<Desc/Clms Page number 1>
Grondverdringende boor
De uitvinding betreft een boor voor het in een bodem aanbrengen van een langwerpig gat waarin een fundatiepaal kan worden vervaardigd, welke boor een torsiestijf buisvormig lichaam omvat aan het buitenoppervlak waarvan zich een schroefmiddel bevindt, welk buisvormige lichaam een hoofdbuis bezit aan het onderste eind waarvan zich een klep bevindt en aan het bovenste eind waarvan zich een aangrijpmiddel bevindt waarop een rotatiekoppel rond de langsas van het buisvormige lichaam kan worden uitgeoefend, rondom welke hoofdbuis een eerste hulpbuis is bevestigd.
Een dergelijke boor is bekend uit FR-A-1659385, en kan bijvoorbeeld door middel van een hydraulische aandrijfinrichting in een bodem worden geschroefd. De klep wordt daarbij in de gesloten positie gehouden. Vervolgens wordt via de holle inwendige ruimte van de boor onder druk betonmortel ingebracht. Tijdens het inbrengen van de betonmortel wordt de boor door een geschikte trekinrichting uit de bodem getrokken. Tegelijk wordt de klep in de geopende positie gebracht, zodanig dat de betonmortel zich in het verkregen langwerpige gat kan verzamelen.
Met het uit de bodem trekken van de boor wordt ook het losgemaakte bodemmateriaal of boorspecie op de schroefbladen mee uit het gat getransporteerd. Dat is een nadeel. Allereerst moet de boorspecie worden afgevoerd, hetgeen extra kosten meebrengt. Tevens leidt de aldus uit het gat verwijderde hoeveelheid boorspecie er toe dat relatief veel betonmortel moet worden ingebracht ter vervaardiging van een fundatiepaal. Niet ongebruikelijk is dat een totale hoeveelheid betonmortel moet worden ingebracht die ongeveer gelijk is aan 120-130% van het volume van de theoretische inhoud van de fundatiepaal. Ook dat leidt tot extra kosten.
Doel van de uitvinding is daarom een boor van het hiervoor genoemde type te verschaffen die deze nadelen mist. Dat doel wordt bereikt doordat rondom de eerste hulpbuis een tweede hulpbuis is bevestigd en dat het schroefmiddel zich uitstrekt over de hoofdbuis en over de eerste hulpbuis.
Door deze uitvoering van de boor wordt het losgeboorde bodemmateriaal bijna volledig zijdelings in het geboorde gat verdrongen. Dit verdringingseffect heeft verscheidene voordelen. Allereerst wordt minder bodemmateriaal uit het gat getransporteerd bij het inboren en het trekken van de boor, waardoor kostenbesparingen wor-
<Desc/Clms Page number 2>
den verkregen zoals uit het voorgaande blijkt. Een verder gunstig effect is dat de verdringing van het bodemmateriaal tot een versteviging van de gatwand leidt. Het dragend vermogen van de vervaardigde betonnen fundatiepaal wordt daardoor gunstig beïnvloed.
Teneinde de kleef, die als gevolg van het gedeelte met relatief grote diameter van de schroefpaal hoger is, te verminderen en het uit de bodem trekken te vergemakkelijken, kan zich over het gedeelte van het buisvormige lichaam dat een relatief grote diameter heeft een lijnvormige verdikking uitstrekken. Bij voorkeur zijn twee elkaar kruisende schroeflijnvormige verdikkingen aanwezig. De maximale diameter van de verdikking is bij voorkeur gelijk aan de maximale diameter van het schroefmiddel. De diameter van de boor is derhalve bij voorkeur constant in lengterichting.
De constructie van de boor moet bestand zijn tegen de hoge belastingen die in bedrijf daarop worden uitgeoefend. In dat verband is aan het bovenste eind van de hoofdbuis het aangrijpmiddel voorzien en aan het onderste eind daarvan de klep. Het aandrijfkoppel waarmee de boor in de bodem wordt geschroefd kan via het aangrijpmiddel betrouwbaar worden overgebracht in de hoofdbuis, die ontworpen is op de juiste torsie-eigenschappen.
Ter vergemakkelijking van het in de bodem schroeven van de boor kan de tweede hulpbuis aan zijn naar het schroefblad gekeerde eind via een conusvormig overgangsstuk zijn bevestigd aan de eerste hulpbuis, terwijl de eerste hulpbuis via een conisch overgangsstuk kan zijn bevestigd aan de hoofdbuis.
Het schroefmiddel kan zich uitstrekken tot over het onderste eind van de hoofdbuis ; bij voorkeur bevinden zich op het onderste eind van de hoofdbuis dubbele schroefbladen.
Zoals hiervoor reeds vermeld, blijft het losgeboorde bodemmateriaal zoveel mogelijk achter in het gat. Dat bodemmateriaal wordt daartoe zoveel mogelijk in de gatwand gedrongen. In dat verband kan nog een verdere verbetering van de boor worden bereikt indien het schroefmiddel twee schroefbladen heeft die zich in de langsrichting van het buisvormige lichaam achter elkaar bevinden en die een tegengestelde spoed bezitten. Het zich het dichtst nabij het onderste eind van de boor bevindende schroefblad dringt het bodemmateriaal naar boven. Daardoor zou het gevaar kunnen bestaan dat alsnog bodemmateriaal langs het gedeelte van de boor met relatief grote diameter naar boven zou kunnen worden getransporteerd. Om ook dit risico te vermijden, is het
<Desc/Clms Page number 3>
tweede, tegengesteld gerichte schroefblad aangesloten op het eerste schroefblad.
Dit tweede schroefblad oefent bij het in de bodem draaien van de boor een neerwaartse werking uit op het bodemmateriaal, waardoor dit effectief wordt tegengehouden en zijdelings kan worden aangedrukt ter plaatse van het gedeelte met relatief grote diameter.
De klep heeft bij voorkeur een zich aan het onderste eind van de hoofdbuis bevindende klepzitting alsmede een ten opzichte van de klepzitting beweegbaar kleplichaam. Dit kleplichaam is in de langsrichting van het buisvormige lichaam transleerbaar.
Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van het in de figuren weergegeven uitvoeringsbeeld van een boor.
Figuur 1 toont een boor in zijaanzicht.
Figuur 2 toont een langsdoorsnede door de boor volgens figuur 1.
Figuur 3 toont het bovenste eind van de boor.
Figuren 4 en 5 tonen een klep aan het onderste eind van de boor.
De in de figuren 1 en 2 weergegeven grondverdringende boor omvat een in zijn geheel met 1 aangeduid buisvormig lichaam, dat bestaat uit de hoofdbuis 2, een eerste om de hoofdbuis 2 aangebrachte hulpbuis 3 met een iets grotere diameter dan de hoofdbuis 2, alsmede een tweede om zowel de hoofdbuis 2 als de eerste hulpbuis 3 aangebrachte tweede hulpbuis 4 waarvan de diameter iets groter is dan die van de eerste hulpbuis 3.
De eerste hulpbuis 3 is door middel van het conische overgangsstuk 5 aan zijn onderste eind bevestigd aan de hoofdbuis 2 ; tweede hulpbuis 4 is aan zijn onderste eind door middel van het conische overgangsstuk 6 bevestigd aan de eerste hulpbuis 3.
Onderling zijn de hoofdbuis 2, eerste hulpbuis 3 en tweede hulpbuis 4 nog verder aan elkaar verbonden door regelmatig verdeelde afstandhouders 7 respectievelijk 8.
Over het vrije gedeelte van de eerste hulpbuis 3 strekt zich een schroefmiddel 9 uit. Dit schroefmiddel 9 omvat een eerste schroefblad 10, dat zich voortzet tot over het vrije uiteinde 11 van de hoofdbuis 2. Ter plaatse van dat vrije uiteinde 11 is het schroefblad 10 dieper, zodat de uitwendige diameter daarvan constant is. Ter hoogte van dat vrije uiteinde 11van de hoofdbuis 2 is bovendien een tweede, kort schroefblad 12 aangebracht, waarvan de spoedhoek gelijk is aan die van het eerste schroefblad 10.
<Desc/Clms Page number 4>
Aan het bovenste eind is het eerste schroefblad 10 aangesloten op een tweede schroefblad 13, waarvan de spoedhoek tegengesteld is aan die van het eerste schroefblad 10. Het tweede schroefblad 13 strekt zich uit tot over het conische overgangsstuk 6 tussen de eerste hulpbuis 3 en de tweede hulpbuis 4, waarbij de diepte van het blad geleidelijk aan afneemt.
De diepte van het blad is uiteindelijk ongeveer gelijk aan de diepte of hoogte waarmee de schroeflijnvormige richels 14,15, die elkaar kruisen, uitsteken ten opzichte van het uitwendige oppervlak van de tweede hulpbuis 4.
Aan het bovenste eind van de hoofdbuis 2 is het in zijn geheel met 16 aangeduide aangrijpmiddel, dat een inwendig achthoekige vorm 17 heeft, aangesloten. Dit aangrijpmiddel 16 is tevens bevestigd aan de tweede hulpbuis 4. Op dit aangrijpmiddel kan een hydraulische inrichting worden aangesloten die een koppel kan uitoefenen voor het in de bodem draaien van de boor. Aan het onderste eind van de hoofdbuis 2 bevindt zich de in zijn geheel met 18 aangeduide klep.
Bij het in de bodem draaien van de boor volgens de uitvinding treden allereerste de schroefbladen 10,12 in werking, die de boor naar beneden trekken. Het materiaal dat zich bevindt ter hoogte van het tweede, tegengesteld gerichte schroefblad 13 wordt tegengehouden tegen verder naar boven bewegen langs de schroefpaal, bij het steeds verder indraaien daarvan. Ter hoogte van de tweede hulpbuis 4 met relatief grote diameter wordt het losgeboorde bodemmateriaal stevig aangedrukt in de richting van de gatwand, waardoor een verstevigend effect wordt verkregen.
Een verder gevolg van de aanwezigheid van de tweede hulpbuis 4 met relatief grote diameter is dat, nadat het gat geboord is, bij het uit de bodem trekken van de boor geen of zeer weinig bodemmateriaal mee omhoog uit het gat wordt getrokken. Slechts bodemmateriaal dat zich nog bevindt op de schroefbladen 10,12, 13 wordt meegenomen uit het gat. Het overige materiaal blijft daarin echter achter, hetgeen betekent dat slechts een zeer geringe hoeveelheid zogenaamd boorspecie behoeft te worden afgevoerd. Zoals genoemd is ook de gatwand verstevigd, waardoor het dragend vermogen van de in het geboorde gat te vervaardigen fundatiepaal gunstig wordt beïnvloed.
Deze fundatiepaal wordt vervaardigd doordat bij het uit het zich in de bodem bevindende gat trekken van de boor, betonmortel onder druk wordt ingebracht door de hoofdbuis 2. De klep 18 wordt daarbij geopend, zodanig dat bij het zich steeds verder trekken van de boor de betonmortel zich verzameld in het gat.
<Desc/Clms Page number 5>
De klep 18 is nader weergegeven in de figuren 4 en 5. Deze klep bestaat uit een klepzitting 19 die aan het onderste eind van de hoofdbuis 2 is aangebracht, alsmede een op en neer beweegbaar kleplichaam 20. Bij het in de bodem schroeven van de boor wordt het kleplichaam 20 dichtgedrukt tegen de klepzitting 19 zoals weergegeven in figuur 4. Bij het omhoog trekken uit het gat daarentegen van de boor zakt het kleplichaam 20 naar beneden, waardoor een vrije doorgang ontstaat ten opzichte van de zitting 19. Het kleplichaam 20 wordt tegen losraken beveiligd door de radiaal gerichte platen 21, die eveneens gevangen gehouden worden, in de onderste stand van het kleplichaam 20, door de klepzitting 19.
Als alternatief zou de klep ook scharnierend kunnen worden uitgevoerd. Bij voorkeur is de boor aan de onderzijde dan voorzien van een klepzitting die onder 45 is geplaatst.
Het kleplichaam 20 bezit een kegelvorm. De top 21 van deze kegelvorm bevindt zich derhalve precies ter hoogte van de hartlijn van de boor. Voordeel daarvan is dat de boor nauwkeurig kan worden gecentreerd op de gewenste positie. De boorwerkzaamheden kunnen derhalve nauwkeurig op de juiste plaats worden uitgevoerd.