CH671607A5

CH671607A5 -

Info

Publication number: CH671607A5
Application number: CH236086A
Authority: CH
Inventors: Norbert Thierolf
Original assignee: Anlagentech Baumasch Ind
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1989-09-15
Also published as: AT387424B; DE3521148A1; ATA154786A

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung für den Tiefbau, insbesondere zum Durchführen von Erdbohrungen, mit einer Teleskopstange zur Befestigung der Bohrschnecke am Bohrantrieb. The invention relates to a drilling device for civil engineering, in particular for performing earth bores, with a telescopic rod for fastening the auger to the drill drive.

Auf dem Gebiete des Tiefbaues ist das Durchführen von freien oder verrohrten Bohrungen mit Hilfe von Bohrschnecken allgemein bekannt. Dabei befindet sich im letzteren Fall die Bohrschnecke innerhalb eines zu Beginn des Bohrvorganges bereits eingerammten Rohres, aus dem das Erdreich entfernt wird. Die Bewegung der Bohrschnecke wird hierbei über einen am oberen Ende befindlichen Bohrantrieb erzeugt, der seinerseits kardanisch an einem Trägergerät, in aller Regel einen Bagger, einem Mäkler, einem Lader od. gl. zur Aufrechterhaltung der Bewegungsfähigkeit in allen Richtungen aufgehängt ist. Schwierigkeiten bei der Handhabung ergeben sich in der Praxis dadurch, dass der Bohrantrieb über einen Ausleger am Trägergerät, wie z.B. dem Bagger befestigt ist und dieser Ausleger aus zwei bzw. drei gelenkig miteinander verbundenen Einzelteilen besteht, mit der Folge, dass sich der Endpunkt des Auslegers mit zunehmender Bohrtiefe auf einer vergleichsweise komplizierten, in einfachen Fällen parabelförmigen Kurve bewegt. Durch komplizierte Manövrierbewegungen müssen die einzelnen Teile des Auslegers dann mit zunehmender Tiefe so eingestellt werden, dass sich die Bohrschnecke stets auf einer im allgemeinen in vertikaler Richtung verlaufenden Geraden bewegt. Die Nachführung muss auch bei veränderlicher Tiefe stets so erfolgen, dass die Bohrschnecke und die Bohrung stets in der gewünschten Richtung erfolgt. Im Spezialfall vertikaler Bohrung muss dann die Bohrschnecke stets senkrecht zur Erdoberfläche angeordnet sein. In the field of civil engineering, the execution of free or cased drilling with the help of augers is generally known. In the latter case, the auger is located within a pipe that has already rammed at the start of the drilling process and from which the soil is removed. The movement of the auger is generated via a drill drive located at the upper end, which in turn is gimbaled on a carrier device, usually an excavator, a leader, a loader or the like, to maintain mobility in all directions. In practice, handling difficulties arise from the fact that the drill drive has an extension arm on the carrier device, e.g. is attached to the excavator and this boom consists of two or three articulated individual parts, with the result that the end point of the boom moves with increasing drilling depth on a comparatively complicated, in some cases parabolic curve. Due to complicated maneuvering movements, the individual parts of the boom must then be adjusted with increasing depth so that the auger always moves on a straight line that generally runs in the vertical direction. Even with variable depth, the tracking must always be carried out in such a way that the auger and the drilling always take place in the desired direction. In the special case of vertical drilling, the auger must always be arranged perpendicular to the surface of the earth.

Zur Verlängerung der maximal möglichen Bohrtiefe ist bereits der Einsatz von Teleskopstangen bekannt, die zwischen Bohrantrieb und Bohrschnecke angebracht werden. Sie werden mechanisch betätigt, d, h., dass mit Erreichen einer gewissen Bohrtiefe durch Lösen einer Absteckung die Stange betätigt und teleskopartig verlängert oder verkürzt werden kann. Bei diesen mechanischen Teleskopstangen ist als wesentlicher Nachteil anzusehen, dass die durch Abstecken mögliche Längenveränderung nur um gewisse durch die mechanische Konstruktion vorgegebenen Beträge möglich ist. In den Zwischenbereichen ist zur Erreichung der gewünschten Bohrrichtung nach wie vor ein kompliziertes Nachführen des Auslegers erforderlich. To extend the maximum possible drilling depth, the use of telescopic rods, which are attached between the drill drive and the auger, is already known. They are operated mechanically, which means that when a certain drilling depth is reached, the rod can be actuated by loosening a stake and extended or shortened telescopically. A major disadvantage of these mechanical telescopic poles is that the length change possible by staking out is only possible by a certain amount specified by the mechanical construction. In the intermediate areas, complicated adjustment of the boom is still required to achieve the desired drilling direction.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung einer Bohrvorrichtung zur Aufgabe gemacht, mit deren Hilfe ein wesentlich vereinfachtes und damit auch schnelleres Einbringen von Erdbohrungen möglich wird. Proceeding from this, the invention has set itself the task of creating a drilling device, with the aid of which a substantially simplified and thus also faster drilling of earth bores is possible.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss durch eine Bohrvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Im entscheidenden Unterschied zu den bekannten Bohrvorrichtungen erfolgt die Betätigung der Teleskopstange auf hydraulischem Wege. In dieser Weise wird eine kontinuierliche Verstellung ermöglicht, so dass eine Nachführung der Ausleger während des Ausfahrens der Teleskopstange von der kürzesten bis zur maximalen Länge nicht erforderlich ist. Die mechanische Teleskopstange demgegenüber ist nur in diskreten Schritten verlängerbar, wobei als weiterer wesentlicher Nachteil hinzukommt, dass das hierbei erforderliche Abstecken relativ umständlich ist, da sich eine Person unmittelbar zur Teleskopstange hin begeben und diese Absteckarbeit durchführen muss. Bei hydraulischer Betätigung kann diese unmittelbar vom Trägergerät, wie z. B. dem Bagger, aus erfolgen. Hierdurch wird eine wesentliche Vereinfachung der Arbeit und damit auch Beschleunigung erreichbar. Einen wesentlichen Beitrag hierzu liefert die Tatsache, dass das Trägergerät wie z. B. der Baggerausleger während der Betätigung der Teleskopstange zur Erreichung eines geradlinigen Bohrvorschubes nicht verstellt werden muss, wozu in aller Regel eine Verstellung sämtlicher den Ausleger bildenden und gelenkig miteinander verbunden Teile erforderlich wäre. Dabei gilt grundsätzlich, dass die erfindungsgemässe Teleskopstange nicht nur für vertikales sondern auch für horizontales oder schräges Bohren einsetzbar ist. According to the invention, this object is achieved by a drilling device with the features of claim 1. In contrast to the known drilling devices, the telescopic rod is actuated hydraulically. In this way, a continuous adjustment is made possible, so that it is not necessary to adjust the arms from the shortest to the maximum length while the telescopic rod is being extended. The mechanical telescopic rod, on the other hand, can only be extended in discrete steps, with a further major disadvantage that the stakeout required here is relatively cumbersome, since a person has to go directly to the telescopic rod and carry out this staking work. With hydraulic actuation, this can be directly from the carrier device, such as. B. the excavator. As a result, a significant simplification of work and thus acceleration can be achieved. The fact that the carrier device such. B. the excavator boom does not have to be adjusted during the actuation of the telescopic rod to achieve a straight drilling feed, for which purpose an adjustment of all the parts forming the boom and articulated to one another would be required. The basic principle here is that the telescopic rod according to the invention can be used not only for vertical but also for horizontal or oblique drilling.

Die Anwendung auf dem Gebiet der Erdbohrungen ist allgemein zu fassen, denn er beinhaltet nicht allein das Arbeiten im Erdreich, sondern auch das Arbeiten in steinhal-tigem Boden, in Kies oder Bohrungen in Beton. The application in the field of earth drilling is general, because it includes not only working in the ground, but also working in stony soil, gravel or drilling in concrete.

Darüber hinaus besitzt eine hydraulisch betätigbare Teleskopstange sämtliche Vorteile, die auch die mechanische Ausführungsform auszeichnen: So lässt sich durch den Einsatz einer Teleskopstange eine grössere Bohrtiefe erreichen und durch die Verkürzung der Teleskopstange auf minimale Länge durch Zusammenschieben ist eine bessere Handhabung und Transport möglich. In addition, a hydraulically operated telescopic rod has all the advantages that also characterize the mechanical embodiment: For example, a larger drilling depth can be achieved by using a telescopic rod, and by shortening the telescopic rod to a minimum length by pushing it together, better handling and transport are possible.

Die Funktion einer Bohrvorrichtung mit der vorgeschlagenen Teleskopstange ist wie folgt : The function of a drilling device with the proposed telescopic rod is as follows:

Die Teleskopstange befindet sich zwischen dem Bohrantrieb und der Bohrschnecke und steht mit einem gesteuerten hydraulischen Pumpsystem in Verbindung. Dann wird die Bohrschnecke durch entsprechende Verstellungen des Trägergerätes in die gewünschte Bohrrichtung gebracht, anschliessend der Bohrantrieb eingeschaltet und der Vortrieb der Bohrschnecke durch entsprechende Steuerung der hydraulischen Pumpe eingestellt. Die hydraulische Verschiebung der Teleskopstange ermöglicht eine kontinuierliche Veränderung der Länge. Darüber hinaus bleibt die Stellung des Bohrantriebes während des Ausfahrens der Teleskopstange in raumfester Position, so dass ein Verstellen und Nachfahren durch das Trägergerät nicht erforderlich ist. In aller Regel wird sie dann, wenn die Teleskopstange völlig ausgefahren ist, wieder eingefahren und hierbei der Bohrantrieb durch entsprechende Betätigung des Trägergerätes nachgeführt. Daran anschliessend wird, soweit gewünscht, der weitere Teil des Vortriebes in der gleichen, soeben beschriebenen Weise vorgenommen. Die einzelnen Vorgänge werden solange wiederholt, bis die gewünschte Endtiefe des Bohrloches erreicht ist. Ohne Verwendung einer Teleskopstange müsste während des Bohrvorganges auf Grund der sich ständig ändernden Bohrtiefe der am Trägergerät befindliche Bohrantrieb nachjustiert werden, was bei den meisten Trägergeräten, wie z. B. den Baggern, auf Grund der Mehrteiligkeit der Ausleger und der dadurch bedingten komplizierten Kinematik recht schwierig ist. Bei einem hydraulischen Teleskoprohr hingegen kann der Bohrantrieb über die gesamte ausfahrbare Länge in raumfester Position verbleiben. The telescopic rod is located between the drill drive and the auger and is connected to a controlled hydraulic pump system. Then the auger is brought into the desired drilling direction by appropriate adjustments of the carrier device, then the drill drive is switched on and the propulsion of the auger is adjusted by appropriate control of the hydraulic pump. The hydraulic displacement of the telescopic rod enables the length to be changed continuously. In addition, the position of the drill drive remains in a fixed position during the extension of the telescopic rod, so that adjustment and tracking by the carrier device is not necessary. As a rule, when the telescopic rod is fully extended, it is retracted and the drill drive is adjusted by actuating the carrier device accordingly. Subsequent to this, if desired, the further part of the tunneling is carried out in the same manner just described. The individual processes are repeated until the desired final depth of the borehole is reached. Without the use of a telescopic rod, the drilling drive on the carrier device would have to be readjusted during the drilling process due to the constantly changing drilling depth. B. the excavators, due to the multi-part of the boom and the resulting complicated kinematics is quite difficult. With a hydraulic telescopic tube, however, the drill drive can remain in a fixed position over the entire extendable length.

Wie bereits erläutert, ist die Teleskopstange am oberen Ende mit dem Bohrantrieb, am unteren Ende mit der Bohrschnecke und darüber hinaus mit einem im Trägergerät befindlichen, die Verschiebung der Teleskopstange bewir2 As already explained, the telescopic rod is at the upper end with the drill drive, at the lower end with the auger and, moreover, with one in the carrier device, which causes the telescopic rod to be displaced

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kenden hydraulischen Pumpsystem verbunden. Während des Arbeitsvorganges befindet sich die Teleskopstange in Rotation, so dass spezielle Massnahmen erforderlich sind, mit deren Hilfe auch dann noch die Verbindung zum hydraulischen Pumpsystem hergestellt ist und bleibt. Welche bauliche Lösung hiefür vorgesehen wird, steht hierbei im Rahmen der Erfindung grundsätzlich frei. Besonders zweckmässig ist, wenn die Teleskopstange mit einer hydraulischen Drehdurchführung ausgerüstet ist, welche eine direkte Beaufschlagung des Teleskoprohres mit dem hydraulischen Medium des Pumpsystemes ermöglicht. kenden hydraulic pump system connected. During the work process, the telescopic rod is rotating, so that special measures are necessary with the help of which the connection to the hydraulic pump system is still established. The structural solution that is provided for this is basically free within the scope of the invention. It is particularly expedient if the telescopic rod is equipped with a hydraulic rotary feedthrough, which enables the hydraulic medium of the pump system to be acted upon directly.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, in dem an Hand der Zeichnung eine Ausführungsform der Erfindung in schematischer Seitendarstellung wiedergegeben ist. Further details and advantages of the invention can be found in the following description, in which an embodiment of the invention is shown in a schematic side view with the aid of the drawing.

Die Bohrvorrichtung für den Tiefbau, insbesondere zum Durchführen von Erdbohrungen, weist einen Bagger 5 mit Ausleger 7 auf, an welchem mittels eines Kardangelenkes 6 ein Bohrantrieb 4 angeordet ist. An diesen ist eine Teleskopstange 1 mit Drehdurchführung 2 angeschlossen. An ihrem unteren Ende trägt die Teleskopstange 1 eine Bohrschnecke 3. Über den oberhalb der Drehdurchführung 2 angeordneten Bohranteil 4 wird die Teleskopstange 1 und mit ihr die Bohrschnecke 3 in Rotation versetzt. Das Ein- und Ausfahren der Teleskopstange 1 erfolgt durch Beaufschlagung mit einem hydraulischen Medium, das über ein hier nicht gezeigtes Pumpsystem im Bagger 5 transportiert und entsprechend gesteuert wird. Die Bohrschnecke 3 greift etwa in vertikaler Richtung in das Erdreich 8 ein. The drilling device for civil engineering, in particular for carrying out earth drilling, has an excavator 5 with a boom 7, on which a drilling drive 4 is arranged by means of a cardan joint 6. A telescopic rod 1 with a rotating union 2 is connected to this. At its lower end, the telescopic rod 1 carries a auger 3. The telescopic rod 1, and with it the auger 3, is rotated via the drill portion 4 arranged above the rotary joint 2. The telescopic rod 1 is retracted and extended by applying a hydraulic medium which is transported in the excavator 5 via a pump system (not shown) and controlled accordingly. The auger 3 engages in the soil 8 approximately in the vertical direction.

Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung wird die Rotation der Bohrschnecke 3 (und demzufolge auch die Teleskop-s stange 1) über den Bohrantrieb 4 vorgenommen, dessen Abwärtsbewegung in vertikale Richtung erfolgt über entsprechende hydraulische Beaufschlagung der Teleskopstange 1 sowie teilweise durch Bewegen des Auslegers 7. In der Praxis wird in aller Regel der Bohrvorgang bei weitgehend eingefah-io rener Teleskopstange 1 gestartet, die sich mit zunehmender Tiefe der Bohrschnecke 3 durch entsprechende hydraulische Beaufschlagung verlängert. Sobald die Teleskopstange 1 ihre maximale Länge, das Bohrloch jedoch nicht die gewünschte Tiefe erreicht hat, wird die Teleskopstange 1 wieder zusam-15 mengeschoben und durch Absenken der gesamten aus Bohrantrieb 4, Drehdurchführung 2, Teleskopstange 1 und Bohrschnecke 3 bestehende Einheit mit Hilfe des Auslegers 7 soweit abgesenkt, dass das untere Ende der Bohrschnecke 3 am Grund des Bohrloches anzuliegen kommt. Die Fortset-20 zung des Bohrvorganges geschieht dann durch Vornahme der oben bereits beschriebenen einzelnen Massnahmen. Der soeben beschriebene Arbeitszyklus wird solange wiederholt, bis die gewünschte oder maximal möglich Bohrtiefe des Gerätes realisiert ist. In the proposed device, the rotation of the auger 3 (and consequently also the telescopic rod 1) is carried out via the drill drive 4, the downward movement of which in the vertical direction takes place via corresponding hydraulic loading of the telescopic rod 1 and partly by moving the boom 7. In the In practice, the drilling process is usually started with a largely retracted telescopic rod 1, which is lengthened with increasing depth of the auger 3 by appropriate hydraulic action. As soon as the telescopic rod 1 has reached its maximum length, but the borehole has not reached the desired depth, the telescopic rod 1 is pushed together again and by lowering the entire unit consisting of drill drive 4, rotary joint 2, telescopic rod 1 and auger 3 with the help of the boom 7 lowered so far that the lower end of the auger 3 comes to rest against the bottom of the borehole. The continuation of the drilling process then takes place by taking the individual measures already described above. The work cycle just described is repeated until the desired or maximum possible drilling depth of the device is achieved.

25 Die erfindungsgemässe Anordnung ermöglicht ein kontinuierliches und damit schnelles Bohren, da die gesamte Bohreinheit mit zunehmender Tiefe durch das Trägergerät nicht nachgeführt werden muss. 25 The arrangement according to the invention enables continuous and therefore fast drilling since the entire drilling unit does not have to be tracked by the carrier device with increasing depth.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

671607 PATENT CLAIMS

1. Drilling device for civil engineering, in particular for performing earth bores, with a telescopic rod (1) for fastening the auger (3) to the drill drive (4), characterized in that the telescopic rod is designed to be hydraulically retractable and extendable.

2. Drilling device according to claim 1, characterized in that the telescopic rod is equipped with a hydraulic rotary feedthrough (2).