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Greifbohrer zur Herstellung von senkrechten Löchern Im Erdreich oder
mittelharten Gestein werden Greifbohrer verwendet, welche in einem Bock oder einem
Bohrturm an einem Zugmittel aufgehängt sind. Durch Ausklinken des mit einem Haspel
verbundenen Zugmittels graben sich die Schaufeln unter dem Fallgewicht des gesamten
Gerätes in das Erdreich ein. Zur Steuerung der Greiferschaufeln hat man vorgeschlagen,
im unteren Teil des Gerätes einem Zylinder vorzusehen, in welchem ein durch. Druckmittel
beaufschlagter Kolben geführt ist, dessen. Kolbenstange über Knie- bzw. Winkeilhebel
mit den Greifern verbunden ist. Durch Beaufschlagung des Steuerzylinders mit einem
gasförmigen oder flüssigen Druckmittel wurden in der jeweils gewünschten Weise die
Greiferschaufeln geöffnet oder geschlossen. Das Auf- und Abwärtsbewegen des Gesamtgerätes
mittels einer Winde oder eines Flaschenzuges ist gerade bei Bohrlöchern von verhältnismäßig
geringer Tiefe sehr zeitraubend. Ein weiterer bedeutender Nachteil dieser bekannten
Geräte liegt darin, daß die Bedienung der Winde bzw. eines Haspels sehr viel Geschicklichkeit
erfordert. Trotzdem sind infolge der unvermeidlichen Unsicherheit der Steuerung
erhebliche Betriebsstörungen die Folge.
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Bedienungsweise und Leistung werden erfindungsgemäß dadurch verbessert,
daß der obere Teil des Gerätes durch einen im Durchmesser klein bemessenen, druckmittelbeaufschlagten
Hubzylinder größerer Länge gebildet ist, welcher mit großen
Entlastungsöffnungen
versehen ist, und daß die Kolbenstange des Hubzylinders mit den Zugmitteln zum Aufhängen
ausgerüstet ist. Als Druckmedium wird vorzugsweise Druckluft verwendet. Der Triebmittelverbrauch
ist verhältnismäßig gering, so daß die Leistung des Hubzylinders lediglich zum Anheben
des Greifbohrers auszureichen braucht. Die Länge des Zylinders wird jedoch so groß
bemessen, daß bei Löchern geringer Tiefe der Hubzylinder zum Anheben und Absenken
der Gesamtvorrichtung ausreicht. Von Bedeutung ist beim Vorschlag nach der Erfindung,
daß ausschließlich mit Hilfe des Hubzylinders das Fallgewicht des Greifbohrers bestimmt
werden kann. Die mit dem Zugmittel verbundenen Winden, Flaschenzüge od. dgl. werden
dadurch vor besonders harter stoßweiser Belastung geschützt.
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Bei der Herstellung von Löchern größerer Tiefe, also solchen, die
über das Hubmaß des Zylinders hinausgehen, wird zunächst mittels des Seilzuges,
Flaschenzuges od. dgl. das Bohrgerät auf eine bestimmte Höhe gebracht, worauf dann
der Hubzylinder plötzlich entlüftet wird und das Gerät unter dem Eigengewicht auf
die Bohrlochsohle aufschlägt. Mit dem Greifbohrer nach der Erfindung durchgeführte
Versuche haben zu guten Ergebnissen geführt.
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Das Gesamtgerät gleitet während der Auf- und Abwärtsbewegung auf der
Kolbenstange. Der Zylinder ist selbst als Oberteil des Greifbohrergehäuses ausgebildet.
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Um die Widerstände im Hubzylinder während des Niederfallens des Gesamtgerätes
gering zu halten, wird der Hubzylinder an seinem unteren Ende mit seinem gesamten
lichten Querschnitt in den Greiferhohlkörper übergeführt. In manchen Fällen könnte
es auch zweckmäßig sein, den Zylinder an der Unterseite zu schließen und diese untere
Zylinderkammer an eine Druckmittelleitung anzuschließen. Durch plötzliche Beaufschlagung
der unteren. Kammer könnte man die Schlagenergie des Greifbohrers erhöhen,. In der
Regel wird aber die Falleistung des Gerätes ausreichen, sofern, man die obere Zylinderkammer
mit derart großen Entlüftungsöffnungen versieht, daß eine Stauung des Betriebsmittels
nicht eintritt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Hubzylinder auf einem
wesentlichen Teil seiner Länge von dem im unteren Teil den Steuerzylinder für die
Schaufeln, enthaltenden Greiferhohlkörper umschlossen. Dieser Greiferhohlkörper
enthält somit eine große Länge und hierdurch wiederum eine gute Führung innerhalb
des bereits hergestellten Bohrloches.
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Während früher bei einem an die Druckmittelleitung angeschlossenen,
zur Steuerung der Greiferschaufeln, dienenden Zylinder dieser abwechselnd auf beiden
Seiten mit Triebmitteln beaufschlagt wurde, wird gemäß einer besonderen Ausführungsform
der Bauart nach der Erfindung nur ein einseitig beaufschlagter Zylinder verwendet,
bei welchem für die Öffnungsbewegung der Schaufeln in an sich, bekannter Weise oberhalb
des Steuerkolbens Druckfedern, insbesondere Schraubenfedern, angeordnet werden.
In der Anwendung solcher Federn zum Öffnen von Schaufeln liegt kein grundsätzliches
Erfindungsmerkmal. Die Kombination von einseitig beaufschlagten Zylindern und Federn
zur Erzielung der Öffnungsbewegung der Schaufeln hat aber gerade bei der Bauart
nach der Erfindung Vorteile, da nunmehr gleich. mit dem Abschalten des Triebmittels
ganz selbsttätig eine Offenstellung der Greiferschaufeln erfolgt und Schaltfehler
damit ausgeschlossen werden. Zweckmäßig wird man die Triebmittelleitung für den
Steuerzylinder und für den Hubzylinder an. Steuerorgane anschließen, die in Abhängigkeit
voneinander bedient werden. Man wird beispielsweise die Schaltung so vorsehen, daß
vor dem Abschalten der Druckluft für den Hubzylinder zuvor der Steuerzylinder von
der Druckluftleitung getrennt wird. Gerade für diesen mit dem Hubzylinder ausgerüsteten
Greifbohrer stellt die Verwendung des einseitig beaufschlagten Steuerzylinders eine
vorteilhafte Weiteirbildung dar.
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Bei einer der bekannten Bauarten eines Greiferbohrers ist der für
das Öffnen und Schließen der Greiferschaufeln dienende Steuerzylinder als Stufenzylinder
ausgebildet, wobei die den größeren Durchmesser besitzende Zylinderstufe am oberen
Zylinderende vorgesehen ist. Der in dem Zylinderabschnitt kleineren Durchmessers
geführte Kolben besitzt eine Kolbenstange, die durch den größeren Kolben der oberen
Stufe axial verschieblich hindurchgeführt und mit ihrem Ende an dem Zugmittel befestigt
ist. Der größere Kolben ist oberseitig gegen eine in, dem Gehäuse des Gerätes gelagerte
Felder abgelstützt und außerdem über gestängeartige Zwischenglieder mit den Greiferschaufeln
gekuppelt. Zwischen den beiden relativ verschieblieh zueinander geführten Kolben
ist in dem Stufenzylinder eine Druckflüssigkeit eingeschlossen, so daß beim Hochziehen
des Zugmittels dieses eingeschlossene Druckmittel von dem kleinen Kolben gegen den
größeren Kolben gehoben wird und diesen im Hinblick auf die erzielte hydraulische
Übersetzung gegen die Felder verschiebt, wobei gleichzeitig über das erwähnte Gestänge
die Greiferschaufeln, geschlossen werden. Bei der Abwärtsbewegung des Zugmittels
bewirkt dann die Feder die Rückwärtsverschiebung des großen Steuerkolbens und damit
auch das Öffnen der Greiferschaufeln, während gleichzeitig das Druckmittel in die
Zylinderstufe kleineren Durchmessers zurückgedrängt wird. Die eigenartige Betätigung
des Steuerzylinders mit Hilfe des Zugmittels erfordert die Einschaltung eines komplizierten
und in Abhängigkeit von der Steuerstellung zu: betätigenden, Klemmgetriebes zwischen
Zugmittel und Gerät, da, anderenfalls die zwischen einem druckfederbeila:steten
Kolben und dem am Zugmittel befestigten kleinen, Kolben eingeschlossene Druckflüssigkeit
ein unerwünschtes Hin- und Herschwenken der Greiferschaufeln zur Folge haben würde.
Auf diese Gattung der Steuerzylinder bezieht sich die Erfindung nicht. Wesentlich
für
die Bauart nach der Erfindung ist, daß der die Steuerung der
Schaufeln bewirkende Zylinder einseitig an eine Druckmittelzuleitung angeschlossen
ist und damit in einfacher Weise und, zuverlässig das Einstellen, der Schaufeln
ermöglicht. Da die bekannte Bauart keinen zu dem Steuerzylinder zusätzlich verwendeten,
mindestens das Anheben des gesamten Gerätes gegenüber dem Zugmittel bewirkenden
Hubzylinder besitzt, sind auch nicht die Vorteile erreichbar, die in der Zu- und
Abschaltung des Triebmittels für beide Zylinder liegen..
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In der Zeichnung ist der Greifbohrer nach der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht. Es zeigt: Fig. I einen Greifbohrer im Längsschnitt, Fig. 2 ein
Querschnitt nach Linie A-B der Fig. I. Das Bohrgerät wird an einem Dreibock oder
in einem Bohrturm in dem Haltering H über dem herzustellenden Bohrloch freischwebend:
zur Aufhängung gebracht. Über einen Dreiwegehahn wird durch den Stutzen I und durch
die hohlgebohrte Kolbenstange 2, durch die Austrittsöffnungen I I in den Zylinderraum
Io das Druckmittel eingeführt. Bei gefülltem Zylinderraum Io befindet sich der Kolben
im Hubzylinder 9 in der in der Zeichnung angegebenen Stellung. An den, Hubzylinder
9 angeflanscht, befindet sich das die Bohrschaufeln 26 a, 26 b, 26
c und deren Halte- und Betätigungsvorrichtungen tragende Gehäuse mit Stoßzylinder
12 und 22. Dieses Gehäuse ist eingeschlossen in dem Außenmantel 14, der an seinem
oberen Ende einen verstärkten Kragen 7 trägt. Mittels dieses Kragens wird bei Beginn
des Bohrens zurr glatten Führung des Bohrgerätes das Muffenstück 8 in das Mundloch
der Bohrung eingetrieben. Es kann. auch auf diese Weise die gesamte Verrohrung des
Bohrloches vorgenommen werden.
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Am Ende des Gehäuses 12 ist der Kolben I9 bzw. I9 a angeordnet, der
an der Kolbenstange 21 und 21 a festen Sitz hat. Der Kolben I9 bzw. 19 a, die Kolbenstange
2I bzw. 2I a und die Bohrschaufeln, 26a, 26b, 26c, ferner die dazugehörigen Betätigungshebel
sind in der einen Hälfte der Fig. I in Anfangs- und in der anderen. Hälfte in. Endstellung
dargestellt. Zwischen dem. Kolben I9 und dem Zylinderdeckel 17 sind Spiralfedern
I8 vorgesehen, die bestrebt sind, den Kolben I9 in Anfangsstellung des Bohrvorgangs
nach unten zu drücken.
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Hierdurch wird über die Kolbenstange 21 bzw. 21 a und über die an
dieser befindlichen Kurbelgelenke 23 bzw. 23 a und weiter über die Gelenke 24 bzw.
24a und, über die feststehenden Achsen 25 bzw. 25 a das öffnen der Bohrschaufeln
26 a, 26 b, 26c bewirkt. Es sind insgesamt drei Bohrschaufeln 26a, 26b, 26c mit
dem dazugehörigen Mechanismus angeordnet. Diese drei Bohrschaufeln bilden in zusammengeklapptem
Zustand einen geschlossenen Hohlkegel, in dem Bohrgut aufgenommen und aus dem Bohrloch
zur Entleerung hochgefördert wird.
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Der Arbeitsvorgang ist folgender: Das in dem Zylinderraum Io einsgelassene
Druckmittel, z. B. Preßluft, wird durch Umsteuerung eines Dreiwegehahns oder eines
ähnlichen. Steuerventils möglichst schnell zur Ausströmung durch die Bohrungen;
I I und 3 gebracht. Durch die Entlastung des Kolbens 13 schnellt das gesamte Greifbohrergerät
infolge seines hohen Gewichtes an, der Kolbenstange 6 gleitend, nach unten. Der
durch den Druck der Spiralfedern nach unten gedrückte Kolben I9 hat über die Gedenke
23, 24, 24 a die Bohrschaufeln 26 in Arbeitsstellung gebracht. Diese graben sich
infolge des hohen Fallgewichtes in den Bohrlochmund ein. Durch einen durch den Führungsstutzen
4 eingebrachten Schlauch 5 wird durch die mit entsprechenden Bohrungen 15 und 16
versehene Kolbenstange 21 das Druckmittel in die Zylinderkammer 2o eingeführt. Hierdurch
wird der Kolben I9 gegen den Widerstand der Spiralfedern 18 nach oben gedrückt.
Die Kolbenstange 2I schließt ihrerseits über die auf dein Gelenken 23, 24, 25 gelagerten
Hebel die Bohrschaufeln 26a, 26b, 26c.
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Dieser Vorgang wird. über ein zweites ebenfalls nicht dargestelltes
Ventil gesteuert, das zweckmäßig mit dem bereits genannten, das zum Heben und Senken
des Bohrzylinders dient, zur Herbeiführung eines gleichmäßigen Arbeitstaktes des
Gerätes gekoppelt wird.
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Nach Aufnahme, des Bohrgutes wird der Hubzylinder 9 in bereits beschriebener
Weise mit dem Druckmittel gefüllt, wodurch der Kolben 13 wieder in die in der Zeichnung
angegebene Anfangsstellung geführt und damit das gesamte Gerät wieder aus demn Bohrloch
gezogen wird. Sobald die Bohrschaufeln sich oberhalb des Bohrlochmundes befinden,
wird, durch entsprechende Betätigung des zuleitzt genannten Steuerungsventiles die
Zylinderkammer 2o durch Ausströmen des Druckmittels wieder entlastet. Die Spiralfeder
18 drückt den Kolben, I9 wieder nach unten:. Die Bohrschaufeln 26 werden damit zur
Freigabe des auf diesen hochgeförderten: Bohrgutes geöffnet.
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Das vorstehend beschriebene Gerät wird beispielsweise für die Herstellung
von Bohrlöchern bis zu 400 mm Durchmesser verwendet, jedoch ist es auch denkbar,
dieses Maß etwas größer zu wählen. Für den Hubzylinder wird beispielsweise eine
Länge von 2 m gewählt. Auch hier kann von einem abgegebenen Maß sowohl nach oben
als auch. nach unten abgewichen werden. Mit dem Gerät lassen sich Löcher verhältnismäßig
großer Tiefe herstellen, jedoch wird das Gerät in der Hauptsache zur Herstellung
von. Löchern von einigen Metern. Tiefe verwendet werden, z. B. bei der Prüfung des
Baugrundes für große Gebäude oder zur Herstellung von Löchern für säulenartige Fundamente
von Masten oder ähnlichen Körpern.