ober eine Rohrstange 24 zur Oberfläche führt Die Schlammpumpe 18 wird mittels eines Motors 19 angetrieben, der gleichfalls die hydraulische Pumpe 20 antreibt. Die hydraulische Pumpe 20 erzeugt unter Druck stehendes Fluid für den Hydraulikzylinder 5, der je nach Beaufschlagung die der Betätigung der Bodenerweiterungsmeißel 3 dienende Kolbenstange 6 gebt oder senkt Ein Hydraulikt-Tnk 22 dient der Aufnahme des Arbeitsfluides der Hydraulikpumpe 20.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der in F i g. i dargestellten Ausführungsform veranschaulicht. Die Drehkraft der Motoren 12 wird mit ausreichender Stärke auf die Hauptwelle 4 durch die Reduziergetriebe 11 und die Zahnräder 8 und 10 übertragen, uir den Hauptmeißel 2 zum Zwecke der Herstellung der Bohrung zu drehen; die Bodenerweiterungsmeißel 3 dienen in ihrer dargestellten senkrechten Stellung der Bearbeitung der seitlichen Wandungen des hergestellten Bohrloches.

Erde und Sand werden nach der Ausbohrung mittels Wasser von der Schlammpumpe 18 über die Eingangsöffnung 1 in der Stirne des Hauptmeißels 2 in die hohle Hauptwelle 4 gepumpt, von wo aus sie dann durch das Pumpenrohr 21 end die Rohrstange 24 zur Oberfläche gefördert werden. Wenn die vorgesehene Bohrtiefe erreicht ist, wird die Kolbenstange 6 durch den hydraulischen Druck der Hydraulikpumpe 20 gehoben, woraufhin die Bodenerweiterungsmeißel 3 sich nach außen öffnen und spreizen, um ihrerseits zu bohren und die gewünschte Bodenerweiterung am Boden des Bohrloches t>o s'ornehmen.

Im Verlauf dieser Bohrarbeit werden Erde und Sand in ausgebohrtem Zustand sowie Wasser in gerader Richtung ^ur Einlaßöffnung der Schlammpumpe 18 durch die Bohrung in der Hohlwelle 4 gefordert; da dieser Eingangskana! geradlinig ist, werden die Gefahr einer Verstopfung des cinlaßkanals mit Schotter, Erde, Sand oder dergleichen sowie gleichfalls der Leitungsverlust verringert Auf diese Weise wird die Pumpleistung der Schlammpumpe auf einem hohen Wert gehalten, und dank dieser gesteigerten Kapazität beim Schlammpumpen kann die ausgebohrte Erde bzw. der ausgebohrte Sand vor dem Hauptmeißel 2 schneller entfernt werden, was schiießlich zur Steigerung der Bohrleistung überhaupt führt

Fig.2 zeigt den Längsschnitt einer mit dem erfindungsgemäßen Bohrer hergestellten Erdbohrung einschließlich der Erweiterungsöffnung 27 am Boden der zylindrischen Bohrung 26, wobei die Bohrung von der Oberfläche 25 niedergebracht worden ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Erdbohrer mit einer Schlammpumpe und einem Antrieb für einen Bohrmeißel, der aus einem zentra-Ien Hauptmeißel und seitlich ausschwenkbaren Erweiterungsmeißeln besteht, die mittels einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit betätigbar sind, welche am vorderen Ende eines in das Bohrloch nachlaßbaren Bohrgehäuses angeordnet ist, wobei eine hohle Welle zum Antrieb des Bohrmeißels vorgesehen ist, durch die eine Bohrflüssigkeit hindurchleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammpumpe (18) und der Bohrmeißelantrieb (12) in dem Bohrgehäuse (23) angeordnet sind, wobei die Antriebswelle (4) durch die Kolbenstange (6) und den Zylinder (5) der hydraulischen Einheit zum Betätigen der Erweiterungsmeißel (3) geführt ist und am vorderen Ende eine Ansaugöffnung (1) für die mit Bohrklein angereicherte Spülflüssigkeit aufweist, die mit der Drehachse der am oberen Ende der Antriebswelle (4) angeordneten Schlammpumpe (18) fluchtet, und daß die Erweiterungsmeißel (3) durch eine Aufwärtsverschiebung der Kolbenstange (6) der hydraulischen Einheit ausschwenkbar sind, wobei die hydraulische Einheit zum Verschwenken der Erweiterungsmeißel (3) in einen geschlossenen Kreislauf mit eigener Arbeitsflüssigkeit integriert ist

2. Erdbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich am oberen Teil des Bohrgehäuses (23) eine Hydraulikpumpe (20) und ein Hydraulikbehälter (22) für den geschlossenen Kreislauf mit eigener Arbeitsflüssigkeit befinden.

3. Erdbohrer nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpunve (20) für den geschlossenen Kreislauf mit eigener Arbeitsflüssigkeit an einen Antrieb (19) der Schlammpumpe (18) angeschlossen ist.