EP4296467A1 - Method and device for clearing an intermediate flute area of a drilling flute - Google Patents

Method and device for clearing an intermediate flute area of a drilling flute Download PDF

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EP4296467A1
EP4296467A1 EP22180485.9A EP22180485A EP4296467A1 EP 4296467 A1 EP4296467 A1 EP 4296467A1 EP 22180485 A EP22180485 A EP 22180485A EP 4296467 A1 EP4296467 A1 EP 4296467A1
Authority
EP
European Patent Office
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clearing
drilling
support arm
drilling tool
base
Prior art date
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Pending
Application number
EP22180485.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Dreier
Daniel REIL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
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Priority to JP2023098241A priority patent/JP2024001865A/en
Priority to CN202310726050.7A priority patent/CN117266754A/en
Priority to AU2023203843A priority patent/AU2023203843A1/en
Priority to US18/338,126 priority patent/US20230417108A1/en
Publication of EP4296467A1 publication Critical patent/EP4296467A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B12/06—Mechanical cleaning devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/027—Drills for drilling shallow holes, e.g. for taking soil samples or for drilling postholes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring

Definitions

  • the invention relates to a device for clearing a helical space in a drilling helix of a drilling tool, with a base slide which can be slidably mounted along a mast of a drilling device, a clearing element which is designed to engage in the helical space of the drilling tool, with soil material adhering to the drilling tool can be stripped off by the clearing element when the drilling tool is rotated, and a support arm on which the clearing element is held and which can be moved relative to the base slide between a retraction position in which the clearing element is spaced from the drilling tool and a clearing position in which the clearing element is mounted intervenes in the space between the coils for stripping off soil material, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for clearing a helical space in a drilling helix of a drilling tool, in particular a Kelly auger, of adhering soil material, according to the preamble of claim 14.
  • the invention is based on the object of specifying a device and a method for clearing the space between the spirals of a drilling spiral, with which a particularly high level of operational reliability can be achieved.
  • a basic idea of the invention is that the support arm is mounted so that it can be pivoted or deflected in several directions. Preferably there is a resilient mounting to achieve the swinging out or deflection.
  • the support arm can initially be pivoted between the retraction position and the clearing position about a pivot axis which is directed essentially parallel to the longitudinal axis of the drilling. This enables the support arm to be swiveled in and out laterally in relation to the drilling spiral. Compared to a vertical swing out, a pivoting movement can easily be carried out even if the clearing element is already engaged in the drilling spiral.
  • a preferred embodiment of the invention is that a base member and an actuator of the support arm are provided, which is held in a displaceable and adjustable manner on the base member, which is mounted on the base slide so that it can pivot about the pivot axis.
  • the actuator of the support arm can be viewed as an actual support arm, at the free end of which a preferably plate-shaped clearing element is attached.
  • the rod-shaped actuator can be mounted telescopically in the base member, which can be designed separately from the support arm or as part of the support arm.
  • the base member can in particular be tubular, with the rod-shaped actuator being held linearly displaceable within the tubular base member and thus adjustable in length. By means of a resilient mounting, the actuator can in principle also be held in the base member in a resilient, linearly adjustable manner.
  • the support arm can be pivoted manually.
  • the adjustment movement can be done by one Machine operator, in particular from a cabin of a corresponding drilling rig.
  • the adjusting element is arranged on the base slide and is connected to the support arm via a lever mechanism.
  • the lever mechanism With the lever mechanism, a desired translation and movement can be achieved, in particular with sufficient articulation and deflection of the support arm relative to the actuating element.
  • the lever mechanism can basically be designed in any suitable way to carry out the adjustment function.
  • a preferred embodiment is that the lever mechanism has a guide lever, which is articulated on the one hand to the base slide and on the other hand to the piston of the actuating element, and a coupling lever, which is connected on the one hand to the piston and / or to the guide lever and on the other hand via a coupling joint is articulated to the support arm.
  • this lever mechanism allows a good translation of a (linear) actuating movement of the actuating element to be converted into a pivoting movement.
  • the coupling joint can, for example, have a gimbal joint, a ball joint or other multi-axis joint.
  • the coupling joint between the support arm and the coupling lever comprises a hinge pin which is mounted in a linearly displaceable manner in an elongated hole on the support arm.
  • the elongated hole can in particular be designed parallel to a longitudinal axis of the support arm. This achieves a longitudinally displaceable articulation of the coupling lever on the support arm.
  • the support arm can be designed in one or more parts.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is that the actuator of the support arm is mounted on the base member so as to be pivotable about a deflection axis which is directed transversely to the longitudinal axis of the drilling.
  • the actuator of the support arm is thus pivotally mounted about the transversely directed, in particular horizontally directed, deflection axis.
  • the base carriage of the device for clearing is mounted in a longitudinally displaceable manner, in particular vertically displaceable manner, in particular along a mast of a drilling rig.
  • the base carriage can be moved in any suitable manner and can in particular be coupled to a drill drive.
  • the base carriage has at least one tubular chain quiver for holding on at least one chain, which extends along the base carriage and is open at the top.
  • the base carriage can be attached to a drilling drive carriage, for example, with at least one chain, preferably with at least two chains spaced apart from one another.
  • the base carriage When the base carriage is moved downwards, it can reach a lower stop area on the mast, with a further movement of the drill drive carriage, for example, allowing the contracting chain to be efficiently accommodated in the tubular chain quiver.
  • the same number of chain quivers are provided depending on the number of chains. The chain can be properly picked up and stored in these.
  • a fastening member for fastening the chain is arranged in a lower region of the chain quiver.
  • a detachable fastening can be provided.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that at least one support foot is arranged on the base carriage, which is preferably displaceable and resiliently mounted in a vertical direction. A certain level of buffering can be achieved with such a support foot when the base carriage is placed on a stop area or the floor.
  • the resiliently mounted stand it is particularly expedient for the resiliently mounted stand to be connected to the fastening member in the chain quiver. Overall, a buffered or spring-loaded chain suspension can be achieved.
  • the invention further comprises a drilling machine with a support unit and a mast arranged thereon, on which a rotary drilling drive for rotating the drilling tool with a drilling helix, in particular a Kelly drilling auger, is mounted, with a device according to the invention for clearing being arranged on the mast.
  • a drilling machine which can also be referred to as an earth drilling machine and which is used in particular to create holes in the ground for foundation piles
  • the advantages described above can be achieved when using a device for clearing.
  • an efficient clearing of a Kelly auger which is usually between 2 and 6 meters long, can be reliably and efficiently cleared of adhering soil material.
  • the invention further comprises a method for clearing a spiral space in a drilling spiral of a drilling tool, in particular a Kelly auger, of adhering soil material, a device according to the invention being used for clearing.
  • a device according to the invention being used for clearing.
  • efficient emptying can be achieved by clearing the drilling helix with the device according to the invention.
  • the drilling device 10 comprises a carrier unit 12, which in the illustrated embodiment is designed to be mobile with an undercarriage 13, which is designed with a crawler chassis, and a superstructure 14 rotatably mounted thereon.
  • a carrier unit 12 which in the illustrated embodiment is designed to be mobile with an undercarriage 13, which is designed with a crawler chassis, and a superstructure 14 rotatably mounted thereon.
  • Articulation mechanism 15 a mast 16 which is essentially vertically directed during operation, is mounted so that it can be angled.
  • the mast 16 is designed as a so-called leader with a front linear guide, along which a drive carriage 17 with a rotary drill drive 18 is slidably guided.
  • a feed drive (not shown) is provided, which can be implemented by a feed winch or by a linear actuating cylinder.
  • a schematically indicated Kelly rod 8 with outer axial drive strips (not shown) is passed through an annular drive element of the rotary drill drive 18, which can also be referred to as a power turret or drilling table.
  • the Kelly bar 8 can be designed to be telescopic and is suspended on the mast 16 in a vertically adjustable manner via a rope.
  • a drilling tool 2 is attached in a rotationally fixed manner, which in the exemplary embodiment shown is designed as a so-called Kelly auger.
  • the drilling device 10 according to the invention is used to create boreholes in the ground, in particular to create foundation piles in the ground.
  • a device 20 for clearing is arranged on the mast 16 opposite the drilling tool 2.
  • the device 20 for clearing is described below in connection with Figures 3 and 4 explained in more detail.
  • the device 20 comprises a base carriage 22, which, like the drive carriage 17, can be guided in a linearly displaceable manner on the same guide of the mast 16.
  • the basic carriage 22 has two lateral sleeve-shaped chain cases 24, in which upwardly extending chains 25 are fastened.
  • the ones in the Figures 3 and 4 Chains 25, only partially shown, serve to connect and suspend the base carriage 22 on the one above and in the Figures 3 and 4 Drive carriage 17, not shown.
  • the chain quivers 24 can be closed with a plate-shaped stand 26.
  • the actuator 34 of the support arm 30 is mounted deflectable in a substantially vertical direction via a deflection axis 38 directed transversely thereto, which is directed in particular orthogonally to the drilling axis.
  • a clearing element 50 is attached, which is designed to engage in a spiral space 6 on a drilling spiral 4 of the drilling tool 2.
  • the drilling coil 4 extends with a few turns along a tubular drilling shaft 3.
  • a pilot tip 1 is arranged at the lower end of the drilling shaft 3.
  • removal teeth 5 for removing soil material are arranged in a generally known manner.
  • the drilling tool 2 can be detachably inserted into the drilling tool 2 using a square connection 7 at the upper end of the drill shaft 3 Figures 3 to 5 Kelly rod 8, not shown, can be connected in a rotationally fixed manner.
  • the deflection of the clearing element 50 on the support arm 30 is clearly shown in Fig. 5 shown.
  • the actuator 34 of the support arm 30 can follow the vertical movement of the drilling tool 2 to a certain extent by deflecting the actuator 34 about the deflection axis 38.
  • Guide rollers 23 can also be seen on the base slide 22 of the device 20, with which the base slide 22 is slidably guided on guide strips of the mast 16 of the drilling device 10.
  • a lever mechanism 60 with an actuating element 42 in the form of an actuating cylinder can be provided, which will be discussed in more detail below Figures 7 and 8th to be discribed.
  • An approximately horizontally directed actuating cylinder is arranged in an articulated manner as an actuating element 42 on the front of the base slide 22.
  • a piston 43 that can be extended from the actuating cylinder, in particular a hydraulic cylinder, is articulated to a guide lever 62, which is pivotally mounted on the base slide 22 via a hinge pin 64.
  • a coupling lever 66 is articulated via a link pin 68.
  • the coupling lever 66 At an opposite end of the coupling lever 66, it is pivotally and displaceably mounted along a longitudinal axis of the support arm 30 via a coupling joint 70 with a hinge pin 72 in an elongated hole 74.
  • the hinge pin 72 can be pretensioned in the elongated hole 74 via a tension spring 76 with a guide pin 78.
  • the tension spring 76 holds the hinge pin 72 in position, but allows a certain degree of mobility if the support arm 30 encounters resistance during operation and the spring tension force is overcome. This protects the arrangement from damage.
  • the support arm 30 can be deflected about the deflection axis 38, so that damage is avoided if an unintentional axial move occurs to a certain extent while the clearing element 50 is still pivoted in.
  • the chains 25 each extend through a sleeve-shaped chain quiver 24 to a lower fastening member 82 of a fastening arrangement 80 at the lower end of the respective chain quiver 24.
  • the fastening member 82 which is displaceably mounted in a vertical direction on the base carriage 22.
  • the fastening member 82 for the respective chain 25 can be mounted in a resilient and linearly displaceable manner via lateral damping springs 64.
  • the chain links of the chains 25 can fold or push together within the sleeve-shaped chain quiver 24.
  • vertical shocks on the base carriage 22 and thus also on the support arm 30 can be avoided or dampened, which can also serve to protect the clearing element 50 and the drilling tool 2, provided that the clearing element 50 is in the clearing position located. Damping is also achieved when the base carriage 22 hits the ground. This can be done, for example, if the drive carriage 17 is relatively close to the ground and the support arm 30 is pivoted out of the helix of the drilling tool 2. The basic carriage 22 can fall down a certain distance and hit the ground.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Räumen eines Wendelzwischenraumes einer Bohrwendel eines Bohrwerkzeuges, mit einem Grundschlitten, welcher entlang eines Mastes eines Bohrgerätes verschiebbar gelagert werden kann, einem Räumelement, welches zum Eingriff in den Wendelzwischenraum des Bohrwerkzeuges ausgebildet ist, wobei an dem Bohrwerkzeug anhaftendes Bodenmaterial bei Drehung des Bohrwerkzeuges durch das Räumelement abstreifbar ist, und einem Tragarm, an welchem das Räumelement gehalten ist und welcher gegenüber dem Grundschlitten bewegbar zwischen einer Rückzugsposition, in welcher das Räumelement von dem Bohrwerkzeug beabstandet ist, und einer Räumposition gelagert ist, in welcher das Räumelement zum Räumen von Bodenmaterial in den Wendelzwischenraum eingreift. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der Tragarm schwenkbar zwischen der Rückzugsposition und der Räumposition um eine Schwenkachse gelagert ist, welche im Wesentlichen parallel zu einer Bohrlängsachse des Bohrwerkzeuges gerichtet ist, dass der Tragarm zusätzlich an dem Grundschlitten in einer Richtung parallel zu der Bohrlängsachse des Bohrwerkzeuges auslenkbar aus einer Grundposition gelagert ist und dass der Tragarm mittels einer Vorspannfeder in der Grundposition federnd gehalten ist.The invention relates to a device and a method for clearing a helical space in a drilling helix of a drilling tool, with a base slide which can be slidably mounted along a mast of a drilling device, a clearing element which is designed to engage in the helical space in the drilling tool, on the drilling tool adhering soil material can be stripped off by the clearing element when the drilling tool is rotated, and a support arm on which the clearing element is held and which is movable relative to the base slide between a retraction position in which the clearing element is spaced from the drilling tool and a clearing position in which the clearing element for clearing floor material engages in the spiral space. According to the invention it is provided that the support arm is pivotally mounted between the retraction position and the clearing position about a pivot axis which is directed essentially parallel to a longitudinal drilling axis of the drilling tool, that the support arm is additionally attached to the base slide in a direction parallel to the longitudinal drilling axis of the drilling tool is deflectable from a basic position and that the support arm is held resiliently in the basic position by means of a biasing spring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Räumen eines Wendelzwischenraumes in einer Bohrwendel eines Bohrwerkzeuges, mit einem Grundschlitten, welcher entlang eines Mastes eines Bohrgeräts verschiebbar gelagert werden kann, einem Räumelement, welches zum Eingriff in den Wendelzwischenraum des Bohrwerkzeuges ausgebildet ist, wobei an dem Bohrwerkzeug anhaftendes Bodenmaterial bei Drehung des Bohrwerkzeuges durch das Räumelement abstreifbar ist, und einem Tragarm, an welchem das Räumelement gehalten ist und welcher gegenüber dem Grundschlitten bewegbar zwischen einer Rückzugsposition, in welcher das Räumelement von dem Bohrwerkzeug beabstandet ist, und einer Räumposition gelagert ist, in welcher das Räumelement zum Abstreifen von Bodenmaterial in den Wendelzwischenraum eingreift, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for clearing a helical space in a drilling helix of a drilling tool, with a base slide which can be slidably mounted along a mast of a drilling device, a clearing element which is designed to engage in the helical space of the drilling tool, with soil material adhering to the drilling tool can be stripped off by the clearing element when the drilling tool is rotated, and a support arm on which the clearing element is held and which can be moved relative to the base slide between a retraction position in which the clearing element is spaced from the drilling tool and a clearing position in which the clearing element is mounted intervenes in the space between the coils for stripping off soil material, according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Räumen eines Wendelzwischenraumes einer Bohrwendel eines Bohrwerkzeuges, insbesondere einer Kellybohrschnecke, von anhaftendem Bodenmaterial, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.The invention further relates to a method for clearing a helical space in a drilling helix of a drilling tool, in particular a Kelly auger, of adhering soil material, according to the preamble of claim 14.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Räumen geht beispielsweise aus der DE 34 46 900 A1 hervor. Diese Vorrichtung ist insbesondere zum Räumen eines Bohrwerkzeuges mit einer relativ kurzen Bohrwendel ausgebildet, insbesondere einer sogenannten Kellybohrschnecke. Die Vorrichtung umfasst ein plattenförmiges Räumelement an einem Tragarm, welcher im Wesentlichen um eine horizontale Schwenkachse zwischen einer Rückzugsposition, in welcher der Tragarm im Wesentlichen vertikal gerichtet ist, und einer Räumposition schwenkbar ist, in welcher der Tragarm etwa horizontal verläuft. Steht das Räumelement in Eingriff mit der Bohrwendel, muss die Bohrwendel durch Drehen und axiales Verschieben vom Räumelement gelöst werden.A generic device for clearing can be found, for example, in DE 34 46 900 A1 out. This device is designed in particular for clearing a drilling tool with a relatively short drilling spiral, in particular a so-called Kelly drilling auger. The device comprises a plate-shaped clearing element on a support arm, which can be pivoted essentially about a horizontal pivot axis between a retraction position in which the support arm is directed essentially vertically and a clearing position in which the support arm is approximately runs horizontally. If the clearing element is in engagement with the drilling spiral, the drilling spiral must be released from the clearing element by rotating and axially moving it.

Bei einem vertikalen Verschieben des Bohrwerkzeuges entlang eines Mastes an einem Bohrgerät kann eine Beschädigung an der Räumvorrichtung auftreten, wenn das Räumelement nicht ordnungsgemäß in die Rückzugsposition verschwenkt ist. Ein axiales Verstellen des Bohrwerkzeuges mit einer kurzen Bohrschnecke von wenigen Metern entlang des Mastes eines Bohrgerätes, welches insbesondere zum Erstellen von Bohrungen im Boden für Gründungspfähle eingesetzt wird, tritt betriebsbedingt relativ häufig auf. Entsprechend größer ist hierbei die Gefahr von möglichen Beschädigungen an der Vorrichtung zum Räumen.When the drilling tool is moved vertically along a mast on a drilling rig, damage to the clearing device can occur if the clearing element is not pivoted properly into the retraction position. Axial adjustment of the drilling tool with a short auger of a few meters along the mast of a drilling rig, which is used in particular to create holes in the ground for foundation piles, occurs relatively frequently for operational reasons. The risk of possible damage to the clearing device is correspondingly greater.

Aus der EP 3 951 128 A1 geht eine Vorrichtung zum Räumen der Bohrwendel an einer sogenannten Endlos-Bohrschnecke hervor. Die Räumvorrichtung ist dabei entlang des Mastes über einen Schlitten verfahrbar. Aufgrund der großen Länge der Bohrwendel bei einer Endlos-Bohrschnecke steht das Räumelement in der Regel stets mit der Bohrwendel in Eingriff, so dass eine Gefahr einer Beschädigung bei einem Ein- oder Ausschwenken des Räumelementes entsprechend weniger besteht.From the EP 3 951 128 A1 discloses a device for clearing the drilling spiral on a so-called endless auger. The clearing device can be moved along the mast using a slide. Due to the large length of the drilling spiral in an endless auger, the clearing element is usually always in engagement with the drilling spiral, so that there is correspondingly less risk of damage when the clearing element is swiveled in or out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Räumen eines Wendelzwischenraumes einer Bohrwendel anzugeben, mit welchen eine besonders hohe Betriebssicherheit erzielt werden.The invention is based on the object of specifying a device and a method for clearing the space between the spirals of a drilling spiral, with which a particularly high level of operational reliability can be achieved.

Die Aufgabe wird zum einen durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved on the one hand by a device with the features of claim 1 and on the other hand by a method with the features of claim 14. Preferred embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Räumen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm schwenkbar zwischen der Rückzugsposition und der Räumposition um eine Schwenkachse gelagert ist, welche im Wesentlichen parallel zur einer Bohrlängsachse des Bohrwerkzeuges gerichtet ist, dass der Tragarm zusätzlich an dem Grundschlitten in einer Richtung parallel zu der Bohrlängsachse des Bohrwerkzeuges auslenkbar aus einer Grundposition gelagert ist und dass der Tragarm mittels einer Vorspannfeder in der Grundposition federnd gehalten ist.The device according to the invention for broaching is characterized in that the support arm is pivotally mounted between the retraction position and the clearing position about a pivot axis which is directed essentially parallel to a longitudinal drilling axis of the drilling tool, that the support arm is additionally attached to the base slide in a direction parallel to the Drilling longitudinal axis of the drilling tool is deflectable from a basic position and that the support arm is held resiliently in the basic position by means of a biasing spring.

Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, dass der Tragarm in mehreren Richtungen schwenkbar oder auslenkbar gelagert ist. Vorzugsweise ist eine federnde Lagerung zum Erzielen des Ausschwenkens oder Auslenkens gegeben. So ist der Tragarm zunächst zwischen der Rückzugsposition und der Räumposition schwenkbar um eine Schwenkachse, welche im Wesentlichen parallel zu der Bohrlängsachse gerichtet ist. Hierdurch wird ein seitliches Ein- und Ausschwenken des Tragarms zur Bohrwendel ermöglicht. Gegenüber einem vertikalen Ausschwenken kann so ohne weiteres eine Schwenkbewegung auch durchgeführt werden, wenn das Räumelement bereits in der Bohrwendel in Eingriff steht.A basic idea of the invention is that the support arm is mounted so that it can be pivoted or deflected in several directions. Preferably there is a resilient mounting to achieve the swinging out or deflection. The support arm can initially be pivoted between the retraction position and the clearing position about a pivot axis which is directed essentially parallel to the longitudinal axis of the drilling. This enables the support arm to be swiveled in and out laterally in relation to the drilling spiral. Compared to a vertical swing out, a pivoting movement can easily be carried out even if the clearing element is already engaged in the drilling spiral.

Durch eine Auslenkbarkeit des Tragarmes in vertikaler Richtung kann zudem einem unerwünschten Verbiegen oder Beschädigen der Vorrichtung zum Räumen oder der Bohrwendel entgegengewirkt werden. Vielmehr hat der Tragarm mit dem Räumelement ein zusätzliches Bewegungsspiel, um unerwartete axiale Bewegungen des Bohrwerkzeuges zu kompensieren. Hierzu ist insbesondere der Tragarm mittels einer Vorspannfeder in der Grundposition federnd gehalten.By deflecting the support arm in the vertical direction, undesirable bending or damage to the broaching device or the drilling spiral can also be counteracted. Rather, the support arm with the clearing element has additional play in order to compensate for unexpected axial movements of the drilling tool. For this purpose, the support arm in particular is held resiliently in the basic position by means of a biasing spring.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass ein Basisglied und ein Stellglied des Tragarms vorgesehen sind, welches verschiebbar und einstellbar an dem Basisglied gehalten ist, welcher an dem Grundschlitten verschwenkbar um die Schwenkachse gelagert ist. Das Stellglied des Tragarms kann dabei als eigentlicher Tragarm angesehen werden, an dessen freiem Ende ein vorzugsweise plattenförmiges Räumelement befestigt ist. Das stabförmige Stellglied kann dabei teleskopartig in dem Basisglied gelagert sein, welches getrennt von dem Tragarm oder als ein Teil des Tragarms ausgebildet sein kann. Das Basisglied kann insbesondere rohrförmig ausgeführt sein, wobei das stangenförmige Stellglied innerhalb des rohrförmigen Basisgliedes linear verschiebbar und so in der Länge einstellbar gehalten ist. Durch eine federnde Lagerung kann grundsätzlich auch das Stellglied federnd linear verstellbar in dem Basisglied gehalten sein.A preferred embodiment of the invention is that a base member and an actuator of the support arm are provided, which is held in a displaceable and adjustable manner on the base member, which is mounted on the base slide so that it can pivot about the pivot axis. The actuator of the support arm can be viewed as an actual support arm, at the free end of which a preferably plate-shaped clearing element is attached. The rod-shaped actuator can be mounted telescopically in the base member, which can be designed separately from the support arm or as part of the support arm. The base member can in particular be tubular, with the rod-shaped actuator being held linearly displaceable within the tubular base member and thus adjustable in length. By means of a resilient mounting, the actuator can in principle also be held in the base member in a resilient, linearly adjustable manner.

Grundsätzlich kann der Tragarm manuell verschwenkt werden. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass der Tragarm mittels eines Stellelements, insbesondere eines Hydraulikzylinders, zwischen der Rückzugsposition und der Räumposition verstellbar ist. Die Verstellbewegung kann so durch einen Maschinenbediener, insbesondere aus einer Kabine eines entsprechenden Bohrgerätes erfolgen.In principle, the support arm can be pivoted manually. According to a further development of the invention, it is particularly expedient for the support arm to be adjustable between the retraction position and the clearing position by means of an adjusting element, in particular a hydraulic cylinder. The adjustment movement can be done by one Machine operator, in particular from a cabin of a corresponding drilling rig.

Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, dass das Stellelement an dem Grundschlitten angeordnet und über einen Hebelmechanismus mit dem Tragarm verbunden ist. Mit dem Hebelmechanismus kann so eine gewünschte Übersetzung und Bewegung, insbesondere mit einer ausreichenden Gelenkigkeit und Auslenkbarkeit des Tragarms gegenüber dem Stellelement erzielt werden.It can be particularly advantageous that the adjusting element is arranged on the base slide and is connected to the support arm via a lever mechanism. With the lever mechanism, a desired translation and movement can be achieved, in particular with sufficient articulation and deflection of the support arm relative to the actuating element.

Der Hebelmechanismus kann in grundsätzlich jeder geeigneten Weise zur Durchführung der Verstellfunktion ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass der Hebelmechanismus einen Führungshebel, welcher einerseits mit dem Grundschlitten und andererseits mit dem Kolben des Stellelementes gelenkig verbunden ist, und einen Kopplungshebel aufweist, welcher einerseits mit dem Kolben und/oder mit dem Führungshebel und andererseits über ein Kopplungsgelenk mit dem Tragarm gelenkig verbunden ist. Durch diesen Hebelmechanismus kann zum einen eine gute Übersetzung einer (linearen) Stellbewegung des Stellelements in eine Schwenkbewegung überführt werden. Durch eine Anlenkung eines Kupplungshebels an dem Tragarm über ein Kopplungsgelenk kann einerseits eine gute Übertragung der Schwenkbewegung und andererseits eine ausreichende Auslenkbarkeit des Tragarms insbesondere in Richtung der Bohrlängsachse erreicht werden.The lever mechanism can basically be designed in any suitable way to carry out the adjustment function. A preferred embodiment is that the lever mechanism has a guide lever, which is articulated on the one hand to the base slide and on the other hand to the piston of the actuating element, and a coupling lever, which is connected on the one hand to the piston and / or to the guide lever and on the other hand via a coupling joint is articulated to the support arm. On the one hand, this lever mechanism allows a good translation of a (linear) actuating movement of the actuating element to be converted into a pivoting movement. By linking a coupling lever to the support arm via a coupling joint, on the one hand, good transmission of the pivoting movement and, on the other hand, sufficient deflection of the support arm, particularly in the direction of the longitudinal axis of the drilling, can be achieved.

Das Kopplungsgelenk kann beispielsweise ein kardanisches Gelenk, ein Kugelgelenk oder anderes Mehrachsgelenk aufweisen. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass das Kopplungsgelenk zwischen dem Tragarm und dem Kopplungshebel einen Gelenkbolzen umfasst, welcher linear verschiebbar in einem Langloch am Tragarm gelagert ist. Das Langloch kann dabei insbesondere parallel zu einer Längsachse des Tragarms ausgebildet sein. Es wird so eine längsverschiebbare Anlenkung des Kopplungshebels am Tragarm erreicht.The coupling joint can, for example, have a gimbal joint, a ball joint or other multi-axis joint. According to a further development of the invention, it is particularly expedient that the coupling joint between the support arm and the coupling lever comprises a hinge pin which is mounted in a linearly displaceable manner in an elongated hole on the support arm. The elongated hole can in particular be designed parallel to a longitudinal axis of the support arm. This achieves a longitudinally displaceable articulation of the coupling lever on the support arm.

Besonders zweckmäßig ist es nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung, dass der Gelenkbolzen in dem Langloch federnd gelagert ist. Die federnde Lagerung kann durch ein elastisches Element, etwa ein Gummielement, oder insbesondere eine oder mehrere Federn erreicht werden. Die mindestens eine Feder kann dabei längs des Langloches angeordnet sein.According to a further embodiment variant of the invention, it is particularly expedient for the hinge pin to be resiliently mounted in the elongated hole. The resilient mounting can be achieved by an elastic element, such as a rubber element, or in particular one or more springs. The at least one spring can be arranged along the elongated hole.

Grundsätzlich kann der Tragarm ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Stellglied des Tragarms an dem Grundglied schwenkbar um eine Auslenkachse gelagert ist, welche quer zu der Bohrlängsachse gerichtet ist. Somit ist das Stellglied des Tragarms um die quer gerichtete, insbesondere horizontal gerichtete Auslenkachse schwenkbar gelagert. Hierdurch kann der Tragarm mit dem daran angeordneten Räumelement in gewissem Umfang einer Axialbewegung des Bohrwerkzeuges folgen, ohne dass unerwünschte Verformungen oder Beschädigungen an der Vorrichtung zum Räumen oder an der Bohrwendel auftreten.In principle, the support arm can be designed in one or more parts. A particularly advantageous embodiment of the invention is that the actuator of the support arm is mounted on the base member so as to be pivotable about a deflection axis which is directed transversely to the longitudinal axis of the drilling. The actuator of the support arm is thus pivotally mounted about the transversely directed, in particular horizontally directed, deflection axis. As a result, the support arm with the clearing element arranged on it can follow an axial movement of the drilling tool to a certain extent without undesirable deformations or damage occurring on the broaching device or on the drilling spiral.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Vorspannfeder zwischen dem Grundglied und dem Stellglied des Tragarms angeordnet ist. So kann ein schwenkbares Grundglied vorgesehen sein, während die Auslenkbarkeit durch das Stellglied mit einem entsprechenden Gelenk und der Vorspannfeder gegenüber dem Grundglied erreicht ist.According to a further embodiment variant of the invention, it is preferred that the biasing spring is arranged between the base member and the actuator of the support arm. A pivotable base member can be provided, while the deflection is achieved by the actuator with a corresponding joint and the biasing spring relative to the base member.

Der Grundschlitten der Vorrichtung zum Räumen ist insbesondere entlang eines Mastes eines Bohrgerätes längs verschiebbar, insbesondere vertikal verschiebbar gelagert. Der Grundschlitten kann dabei in jeder geeigneten Weise verfahrbar und insbesondere an einen Bohrantrieb gekoppelt sein. Insbesondere ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, dass der Grundschlitten zum Halten an mindestens einer Kette mindestens einen rohrförmigen Kettenköcher aufweist, welcher sich entlang des Grundschlittens erstreckt und nach oben hin offen ist. Somit kann für eine Ankopplung der Grundschlitten mit mindestens einer Kette, vorzugsweise mit mindestens zwei zueinander beabstandeten Ketten, beispielsweise an einem Bohrantriebsschlitten angehängt sein. Bei nach unten Fahren des Grundschlittens kann dieser bis zu einem unteren Anschlagsbereich am Mast gelangen, wobei bei einem weiteren Verfahren etwa des Bohrantriebsschlittens die sich zusammenschiebende Kette effizient in dem rohrförmigen Kettenköcher aufgenommen werden kann. Entsprechend der Anzahl der Ketten sind ebenso viele Kettenköcher vorgesehen. In diesen kann die Kette ordnungsgemäß aufgenommen und gelagert werden.The base carriage of the device for clearing is mounted in a longitudinally displaceable manner, in particular vertically displaceable manner, in particular along a mast of a drilling rig. The base carriage can be moved in any suitable manner and can in particular be coupled to a drill drive. In particular, according to a development of the invention, it is advantageous that the base carriage has at least one tubular chain quiver for holding on at least one chain, which extends along the base carriage and is open at the top. Thus, for coupling, the base carriage can be attached to a drilling drive carriage, for example, with at least one chain, preferably with at least two chains spaced apart from one another. When the base carriage is moved downwards, it can reach a lower stop area on the mast, with a further movement of the drill drive carriage, for example, allowing the contracting chain to be efficiently accommodated in the tubular chain quiver. The same number of chain quivers are provided depending on the number of chains. The chain can be properly picked up and stored in these.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass in einem unteren Bereich des Kettenköchers ein Befestigungsglied zum Befestigen der Kette angeordnet ist. Es kann insbesondere eine lösbare Befestigung vorgesehen sein.Furthermore, it is preferred that a fastening member for fastening the chain is arranged in a lower region of the chain quiver. In particular, a detachable fastening can be provided.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass an dem Grundschlitten mindestens ein Aufstellfuß angeordnet ist, welcher vorzugsweise in einer vertikalen Richtung verschiebbar und federnd gelagert ist. Durch einen derartigen Aufstellfuß kann eine gewisse Pufferung erreicht werden, wenn der Grundschlitten an einem Anschlagsbereich oder dem Boden aufgesetzt wird.A further advantageous embodiment of the invention is that at least one support foot is arranged on the base carriage, which is preferably displaceable and resiliently mounted in a vertical direction. A certain level of buffering can be achieved with such a support foot when the base carriage is placed on a stop area or the floor.

Besonders zweckmäßig ist es nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung, dass der federnd gelagerte Aufstellfuß mit dem Befestigungsglied in dem Kettenköcher verbunden ist. Insgesamt kann so eine gepufferte oder gefederte Kettenaufhängung erzielt werden.According to a further embodiment variant of the invention, it is particularly expedient for the resiliently mounted stand to be connected to the fastening member in the chain quiver. Overall, a buffered or spring-loaded chain suspension can be achieved.

Die Erfindung umfasst weiterhin eine Bohrmaschine mit einer Trägereinheit und einem daran angeordneten Mast, an welchem ein Drehbohrantrieb zum drehenden Antreiben des Bohrwerkzeuges mit einer Bohrwendel, insbesondere einer Kellybohrschnecke, gelagert ist, wobei an dem Mast eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Räumen angeordnet ist. Mit einer solchen Bohrmaschine, welche auch als eine Erdbohrmaschine bezeichnet werden kann, und die insbesondere zum Erstellen von Bohrungen im Boden für Gründungspfähle eingesetzt wird, können die zuvor beschriebenen Vorteile beim Einsatz einer Vorrichtung zum Räumen erzielt werden. Insbesondere kann ein effizientes Räumen einer Kellybohrschnecke, welche in der Regel eine Länge zwischen 2 bis 6 Metern aufweist, zuverlässig und effizient von anhaftendem Bodenmaterial geräumt werden.The invention further comprises a drilling machine with a support unit and a mast arranged thereon, on which a rotary drilling drive for rotating the drilling tool with a drilling helix, in particular a Kelly drilling auger, is mounted, with a device according to the invention for clearing being arranged on the mast. With such a drilling machine, which can also be referred to as an earth drilling machine and which is used in particular to create holes in the ground for foundation piles, the advantages described above can be achieved when using a device for clearing. In particular, an efficient clearing of a Kelly auger, which is usually between 2 and 6 meters long, can be reliably and efficiently cleared of adhering soil material.

Die Erfindung umfasst weiter ein Verfahren zum Räumen eines Wendelzwischenraumes einer Bohrwendel eines Bohrwerkzeuges, insbesondere einer Kellybohrschnecke, von anhaftendem Bodenmaterial, wobei zum Räumen eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird. Insbesondere bei diskontinuierlichem Bohren mit einer Kellybohrschnecke, bei welcher die Kellybohrschnecke wiederholt zum Leeren der Schnecke aus einem Bohrloch gezogen und nach dem anschließenden Räumen wieder in das Bohrloch abgesenkt wird, kann ein effizientes Leeren durch Räumen der Bohrwendel mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt werden. Somit können bei einem derartigen Verfahren die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.The invention further comprises a method for clearing a spiral space in a drilling spiral of a drilling tool, in particular a Kelly auger, of adhering soil material, a device according to the invention being used for clearing. Particularly in the case of discontinuous drilling with a Kelly auger, in which the Kelly auger is repeatedly pulled out of a borehole to empty the auger and lowered back into the borehole after subsequent clearing, efficient emptying can be achieved by clearing the drilling helix with the device according to the invention. The advantages described above can thus be achieved with such a method.

Mit der Erfindung wird ein effizientes Räumen einer Bohrschnecke ermöglicht, so dass vollständig oder in weitem Umfang auf ein ansonsten übliches Freirütteln der Bohrschnecke verzichtet werden kann. Beim Freirütteln schlagen Metallteile aufeinander, was mit einer entsprechenden Schallabstrahlung verbunden ist. Die Erfindung reduziert so auch ganz erheblich eine Lärmentstehung an der Baustelle.The invention enables efficient clearing of a drill auger, so that the otherwise usual free shaking of the auger can be achieved completely or to a large extent Drilling auger can be dispensed with. When shaking free, metal parts hit each other, which is associated with corresponding sound radiation. The invention also significantly reduces noise generation at the construction site.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben, welches schematisch in den Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine perspektivische Ansicht eines Bohrgerätes mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Räumen;
Fig. 2
eine vergrößerte Darstellung eines unteren Bereiches des Bohrgerätes von Fig. 1;
Fig. 3
eine vergrößerte perspektivische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Räumen bei Eingriff in eine Kellybohrschnecke;
Fig. 4
eine Seitenansicht zur Darstellung von Fig. 3;
Fig. 5
eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Räumen von Fig. 4 in einer ausgelenkten Position;
Fig. 6
eine weitere schematische Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben mit einem Räumelement in Rückzugsposition;
Fig. 7
eine perspektivische Detaildarstellung zu einem Hebelmechanismus an der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Räumen;
Fig. 8
eine weitere Detaildarstellung zu dem Hebelmechanismus gemäß Fig. 7; und
Fig. 9
teilgeschnittene perspektivische Ansichten zu zwei Kettenköchern an der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Räumen.
The invention is further described below using a preferred exemplary embodiment, which is shown schematically in the drawings. Shown in the drawings:
Fig. 1
a perspective view of a drilling device with a device according to the invention for clearing;
Fig. 2
an enlarged view of a lower area of the drilling rig Fig. 1 ;
Fig. 3
an enlarged perspective detailed view of a device according to the invention for clearing when engaging a Kelly auger;
Fig. 4
a side view to show Fig. 3 ;
Fig. 5
a side view of the device for clearing Fig. 4 in a deflected position;
Fig. 6
a further schematic detailed representation of a device according to the invention from above with a clearing element in the retracted position;
Fig. 7
a perspective detailed view of a lever mechanism on the clearing device according to the invention;
Fig. 8
a further detailed representation of the lever mechanism according to Fig. 7 ; and
Fig. 9
Partially cut perspective views of two chain quivers on the clearing device according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Bohrgerätes 10 beschrieben, welches schematisch in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Das Bohrgerät 10 umfasst eine Trägereinheit 12, welche in der dargestellten Ausführungsform mobil mit einem Unterwagen 13, welcher mit einem Raupenfahrwerk ausgebildet ist, und einem darauf drehbar gelagerten Oberwagen 14 ausgeführt ist. An der Trägereinheit 12 ist über einen Anlenkmechanismus 15 ein im Betrieb im Wesentlichen vertikal gerichteter Mast 16 anwinkelbar gelagert. Der Mast 16 ist als ein sogenannter Mäkler mit einer vorderen Linearführung ausgebildet, entlang welcher ein Antriebsschlitten 17 mit einem Drehbohrantrieb 18 verschiebbar geführt ist. Zum Verschieben des Antriebsschlittens 17 ist ein nicht näher dargestellter Vorschubantrieb vorgesehen, welcher durch eine Vorschubwinde oder durch einen linearen Stellzylinder ausgeführt sein kann.The invention is described below using a drilling device 10, which is shown schematically in the Figures 1 and 2 is shown. The drilling device 10 comprises a carrier unit 12, which in the illustrated embodiment is designed to be mobile with an undercarriage 13, which is designed with a crawler chassis, and a superstructure 14 rotatably mounted thereon. There is one on the carrier unit 12 Articulation mechanism 15, a mast 16 which is essentially vertically directed during operation, is mounted so that it can be angled. The mast 16 is designed as a so-called leader with a front linear guide, along which a drive carriage 17 with a rotary drill drive 18 is slidably guided. To move the drive carriage 17, a feed drive (not shown) is provided, which can be implemented by a feed winch or by a linear actuating cylinder.

Durch ein ringförmiges Antriebselement des Drehbohrantriebes 18, welcher auch als Kraftdrehkopf oder Bohrtisch bezeichnet werden kann, ist eine schematisch angedeutete Kellystange 8 mit nicht dargestellten äußeren axialen Antriebsleisten hindurchgeführt. Die Kellystange 8 kann teleskopierbar ausgeführt sein und ist über ein Seil vertikal verstellbar am Mast 16 aufgehängt. Am unteren Ende der Kellystange 8 ist ein Bohrwerkzeug 2 drehfest angebracht, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine sogenannte Kellybohrschnecke ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Bohrgerät 10 dient zum Erstellen von Bohrlöchern im Boden, insbesondere zum Erzeugen von Gründungspfählen im Boden.A schematically indicated Kelly rod 8 with outer axial drive strips (not shown) is passed through an annular drive element of the rotary drill drive 18, which can also be referred to as a power turret or drilling table. The Kelly bar 8 can be designed to be telescopic and is suspended on the mast 16 in a vertically adjustable manner via a rope. At the lower end of the Kelly rod 8, a drilling tool 2 is attached in a rotationally fixed manner, which in the exemplary embodiment shown is designed as a so-called Kelly auger. The drilling device 10 according to the invention is used to create boreholes in the ground, in particular to create foundation piles in the ground.

Zum Räumen des Bohrwerkzeuges 2 von anhaftendem Bodenmaterial ist gemäß der Erfindung an dem Mast 16 gegenüberliegend zum Bohrwerkzeug 2 eine Vorrichtung 20 zum Räumen angeordnet.To clear the drilling tool 2 of adhering soil material, according to the invention a device 20 for clearing is arranged on the mast 16 opposite the drilling tool 2.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 20 zum Räumen wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 näher erläutert. Die Vorrichtung 20 umfasst einen Grundschlitten 22, welcher wie der Antriebsschlitten 17 an derselben Führung des Mastes 16 linear verschiebbar geführt sein kann. Der Grundschlitten 22 weist dabei zwei seitliche hülsenförmige Kettenköcher 24 auf, in welchen sich nach oben erstreckende Ketten 25 befestigt sind. Die in den Figuren 3 und 4 nur teilweise dargestellten Ketten 25 dienen zur Verbindung und Aufhängung des Grundschlittens 22 an dem darüberliegenden und in den Figuren 3 und 4 nicht dargestellten Antriebsschlitten 17. An einer Unterseite des Grundschlittens 22 können die Kettenköcher 24 mit einem plattenförmigen Aufstellfuß 26 abgeschlossen sein.The device 20 according to the invention for clearing is described below in connection with Figures 3 and 4 explained in more detail. The device 20 comprises a base carriage 22, which, like the drive carriage 17, can be guided in a linearly displaceable manner on the same guide of the mast 16. The basic carriage 22 has two lateral sleeve-shaped chain cases 24, in which upwardly extending chains 25 are fastened. The ones in the Figures 3 and 4 Chains 25, only partially shown, serve to connect and suspend the base carriage 22 on the one above and in the Figures 3 and 4 Drive carriage 17, not shown. On an underside of the base carriage 22, the chain quivers 24 can be closed with a plate-shaped stand 26.

An einer Vorderseite des Grundschlittens 22 ist ein Tragarm 30 angeordnet, welcher ein stabförmiges Stellglied 34 aufweist, welches verstellbar an einem Grundglied 32 gehaltert ist. Das Grundglied 32 ist schwenkbar um eine Schwenkachse 28 an dem Grundschlitten 22 gelagert, wobei die Schwenkachse 28 parallel zur Längs- oder Bohrachse des Bohrwerkzeuges 2 gerichtet ist.A support arm 30 is arranged on a front side of the base slide 22 and has a rod-shaped actuator 34 which is adjustable and held on a base member 32. The base member 32 is pivotable about a pivot axis 28 on the Base slide 22 is mounted, with the pivot axis 28 being directed parallel to the longitudinal or drilling axis of the drilling tool 2.

Über eine dazu quer gerichtete Auslenkachse 38, welche insbesondere orthogonal zur Bohrachse gerichtet ist, ist das Stellglied 34 des Tragarms 30 auslenkbar in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung gelagert. Am freien Ende des Tragarms 34 ist ein Räumelement 50 angebracht, welches zum Eingreifen in einen Wendelzwischenraum 6 an einer Bohrwendel 4 des Bohrwerkzeuges 2 ausgebildet ist. Die Bohrwendel 4 erstreckt sich dabei mit einigen Windungen entlang eines rohrförmigen Bohrschaftes 3. Am unteren Ende des Bohrschaftes 3 ist eine Pilotspitze 1 angeordnet. Am unteren Ende der Bohrwendel 4 sind in grundsätzlich bekannter Weise Abtragszähne 5 zum Abtragen von Bodenmaterial angeordnet.The actuator 34 of the support arm 30 is mounted deflectable in a substantially vertical direction via a deflection axis 38 directed transversely thereto, which is directed in particular orthogonally to the drilling axis. At the free end of the support arm 34, a clearing element 50 is attached, which is designed to engage in a spiral space 6 on a drilling spiral 4 of the drilling tool 2. The drilling coil 4 extends with a few turns along a tubular drilling shaft 3. A pilot tip 1 is arranged at the lower end of the drilling shaft 3. At the lower end of the drilling spiral 4, removal teeth 5 for removing soil material are arranged in a generally known manner.

Über einen Vierkantanschluss 7 am oberen Ende des Bohrschaftes 3 kann das Bohrwerkzeug 2 lösbar mit der zuvor beschriebenen, in den Figuren 3 bis 5 nicht dargestellten Kellystange 8 drehfest verbunden werden. Die Auslenkbarkeit des Räumelementes 50 an dem Tragarm 30 ist anschaulich in Fig. 5 dargestellt. Bei einem axialen Verschieben des Bohrwerkzeuges 2 entlang der Bohrachse kann das Stellglied 34 des Tragarmes 30 in einem gewissen Umfang der Vertikalbewegung des Bohrwerkzeuges 2 folgen, indem das Stellglied 34 um die Auslenkachse 38 ausgelenkt wird.The drilling tool 2 can be detachably inserted into the drilling tool 2 using a square connection 7 at the upper end of the drill shaft 3 Figures 3 to 5 Kelly rod 8, not shown, can be connected in a rotationally fixed manner. The deflection of the clearing element 50 on the support arm 30 is clearly shown in Fig. 5 shown. When the drilling tool 2 is moved axially along the drilling axis, the actuator 34 of the support arm 30 can follow the vertical movement of the drilling tool 2 to a certain extent by deflecting the actuator 34 about the deflection axis 38.

Das Stellglied 34 des Tragarmes 30 wird dabei in einer im Wesentlichen horizontalen Grundposition über eine Vorspannfeder 40 an der Unterseite des Tragarmes 30 gehalten. Bei einem nach-unten-Fahren des Bohrwerkzeuges 2 kann so der Tragarm 30 durch die Auslenkung um die Auslenkachse 38 nach unten der Vertikalbewegung in einem gewissen Umfang folgen, indem die Vorspannfeder 40 komprimiert wird. In entsprechender Weise kann der Tragarm 30 auch einer Vertikalbewegung des Bohrwerkzeuges 2 nach oben in gewissem Umfang folgen, wobei in diesem Fall das Stellglied 34 um die Auslenkachse 38 nach oben verschwenkt und die Vorspannfeder 40 gedehnt wird.The actuator 34 of the support arm 30 is held in a substantially horizontal basic position via a biasing spring 40 on the underside of the support arm 30. When the drilling tool 2 is moved downwards, the support arm 30 can follow the vertical movement to a certain extent by deflecting downwards about the deflection axis 38 by compressing the preload spring 40. In a corresponding manner, the support arm 30 can also follow a vertical movement of the drilling tool 2 upwards to a certain extent, in which case the actuator 34 is pivoted upwards about the deflection axis 38 and the biasing spring 40 is stretched.

In den Figuren 3 bis 5 ist der Tragarm 30 mit dem Räumelement 50 am freien Ende in einer Räumposition dargestellt, bei welcher das Räumelement 50 in den Wendelzwischenraum 6 der Bohrwendel 4 des Bohrwerkzeuges 2 eingreift. Der Tragarm 30 kann aus dieser Räumposition um die Schwenkachse 28 radial nach außen gegenüber dem Bohrwerkzeug 2 in eine Rückzugsposition verschwenkt werden, welche schematisch in Fig. 6 dargestellt ist. Der Tragarm 30 mit dem Grundglied 32 und dem Stellglied 34 wird um die Achse 28 verschwenkt, mit welcher das Grundglied 32 schwenkbar an dem Grundschlitten 22 gelagert ist.In the Figures 3 to 5 the support arm 30 with the clearing element 50 at the free end is shown in a clearing position in which the clearing element 50 engages in the helical space 6 of the drilling helix 4 of the drilling tool 2. From this clearing position, the support arm 30 can move radially outwards about the pivot axis 28 Drilling tool 2 can be pivoted into a retracted position, which is shown schematically in Fig. 6 is shown. The support arm 30 with the base member 32 and the actuator 34 is pivoted about the axis 28, with which the base member 32 is pivotally mounted on the base slide 22.

In der Darstellung gemäß Fig. 6 sind auch Führungsrollen 23 am Grundschlitten 22 der Vorrichtung 20 erkennbar, mit welchen der Grundschlitten 22 verschiebbar an Führungsleisten des Mastes 16 des Bohrgerätes 10 geführt ist.According to the representation Fig. 6 Guide rollers 23 can also be seen on the base slide 22 of the device 20, with which the base slide 22 is slidably guided on guide strips of the mast 16 of the drilling device 10.

Zum Verschwenken des Tragarms 30 zwischen der Räumposition und der Rückzugsposition kann ein Hebelmechanismus 60 mit einem Stellelement 42 in Form eines Stellzylinders vorgesehen sein, welche nachfolgend näher in Zusammenhang mit den Figuren 7 und 8 beschrieben werden. An der Vorderseite des Grundschlittens 22 ist gelenkig ein etwa horizontal gerichteter Stellzylinder als Stellelement 42 angeordnet. Ein aus dem Stellzylinder, insbesondere einem Hydraulikzylinder, ausfahrbarer Kolben 43 ist gelenkig mit einem Führungshebel 62 verbunden, welcher über einen Gelenkbolzen 64 am Grundschlitten 22 schwenkbar gelagert ist. Im Verbindungspunkt zwischen dem Führungshebel 62 und dem Kolben 43 ist über einen Anlenkbolzen 68 ein Kopplungshebel 66 angelenkt. An einem gegenüberliegenden Ende des Kopplungshebels 66 ist dieser über ein Kopplungsgelenk 70 mit einem Gelenkbolzen 72 in einem Langloch 74 schwenkbar und verschiebbar entlang einer Längsachse des Tragarms 30 gelagert. Der Gelenkbolzen 72 kann in dem Langloch 74 über eine Spannfeder 76 mit einem Führungsstift 78 vorgespannt werden. Die Spannfeder 76 hält den Gelenkbolzen 72 in Position, erlaubt aber eine gewisse Bewegbarkeit, wenn der Tragarm 30 im Betrieb auf einen Widerstand stößt und die Federspannkraft überwunden wird. Dies schont die Anordnung vor Beschädigungen.To pivot the support arm 30 between the clearing position and the retraction position, a lever mechanism 60 with an actuating element 42 in the form of an actuating cylinder can be provided, which will be discussed in more detail below Figures 7 and 8th to be discribed. An approximately horizontally directed actuating cylinder is arranged in an articulated manner as an actuating element 42 on the front of the base slide 22. A piston 43 that can be extended from the actuating cylinder, in particular a hydraulic cylinder, is articulated to a guide lever 62, which is pivotally mounted on the base slide 22 via a hinge pin 64. At the connection point between the guide lever 62 and the piston 43, a coupling lever 66 is articulated via a link pin 68. At an opposite end of the coupling lever 66, it is pivotally and displaceably mounted along a longitudinal axis of the support arm 30 via a coupling joint 70 with a hinge pin 72 in an elongated hole 74. The hinge pin 72 can be pretensioned in the elongated hole 74 via a tension spring 76 with a guide pin 78. The tension spring 76 holds the hinge pin 72 in position, but allows a certain degree of mobility if the support arm 30 encounters resistance during operation and the spring tension force is overcome. This protects the arrangement from damage.

Bei einem Ausfahren des Kolbens 43 aus dem Stellzylinder 42 wird der Tragarm 30 mit dem Grundglied 32 und dem Stellglied 34 in eine Rückzugsposition gedrückt, welche von dem Bohrwerkzeug 2 beabstandet ist. Durch Einfahren des Kolbens 43 in den Stellzylinder wird der Tragarm 30 aus der in Fig. 8 dargestellten Position über den Hebelmechanismus 60 in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung in den Wendelzwischenraum 6 an dem Bohrwerkzeug 2 in eine Räumposition eingeschwenkt, wie in den Figuren 3 bis 5 dargestellt ist.When the piston 43 is extended from the actuating cylinder 42, the support arm 30 with the base member 32 and the actuator 34 is pressed into a retraction position, which is spaced from the drilling tool 2. By retracting the piston 43 into the actuating cylinder, the support arm 30 is moved out of the in Fig. 8 shown position via the lever mechanism 60 in a substantially horizontal direction into the helical space 6 on the drilling tool 2 into a clearing position, as in the Figures 3 to 5 is shown.

Bei einem axialen Verfahren des Bohrwerkzeuges 2 entlang der Bohrachse kann der Tragarm 30 um die Auslenkachse 38 ausgelenkt werden, so dass Beschädigungen vermieden werden, sofern ein nicht-beabsichtigtes axiales Verfahren in gewissem Umfang bei noch eingeschwenktem Räumelement 50 erfolgt.When the drilling tool 2 is moved axially along the drilling axis, the support arm 30 can be deflected about the deflection axis 38, so that damage is avoided if an unintentional axial move occurs to a certain extent while the clearing element 50 is still pivoted in.

In der schematischen Querschnittsdarstellung von Fig. 9 ist die Anordnung und Aufhängung des Grundschlittens 22 über die beiden seitlichen Ketten 25 näher dargestellt. Die Ketten 25 erstrecken sich dabei jeweils durch einen hülsenförmigen Kettenköcher 24 bis zu einem unteren Befestigungsglied 82 einer Befestigungsanordnung 80 am unteren Ende des jeweiligen Kettenköchers 24. Das Befestigungsglied 82, welches verschiebbar in einer vertikalen Richtung an dem Grundschlitten 22 gelagert ist. Über seitliche Dämpfungsfedern 64 kann das Befestigungsglied 82 für die jeweilige Kette 25 federnd und linear verschiebbar gelagert sein.In the schematic cross-sectional representation of Fig. 9 the arrangement and suspension of the basic carriage 22 via the two side chains 25 is shown in more detail. The chains 25 each extend through a sleeve-shaped chain quiver 24 to a lower fastening member 82 of a fastening arrangement 80 at the lower end of the respective chain quiver 24. The fastening member 82, which is displaceably mounted in a vertical direction on the base carriage 22. The fastening member 82 for the respective chain 25 can be mounted in a resilient and linearly displaceable manner via lateral damping springs 64.

Bei einem Zusammenfahren von Antriebsschlitten 17 und Grundschlitten 22 der Vorrichtung 20 zum Räumen können sich die Kettenglieder der Ketten 25 innerhalb des hülsenförmigen Kettenköchers 24 jeweils zusammenlegen oder zusammenschieben. Bei einem schnellen Verfahren des Antriebsschlittens 17 nach oben können vertikale Stöße auf den Grundschlitten 22 und damit auch auf den Tragarm 30 vermieden oder abgedämpft werden, was ebenfalls der Schonung des Räumelementes 50 und des Bohrwerkzeuges 2 dienen kann, sofern sich das Räumelement 50 in der Räumposition befindet. Eine Dämpfung wird ebenfalls erzielt, wenn der Grundschlitten 22 auf den Boden auftrifft. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn der Antriebsschlitten 17 relativ bodennah ist und der Tragarm 30 aus der Wendel des Bohrwerkzeugs 2 herausgeschwenkt wird. Dabei kann der Grundschlitten 22 um einen gewisse Weg nach unten fallen und auf den Boden auftreffen.When the drive carriage 17 and base carriage 22 of the clearing device 20 move together, the chain links of the chains 25 can fold or push together within the sleeve-shaped chain quiver 24. When the drive carriage 17 moves upwards quickly, vertical shocks on the base carriage 22 and thus also on the support arm 30 can be avoided or dampened, which can also serve to protect the clearing element 50 and the drilling tool 2, provided that the clearing element 50 is in the clearing position located. Damping is also achieved when the base carriage 22 hits the ground. This can be done, for example, if the drive carriage 17 is relatively close to the ground and the support arm 30 is pivoted out of the helix of the drilling tool 2. The basic carriage 22 can fall down a certain distance and hit the ground.

Claims (14)

Vorrichtung zum Räumen eines Wendelzwischenraumes (6) einer Bohrwendel (4) eines Bohrwerkzeuges (2), mit - einem Grundschlitten (22), welcher entlang eines Mastes (16) eines Bohrgerätes (10) verschiebbar gelagert werden kann,
wobei der Grundschlitten (22) durch eine Ankopplung mit mindestens einer Kette (25) an einen Bohrantriebsschlitten (17) anhängbar ist, - einem Räumelement (50), welches zum Eingriff in den Wendelzwischenraum (6) des Bohrwerkzeuges (2) ausgebildet ist, wobei an dem Bohrwerkzeug (2) anhaftendes Bodenmaterial bei Drehung des Bohrwerkzeuges (2) durch das Räumelement (50) abstreifbar ist, und - einem Tragarm (30), an welchem das Räumelement (50) gehalten ist und welcher gegenüber dem Grundschlitten (22) bewegbar zwischen einer Rückzugsposition, in welcher das Räumelement (50) von dem Bohrwerkzeug (2) beabstandet ist, und einer Räumposition gelagert ist, in welcher das Räumelement (50) zum Räumen von Bodenmaterial in den Wendelzwischenraum (6) eingreift, - wobei der Tragarm (30) schwenkbar zwischen der Rückzugsposition und der Räumposition um eine Schwenkachse (28) gelagert ist, welche im Wesentlichen parallel zu einer Bohrlängsachse des Bohrwerkzeuges (2) gerichtet ist, - wobei der Tragarm (30) zusätzlich an dem Grundschlitten (22) in einer Richtung parallel zu der Bohrlängsachse des Bohrwerkzeuges (2) auslenkbar aus einer Grundposition gelagert ist und - wobei der Tragarm (30) mittels mindestens einer Vorspanneinrichtung (40, 76, 84) in der Grundposition mit einer Vorspannkraft gehalten ist. Device for clearing a spiral space (6) of a drilling spiral (4) of a drilling tool (2), with - a base carriage (22), which can be mounted slidably along a mast (16) of a drilling rig (10),
wherein the base carriage (22) can be attached to a drill drive carriage (17) by coupling with at least one chain (25), - a clearing element (50), which is designed to engage in the helical space (6) of the drilling tool (2), wherein soil material adhering to the drilling tool (2) can be stripped off by the clearing element (50) when the drilling tool (2) rotates, and - a support arm (30) on which the clearing element (50) is held and which is mounted movably relative to the base slide (22) between a retraction position in which the clearing element (50) is spaced from the drilling tool (2) and a clearing position , in which the clearing element (50) engages in the spiral space (6) for clearing floor material, - wherein the support arm (30) is pivotably mounted between the retraction position and the clearing position about a pivot axis (28), which is directed essentially parallel to a longitudinal drilling axis of the drilling tool (2), - wherein the support arm (30) is additionally mounted on the base slide (22) in a direction parallel to the longitudinal drilling axis of the drilling tool (2) from a basic position and - wherein the support arm (30) is held in the basic position with a pretensioning force by means of at least one pretensioning device (40, 76, 84). Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Grundglied (32) und ein Stellglied (34) des Tragarms (30) vorgesehen sind, wobei das Stellglied (34) verschiebbar und einstellbar an dem Grundglied (32) gehalten ist, wobei der Tragarm (30) an dem Grundschlitten (22) verschwenkbar um die Schwenkachse (28) gelagert ist.Device according to claim 1,
characterized,
that a base member (32) and an actuator (34) of the support arm (30) are provided, the actuator (34) being held on the base member (32) in a displaceable and adjustable manner, the support arm (30) being attached to the base slide (22). is pivotally mounted about the pivot axis (28). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tragarm (30) mittels eines Stellelementes (42), insbesondere eines Hydraulikzylinders, zwischen der Rückzugsposition und der Räumposition verstellbar ist.Device according to claim 1 or 2,
characterized,
that the support arm (30) can be adjusted between the retraction position and the clearing position by means of an adjusting element (42), in particular a hydraulic cylinder. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Stellelement (42) an dem Grundschlitten (22) angeordnet und über einen Hebelmechanismus (60) mit dem Tragarm (30) verbunden ist.Device according to claim 3,
characterized,
that the adjusting element (42) is arranged on the base slide (22) and is connected to the support arm (30) via a lever mechanism (60). Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hebelmechanismus (60) einen Führungshebel (62), welcher einerseits mit dem Grundschlitten (22) und andererseits mit einem Kolben (43) des Stellelements (42) gelenkig verbunden ist, und einen Kopplungshebel (66) aufweist, welcher einerseits mit dem Kolben (43) und/oder dem Führungshebel (62) und andererseits über ein Kopplungsgelenk (70) mit dem Tragarm (30) gelenkig verbunden ist.Device according to claim 4,
characterized,
that the lever mechanism (60) has a guide lever (62), which is articulated on the one hand to the base slide (22) and on the other hand to a piston (43) of the actuating element (42), and a coupling lever (66), which is connected to the piston on the one hand (43) and/or the guide lever (62) and on the other hand is articulated to the support arm (30) via a coupling joint (70). Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kopplungsgelenk (70) zwischen dem Tragarm (30) und dem Kopplungshebel (66) einen Gelenkbolzen (72) umfasst, welcher linear verschiebbar in einem Langloch (74) am Tragarm (30) gelagert ist.Device according to claim 5,
characterized,
in that the coupling joint (70) between the support arm (30) and the coupling lever (66) comprises a hinge pin (72), which is mounted in a linearly displaceable manner in an elongated hole (74) on the support arm (30). Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gelenkbolzen (72) in dem Langloch (74) federnd gelagert ist.Device according to claim 6,
characterized,
that the hinge pin (72) is resiliently mounted in the elongated hole (74). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Stellglied (34) des Tragarms (30) an dem Grundglied (32) schwenkbar um eine Auslenkachse (38) gelagert ist, welche quer zu der Bohrlängsachse gerichtet ist.Device according to one of claims 2 to 7,
characterized,
that the actuator (34) of the support arm (30) is mounted on the base member (32) so that it can pivot about a deflection axis (38) which is directed transversely to the longitudinal axis of the drilling. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Vorspannfeder (40) zwischen dem Grundglied (32) und dem Stellglied (34) des Tragarms (30) angeordnet ist.Device according to one of claims 2 to 8,
characterized,
that a biasing spring (40) is arranged between the base member (32) and the actuator (34) of the support arm (30). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Grundschlitten (22) zum Haltern an mindestens einer Kette (25) mindestens einen rohrförmigen Kettenköcher (24) aufweist, welcher sich entlang des Grundschlittens (22) erstreckt und nach oben hin offen ist.Device according to one of claims 1 to 9,
characterized,
in that the base carriage (22) has at least one tubular chain quiver (24) for holding on at least one chain (25), which extends along the base carriage (22) and is open at the top. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem unteren Bereich des Kettenköchers (24) ein Befestigungsglied (82) zum Befestigen der Kette (25) angeordnet ist.Device according to claim 10,
characterized,
that a fastening member (82) for fastening the chain (25) is arranged in a lower region of the chain quiver (24). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Grundschlitten (22) mindestens ein Befestigungsglied (82) in einer vertikalen Richtung verschiebbar und federnd gelagert ist.Device according to one of claims 1 to 11,
characterized,
that at least one fastening member (82) is displaceable and resiliently mounted on the base slide (22) in a vertical direction. Bohrgerät mit einer Trägereinheit (12) und einem daran angeordneten Mast (16), an welchem ein Drehbohrantrieb (18) zum drehenden Antreiben eines Bohrwerkzeuges (2) mit einer Bohrwendel (4), insbesondere einer Kellybohrschnecke, gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Mast (16) eine Vorrichtung (20) zum Räumen nach einem der Ansprüche 1 bis 12 angeordnet ist.Drilling device with a support unit (12) and a mast (16) arranged thereon, on which a rotary drilling drive (18) is mounted for rotating a drilling tool (2) with a drilling spiral (4), in particular a Kelly drilling auger,
characterized,
that a device (20) for clearing according to one of claims 1 to 12 is arranged on the mast (16). Verfahren zum Räumen eines Wendelzwischenraumes (6) einer Bohrwendel (4) eines Bohrwerkzeuges (2), insbesondere einer Kellybohrschnecke, von anhaftenden Bodenmaterial,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Räumen eine Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verwendet wird.Method for clearing a spiral space (6) of a drilling spiral (4) of a drilling tool (2), in particular a Kelly auger, of adhering soil material,
characterized,
that a device (20) according to one of claims 1 to 13 is used for clearing.
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