CN104838071A - 改进的石桩钻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种碎石桩钻机，所述碎石桩钻机包括第一钻机、第二钻机和位移设备，其中，－第一钻机包括管，在所述管内至少部分地、共轴地布置第二钻机；－第二钻机包括钻机梯段和第一末端端部；－位移设备包括位移单元和至少一个导向装置；－位移单元包括导向通道和暴露的壁，以便使导向通道延伸到暴露的壁内；－暴露的壁与第二钻机的中心线大致平行地布置；并且，－至少一个导向装置位于导向通道内；以便使导向通道是连续的圆周通道，所述连续的圆周通道遵循波状路径，并且至少一个导向装置或位移单元被可释放地或永久地附装到第二钻机。

Description

改进的石桩钻机

技术领域

本发明涉及对钻机的改进，所述钻机用于在地面形成用于支撑建筑物或其它结构的桩。

背景技术

贯穿本说明书，现有技术的任何讨论并不表示这种现有技术是广为人知的或形成本技术领域中的常见的一般知识的一部分。

可以通过许多措施实现在地面形成碎石桩(granular stonecolumn)，一种措施是使用钻机，所述钻机包括在空心管内的螺旋钻。当钻机处于期望的深度时，骨料被进给到空心管的中心中，并且螺旋钻被转动以形成碎石桩。由于骨料是颗粒材料，所以骨料可以桥接并且部分地或完全地阻隔骨料流入石桩中。为了克服该桥接作用，能够手动地清除该桥接作用，但是这会是耗时的，并且会影响所形成的碎石桩的品质。

随着碎石桩形成，为了将桥接作用减到最小并且为了允许更加容易地从地面抽取钻机，螺旋钻可以沿着与空心管相反的方向被驱动。为此所提出的一种方法是使用行星齿轮，螺旋钻被永久地附装到太阳轮和从动的内齿轮(环形齿轮)。在某些变型中，为了防止螺旋钻被连续地驱动，太阳轮与行星轮脱开。如果太阳轮在初始钻削期间被脱开，则在可以形成碎石桩之前太阳轮需要恰当地对准并且继而接合行星轮，这会是耗时的，并且如果太阳轮与所施加的动力有偏差，则会损坏或破坏齿或齿轮。应当注意到，螺旋钻和空心管的反向仍然桥接，则该桥接作用需要在继续钻削之前被清除。

除了有会增加制备碎石桩所耗费的时间的桥接问题以外，仍然需要在形成碎石桩期间压紧骨料。骨料的进给速度、钻机的rpm和从地面抽取钻机的速度可以全部改变，但即便如此也会难以实现所需要的压紧。为了改进压紧，所完成的石桩可以被机械地振动，但是这是额外的步骤。

在某些地面环境中，在抽取期间钻机会“粘住”，这会增加形成每个碎石桩所耗费的时间，或在某些情况下，这会需要额外的机械来清除该钻机粘住问题。

本发明的目的是克服或缓解以上强调的缺陷中的一个或多个和/或至少为客户提供有用的选择。

发明内容

本发明提供一种碎石桩钻机，所述碎石桩钻机包括第一钻机、第二钻机和位移设备，其中，

-第一钻机包括管，在所述管内至少部分地、共轴地布置第二钻机；-第二钻机包括钻机梯段(drill flight)和第一末端端部；

-位移设备包括位移单元和至少一个导向装置；

-位移单元包括导向通道和暴露的壁，以便使导向通道延伸到暴露的壁内；

-暴露的壁与第二钻机的中心线大致平行地布置；并且

-至少一个导向装置位于导向通道内；

以便使导向通道是连续的圆周通道，所述连续的圆周通道遵循波状路径，并且至少一个导向装置或位移单元被可释放地或永久地附装到第二钻机。

优选地，导向通道遵循平滑的波状路径。在高度优选的形式中，导向通道是大致正弦型的。

优选地，导向通道是具有介于1个与100个之间的波长的正弦型的波形。优选地，波长的数量是介于1个与10个之间。

在可替代的优选形式中，导向通道由多个分波组成或由波长的叠加组成。优选地，导向通道由以下各项中的一个或多个组成：不同的波长、不同的波形、具有不同的波峰到波谷尺寸的波、非正弦型的波形、正弦型的波形、不连续性和全波长。

在又一个形式中，导向通道是两个或更多个单独的子波形的叠加，每个子波形都具有不同的频率和/或波峰到波谷的距离。

优选地，导向通道具有介于1mm和400mm之间的波峰到波谷的距离。在高度优选的形式中，波峰到波谷的距离是25mm至100mm。在又一个更加优选的形式中，波峰到波谷的距离是50mm。

优选地，碎石桩钻机包括齿轮箱，所述齿轮箱附装到第一钻机或适于被第一钻机驱动，以便使第二钻机包括驱动段并且齿轮箱包括接合段，其中，驱动段和接合段适于协同操作以将第一钻机中的转动运动传递到第二钻机或从转动头传递到第一钻机和/或第二钻机。

优选地，驱动段包括一对平行相对的第一侧，并且第二钻机包括轴，而且接合段包括至少一对第一接触装置，以便使所述第一侧之间的距离与所述轴的直径相同，并且所述第一接触装置之间的距离也与所述轴的直径相同。优选地，接合段包括一对平行的第二接触装置，并且驱动段包括一对平行相对的第二侧。优选地，第二侧和第二接触装置的尺寸设定成分别与第一侧和第一接触装置的尺寸类似。

优选地，接触装置从表面、延伸的可转动构件和它们的组合选出。在高度优选的形式中，每个接触装置都是圆柱形辊或轮。在可替代的优选形式中，接触装置是从青铜、低摩擦的金属、低摩擦的聚合物和低摩擦的陶瓷选出的一种或多种材料的表面或带；注意到，低摩擦的性能可以从润滑剂得到或是所使用的材料的固有属性。在优选的形式中，接合段的横截面是多边形，接触装置形成多边形的边。

在可替代的形式中，驱动段具有基本矩形的横截面或优选地具有基本正方形的横截面，并且驱动段包括从驱动段的每个面延伸的至少一个驱动单元。

优选地，接合段包括第一孔口，所述第一孔口具有这样的横截面，即，所述横截面是十字架形和圆形的组合，所述十字架形的全部臂具有相等的长度，其中，所述十字架形和所述圆形是同中心的。优选地，十字架形的臂形成四个驱动通道，所述四个驱动通道的尺寸设定成接收至少一个驱动单元。

优选地，每个驱动单元都可以围绕中心线自由地转动，所述中心线与延伸有驱动单元的面大致垂直。

优选地，接合段是用于驱动段的插座。优选地，每个驱动单元都是从表面、延伸的可转动构件和它们的组合选出。在高度优选的形式中，每个驱动单元都是圆柱形辊或轮。在可替代的优选形式中，一个或多个驱动单元是从青铜、低摩擦的金属、低摩擦的聚合物和低摩擦的陶瓷选出的一种或多种材料的表面或带；注意到，低摩擦的性能可以从润滑剂得到或是所使用的材料的固有属性。

本发明还包括形成碎石桩的优选方法，所述方法按顺序包括以下步骤：

-第一步骤或插入步骤，其中，碎石桩钻机插入地面中；

-第二步骤，其中，接合段和驱动段接合，并且齿轮箱驱动第二钻机；

-第三步骤或形成步骤，其中，位移设备被接合。

优选地，齿轮箱包括行星齿轮组，并且接合段形成太阳轮的一部分。

优选地，驱动段具有四边形的横截面。优选地，四边形是正方形。在可替代的形式中，驱动段的横截面是正多边形。

附图说明

仅以示例的方式，以下参照附图详细地说明本发明的优选实施例，其中：

图1是附装到钻塔的、用于在地面形成碎石桩的钻机组件的视图；

图2是钻机组件和支撑框架的侧剖视图；

图2a是图2的放大的剖视图，其更加详细地示出任选的位移单元；

图2b是图2的放大的剖视图，其更加详细地示出行星齿轮和任选的驱动段；

图3是位移单元的侧视图；

图4是行星齿轮的平面图；

图5是包括驱动段的第二钻机的部分的侧视图；

图5a是通过第二钻机的轴得到的剖视图A-A；

图5b是通过第二钻机的驱动段得到的剖视图B-B；

图6是具有接合段的太阳轮的平面图；

图6a是通过具有驱动插座的太阳轮得到的剖视图C-C；

图7是在驱动段与接合段脱开的情况下的第二钻机和太阳轮的部分的侧视图；

图7a是通过在驱动段与接合段脱开的情况下的第二钻机的轴得到的剖视图D-D；

图8是在驱动段和接合段接合的情况下的第二钻机和太阳轮的部分的侧视图；

图8a是通过在驱动段和接合段接合的情况下的接合段得到的剖视图E-E；

图9是没有漏斗或吊车挖掘机的柱组件的第二实施例的侧视图；

图9a是第二实施例的位移单元的第一变型的放大图；

图9b是第二实施例的位移单元的第二变型的放大图；

图10是第二实施例的太阳轮的平面图；

图11是第二钻机的次要段的局部侧视图，所述第二钻机的次要段包括第二实施例的驱动段的可替代变型；

图12是通过G-G得到的第二实施例的次要段的剖视平面图；

图13是在驱动段的可替代变型接合的情况下的第二实施例的太阳轮的剖视图；

图14是在没有处于第一(插入)位置中的漏斗或吊车挖掘机的情况下的柱组件的第二实施例的局部剖视图；

图15是在没有处于第二位置中的漏斗或吊车挖掘机的情况下的柱组件的第二实施例的局部剖视图；和

图16是在没有处于第三(形成)位置中的漏斗或吊车挖掘机的情况下的柱组件的第二实施例的局部剖视图。

定义

骨料：当在此使用时，骨料是具有大于约0.1mm的尺寸的建筑骨料(包括沙子、石子、压碎岩、粉碎的混凝土、炉渣，等等)。

螺旋钻：当在此使用时，螺旋钻包括梯段，所述梯段没有中心轴并且与开塞钻类似。

梯段：当在此使用时，梯段是材料的带，所述材料的带遵循如同螺旋形楼梯的螺旋路径。

管：当在此使用时，管意味着指示长空心构件，所述长空心构件的外横截面轮廓可以是圆形或任何其它形状(三角形、正方形、六边形、椭圆形，等等)并且所述长空心构件的内空腔具有圆形(大致圆形/椭圆形)的横截面。

请注意到，附图仅是代表性的，并且相对尺寸可以被夸大以用于清楚起见。

具体实施方式

本发明的第一实施例

参照图1，示出柱组件(1)的第一实施例，其包括钻机组件(2)、漏斗(3)和支撑件(4)。在使用中，柱组件(1)附装到吊车或挖掘机(5)。吊车/挖掘机(5)是在工业中使用的已知类型的吊车/挖掘机并且它为柱组件(1)提供支持和服务。

钻机组件(2)包括第一钻机(10)和第二钻机(11)，并且用于在地面形成碎石桩。

参照图2，示出柱组件(1)的横截面。第一钻机(10)本质上是空心管，第二钻机(11)布置成与所述第一钻机(10)共轴地对准并且至少部分地处于所述第一钻机(10)内。

第二钻机(11)包括主要段(12)和次要段(13)，其中，主要段(12)的一个末端端部与第二钻机(11)的第一末端端部(14)相连，并且次要段(13)的一个末端端部与第二钻机(11)的第二末端端部(15)相连。第一末端端部(14)和第二末端端部(15)是第二钻机(11)的相对的末端端部。主要段(12)是布置成离第一钻机(10)的主要端部(15a)最近的第二钻机(11)的端部，其中主要端部(15a)是首先进入地面的第一钻机(10)的开口的末端端部。

漏斗(3)是用于形成碎石桩的骨料的容器。在该情况下，漏斗本质上是截锥，圆柱形段从锥体的基部延伸，截断的端部形成漏斗(3)的基部。

柱组件(1)还包括运动设备(16)和齿轮箱(17)。运动设备(16)附装到支撑件(4)并且间接地附装到次要段(13)和/或第二末端端部(15)，并且齿轮箱(17)构造成或适于当在使用时驱动钻机(10，11)中的一个或二者。

运动设备(16)最有可能是已知类型的气动或液压油缸，但是运动设备可以是可以使第二钻机(11)在第一钻机(10)内纵向地运动的任何设备。

主要段(12)是螺旋钻，所述螺旋钻包括钻机梯段(18)，所述钻机梯段(18)的一个端部与第一末端端部(14)相连。钻机梯段(18)可以沿着主要段(12)的长度的一部分或全部延伸。

为了清楚起见，如在图2a和图2b中示出两个放大的视图部分，在图2a中第二钻机(11)包括或被附装到位移单元(20)，并且在图2b中第二钻机(11)的次要段(13)包括驱动段(21)。第二钻机(11)可以包括位移单元(20)和驱动段(21)中的一个或二者。

参照图2a和图3，示出具有位移单元(20)的一个变型的第二钻机(11)的次要段(13)的部分。在该变型中，位移单元(20)被刚性地连接到第二钻机(11)的次要段(13)或被形成为第二钻机(11)的次要段(13)的一部分。位移单元(20)可以被永久地附装(例如，焊接到第二钻机(11)上)、形成为第二钻机(11)的一部分或可释放地附装(例如，键接和/或栓接到第二钻机(11))。

在图2a和图3中，位移单元(20)示出为是与第二钻机(11)共轴地对准的圆柱，所述圆柱包括导向通道(22)。导向通道(22)是在位移单元(20)的表面中的、遵循平滑的波状路径的、连续圆周通道。导向通道(22)的波形可能是大致正弦型的(或多个大致正弦型的波形的叠加)并且具有介于1mm与400mm之间的波峰到波谷的距离，但是应理解，波峰到波谷的距离将最有可能是介于20mm与100mm之间。这些附图示出具有两个波长长度的导向通道(22)，但是这将可能取决于第二钻机(11)的转速、骨料的尺寸以及导向通道(22)的波峰到波谷的距离。导向通道(22)的长度将是至少1个波长并且可能落入1个和10个波长之间的范围内以用于大多数应用。将应理解，波形将由这样的波构成，即，所述波的全部数量具有相同的波形和频率，但是某些应用可以得益于可变波形，所述可变波形由这样的波构成，即，所述波的部分或全部数量具有相同的或不同的波形和/或频率。导向通道(22)也可以得益于不连续性。应当注意到，波形可以是不同的波形的叠加，其中，这些叠加的波形具有不同的频率和/或波峰到波谷的高度。例如，具有25mm的波峰到波谷的距离的1个周期的波可以与具有1mm的波峰到波谷的距离的5个周期的波组合，所以位移单元同时给予与较快较短位移组合的较慢较长运动。

导向通道(22)包括通道壁(23，24)，所述通道壁(23，24)是导向通道(22)的侧壁。

支撑件(4)包括保持结构(25)和导向装置(26)，其中保持结构(25)是构架，所述构架设计成将导向装置(26)保持在导向通道(22)内。在该情况下，导向装置(26)是已知类型的自由转动的辊或轮，所述自由转动的辊或轮的尺寸设定成配合在导向通道(22)的通道壁(23，24)之间。应当注意到，导向装置(26)可以是可以在通道壁(23，24)之间沿着导向通道(22)自由运动的任何设备，例如，轮、辊、材料块，所述任何设备构造有一个或多个低摩擦的表面、构造有与通道壁(23，24)中的一个或多个接触的球或辊，等等。在该情况下，导向装置(26)中的每个均示出为轮，一个导向装置(26)在位移单元(20)的两个直径相对的侧上位于导向通道(22)内。

在使用中，导向装置(26)与导向通道(22)协同操作地操作以使位移单元(20)和第二钻机(11)相对于第一钻机(10)共轴地运动。该运动已经发现，当柱组件(1)以与PCT/IB2012/051585中所述的方式类似的方式用于形成碎石桩时将骨料的桥接作用减到最小或消除。

换言之，当位移单元(20)处于使用中时，第二钻机(11)与位移单元(20)一起转动，但是导向装置(26)在固定位置中保持附装到保持结构(25)。这意味着，随着第二钻机(11)转动，每个导向装置(26)都沿着与一个或两个通道壁(23，24)平行的导向通道(22)运动。随着导向装置(26)沿着导向通道(22)的长度运动，第二钻机(11)相对于第一钻机(10)共轴地位移。

第一钻机和第二钻机(10，11)之间的共轴位移的速度和量级由导向通道(22)的波形确定，并且照此，这对于具体的应用会是最佳的。

应当注意到，导向装置(26)可以是实心的并且由低摩擦的材料(青铜、聚四氟乙烯、聚合物、陶瓷，等等)形成或是包含有一个或多个转动构件的设备，所述一个或多个转动构件与通道壁(23，24)中的一个或二者接触。导向装置(26)的尺寸设定成并且导向装置(26)设计成与导向通道(22)协同操作地起作用以使位移单元(20)和第二钻机(11)相对于第一钻机(10)共轴地运动，所述导向装置(26)被附装到所述第二钻机(11)或形成为第二钻机(11)的一部分。

如可以在图3中看到，第二钻机(11)可以延伸超出位移单元(20)，照此第二末端端部(15)不必与位移单元(20)相连。

参照图2和图2a可以看到，随着导向装置(26)与位移单元(20)接合但不直接地附装到位移单元(20)，运动设备(16)通过导向装置(26)间接地连接到第二钻机(11)。另外，运动设备(16)可以包括隔离器(27)以共轴地将运动设备(16)与第一钻机(10)或第二钻机(11)转动地隔离，该隔离器(27)可以是轴承(辊/球)、衬套或类似的任何事物。

参照图4，示出标准的行星齿轮组(30)，行星齿轮组(30)包括内齿轮或环形齿轮(31)、行星轮(32)和太阳轮(33)。在该情况下，太阳轮(33)中心地布置成使三个行星轮(32)围绕太阳轮(33)均匀地分布并且与太阳轮(33)啮合。内齿轮或环形齿轮(31)是在内表面上有齿的环形齿轮，内齿轮或环形齿轮(31)与行星轮(32)中的全部啮合。

图2b中所示的齿轮箱(17)包括行星齿轮组(30)，所述行星齿轮组(30)具有内齿轮或环形齿轮(31)、多于一个的行星轮(32)和太阳轮(33)。

参照图5，更加详细地示出包括驱动段(21)的第二钻机(11)的段。在该情况下，驱动段(21)位于主要段(12)与第二钻机(11)的次要段(13)之间。

参照图5、图5a和图5b，其中图5a是沿着图5中的箭头方向A-A得到的驱动段(21)的剖视图，并且图5b是沿着图5中的箭头方向B-B得到第二钻机(11)的主要段(12)的剖视图。在该情况下，主要段(12)的横截面是圆形并且与次要段(13)的横截面相同。驱动段(21)的横截面A-A是正方形，相对的面之间的距离等于主要段(12)的圆形横截面B-B的直径。

参照图6，太阳轮(33)包括接合段(39)。接合段(39)包括一对第一接触装置(40)和一对第二接触装置(41)，在平面图中示出太阳轮(33)位于x-y平面上。每个接触装置(40)都是在共轴的轴上的圆柱形辊。

在该视图中，第一接触装置(40)是平行的，并且第二接触装置(41)是平行的，但是第一接触装置(40)布置成与第二接触装置(41)垂直。一对第一接触装置(40)之间的距离等于主要段(12)的直径，每个第一接触装置(40)都离太阳轮(33)的中心的距离是等距的。同样，一对第二接触装置(41)之间的距离等于主要段(12)的直径，每个第二接触装置(41)都离太阳轮(33)的中心的距离是等距的。注意到，如果横截面A-A不是正方形，则相应的一对接触装置(40，41)之间的距离将取决于意在接合每对接触装置(40，41)的驱动段(21)的面。

图6a是沿着箭头方向C-C通过太阳轮(33)得到的剖视图。图6a是在x-z平面中观察到的太阳轮(33)的剖视图。

在图6a中，第一接触装置(40)彼此与太阳轮(33)的中心线平行。在图6a中，第二接触装置(41)彼此与太阳轮(33)的中心线大致垂直。在接触装置(40，41)包括较长的可转动构件(在该情况下，圆柱形辊)以减小摩擦的情况下，该可转动构件必须与太阳轮(33)的中心线平行或相对于太阳轮(33)的中心线成角度以将擦伤减到最小。接触装置(40，41)相对于太阳轮(33)的中心线的最佳角度将取决于接触装置(40，41)的直径和主要段(12)的直径。

在图7、图7a、图8和图8a中示出使用驱动段(21)的一个优选装置；其中，图7a和图8a分别是沿着箭头方向D-D和E-E得到的剖视图。

在图7和图7a中，驱动段(21)不与接合段(39)接合，并且照此太阳轮(33)相对于第二钻机(11)自由转动。

在图8和图8a中，运动设备(16)已经使驱动段(21)相对于太阳轮(33)运动。现在，驱动段(21)和接合段(39)协同操作以将太阳轮(33)的转动传递到第二钻机(11)或反之亦然，依据哪一个被驱动。

当形成碎石桩时，钻机组件(2)在插入期间被转动和插入地面中，会期望的是保持第一钻机和第二钻机(10，11)以相同方式转动。当钻机组件(2)到达所需深度时，随着钻机组件(2)被去除，形成碎石桩的骨料需要被进给到钻机组件的基部。在该情况下，会期望的是使第一钻机和第二钻机(10，11)沿着相反方向转动。如果第二钻机(11)包含有驱动段(21)并且具有接合段(39)的太阳轮(33)被使用，可以容易地实现该反向转动。在不存在接合段(39)和驱动段(21)的情况下，可能将需要两个单独的驱动装置，对于每个钻机(10，11)而言使用一个单独的驱动装置。

在又一个实施例中，齿轮箱可以不是行星齿轮箱，但是接合段(39)可以仍然存在于齿轮中的一个中。

在可替代的实施例(未示出)中，横截面A-A不必是正方形，横截面A-A可以是任一种多边形，其中，至少一对相对的平行面之间的距离等于主要段(12)的直径。例如，横截面A-A可以是正六边形、矩形或任何其它合适的形状。

在存在有接触装置(40)的又一个实施例(未示出)中，接触装置(40)可以简单地是插座的内壁，所述插座的内壁的内部尺寸设定成与驱动段(21)接合。在该情况下，接触装置(40)可以是青铜或自润滑和/或低摩擦的固体材料(例如，金属、聚合物或陶瓷)。

在存在有接触装置(40)的又一个实施例(未示出)中，接触装置(40)可以简单地是合适材料的块或带，在该情况下，接触装置(40)可能是自润滑和/或低摩擦的材料，例如，青铜、聚合物或陶瓷。或者，每个接触装置(40)都可以简单地包括一个或多个转动构件，所述一个或多个转动构件接触主要段(12)或驱动段(21)的表面。

在存在有位移单元(20)的又一个实施例(未示出)中，导向通道(22)可以形成为材料的环形物，所述材料的环形物附装到保持结构(25)，并且导向装置(26)附装到第二钻机(11)。导向装置(26)将仍然沿着导向通道(22)运动，但是不论何时导向装置(26)被驱动而不是相对于柱组件(1)保持静止，导向装置(26)将与第二钻机(11)一起转动。

执行本发明的最好模式

参照图9，示出柱组件(1)的第二实施例，漏斗(3)和吊车挖掘机(5)被去除以用于清楚起见。在该情况下，示出已知类型的转动头(50)，该转动头(50)构造成转动第一钻机(10)。

在该第二实施例中，第一钻机(10)包括扩展段(51)，所述扩展段(51)位于主要端部(15a)处或附近。扩展段(51)本质上是两个截锥，所述两个截锥通过圆柱形段分开，其中，锥体的基部与圆柱体的端部相连。

图9示出任选的α和β第一梯段(52，53)，它们是在第一钻机(10)的外侧上的梯段。α和β第一梯段(52，53)可以具有相同的旋向性或相反的旋向性，并且/或者可以是与钻机梯段(18)相同的旋向性。

在图9中，位移单元(20)示出为处于位移设备(55)内，两个接合突出部(56，57)从外壳(60)延伸。外壳(60)至少部分地封装位移设备(55)的运动部件。

参照图9a和图9b，示出位移设备(55)的两个变型的扩大视图，内部被暴露或剖开以用于清楚起见。位移设备(55)包括位移单元(20)和容纳在外壳(60)内的导向装置(26)。在两种变型中，运动设备(16)通过隔离器(27)被附装到外壳(60)。隔离器(27)转动地(共轴地)隔离运动设备(16)和外壳(60)，这意味着不需要考虑到电力、液压或气动地连接到运动设备(16)。如在第一实施例中所指示，隔离器(27)最有可能是辊轴承、球轴承、衬套或类似物，但是可以使用直接地或间接地将运动设备(16)与钻机(10，11)共轴地、转动地隔离的任何事物。

在图9a中示出位移设备(55)的第一变型，并且在该变型中位移单元(20)本质上与对于第一实施例所述的那些相同，导向通道(22)沿圆周地切入圆柱体的外表面中，所述圆柱体附装到第二钻机(11)或形成为第二钻机(11)的一部分，但是导向装置(26)从外壳(60)的内壁延伸。应当注意到，导向装置(26)可以直接地或间接地附装到位移设备(55)的外壳(60)。

在图9b中，示出位移设备(55)的第二变型的剖视图，在该第二变型中导向装置(26)附装到第二钻机(11)的表面，并且位移单元(20)附装到外壳(60)或形成为外壳(60)的一部分。在该第二变型中，位移单元(20)是环形物，所述环形物具有沿圆周切入内壁(61)中的导向通道(22)。

位移间距(62)是在第二钻机(11)的第二末端端部(15)与外壳(60)之间的空隙以当位移设备(55)在使用时允许第二钻机(11)将相对于位移(55)位移。位移间距(62)的尺寸使得当在使用中时第二钻机(11)不能接触外壳(60)。

在图10中，在平面图中示出具有接合段(39)的太阳轮(33)，所述接合段(39)包括第一孔口(65)。在该第二实施例中，第一孔口(65)通过太阳轮(33)的整个厚度。在该视图中，第一孔口(65)是十字架形和圆的组合，所述十字架形的全部臂具有相等的长度，十字架形的中心、圆的中心和太阳轮(33)的中心是一致的。十字架形的臂形成通过太阳轮(33)的四个驱动通道(66)。圆的直径是d1。

参照图11和图12，分别示出次要段(13)的一部分和驱动段(21)的剖视图。在该第二实施例中，在驱动段(21)中的第二钻机(11)轴的横截面是基本正方形，所述正方形的最大对角线尺寸是d2，其中，d2小于或最大等于d1。

驱动段(21)还包括4对驱动单元(67)，其中每对驱动单元(67)中的一个驱动单元(67)都位于第二钻机(11)轴的与另一个驱动单元(67)直径相对的面上。每个驱动单元(67)都是轮或辊，所述轮或辊构造成在附装该轮或辊的驱动杆(68)上转动。每个驱动杆(68)都是轴，所述轴从驱动段(21)的面(69)大致垂直地延伸。在某些情况下，驱动杆(68)将通过第二钻机(11)轴延伸以将多对驱动单元连结在一起。

所示的两个驱动单元(67)位于驱动段(21)的每个面上，所述两个驱动单元(67)沿着驱动段(21)的长度间隔开。每个驱动杆(68)的中心线都与第二钻机(11)的中心线垂直并且经过第二钻机(11)的中心线。

图13示出第二实施例的太阳轮(33)和驱动段(21)的剖视图，所述太阳轮(33)和所述驱动段(21)被接合在驱动位置中。在驱动位置中，太阳轮(33)可以转动地驱动第二钻机(11)。

在驱动位置中，驱动单元(67)已经被推入互补驱动通道(66)中，照此每个驱动单元(67)的尺寸都设定成配合在相关联的驱动通道(66)内。

现在将参照图14、图15和图16说明使用第二实施例的一个优选的方法，柱组件(1)被示出为去除漏斗(3)和吊车挖掘机(5)以用于清楚起见。

在图14中，柱组件(1)示出为处于第一位置或插入位置中，其中，位移设备(55)被脱开，并且第二钻机(11)不被齿轮箱(17)驱动。在该位置中，钻机组件(2)被插入地面中以开始形成碎石桩，第一钻机(10)通过转动头(50)转动并且第一钻机(10)被压入地面中。第二钻机(11)可以在该步骤期间静止或转动(例如，随第一钻机(10)一起)。

布置到和附装到齿轮箱(17)的一侧的是锁定设备(70)，所述齿轮箱(17)的一侧是离运动设备(16)最近的侧。锁定设备(70)是厚壁的管，所述厚壁的管处于与第二钻机(11)共轴，所述厚壁的管包括接合孔口(71)。每个接合孔口(71)都是狭槽，所述狭槽延伸到锁定设备(70)内，所述狭槽的尺寸设定成并且所述狭槽构造成接收接合突出部(56，57)。

当钻机组件(2)处于所需的深度并且将形成石桩时，运动设备(16)相对于第一钻机(10)推动第二钻机(11)。运动设备(16)继而促使第一末端端部(14)远离主要端部(15a)延伸。

运动设备(16)继续通过第一钻机(10)推动第二钻机(11)，直到如图15中所示驱动单元(67)与驱动通道(66)接合为止，在该第二位置中，齿轮箱(17)可以驱动第二钻机(11)以随着钻机组件(2)从地面撤回而将从主要端部(15a)离开的任何骨料进给在第一钻机(10)内来形成石桩。

在图16中，运动设备(16)已经将第二钻机(11)推入第三(形成)位置中，在该位置中每个接合突出部(56，57)都已经被推入与互补接合孔口(71)的完全接合中。第二钻机(11)也通过第一钻机(10)被进一步推动，也从钻机组件(2)进一步延伸第一末端端部(14)。

位移设备(55)现在可以使第一钻机和第二钻机(10，11)随着钻机组件从地面撤回而相对于彼此位移。第二钻机(11)相对于第一钻机(10)的差动纵向运动将骨料桥接的机会减到最小，帮助产生同等质量的石桩。位移设备(55)也被认为帮助压紧石桩。

虽然优选的是在位移设备(55)上具有接合突出部(56，57)，但是所述接合突出部(56，57)是任选的，并且可以使用接合位移设备(55)的可替代的方法。

在某些实施例(未示出)中，驱动通道(66)可以具有不同的横截面，例如，所述横截面可以是半圆形。在该情况下，驱动单元(67)将具有互补形状。

在某些实施例中，驱动单元(67)被永久地附装到相关联的驱动杆(68)并且该驱动单元(67)构造成转动。在又一些其它实施例中，驱动单元(67)构造成不转动，驱动单元(67)仅充当驱动键。

虽然齿轮箱(17)被说明为行星齿轮箱，但是齿轮箱(17)可以是任何适当形式的齿轮箱(17)，所述任何适当形式的齿轮箱(17)允许转动头(50)直接地驱动第一钻机(10)和经由齿轮箱(17)间接地驱动第二钻机(11)。

优选地，存在有两个导向装置(26)，但是在某些情况下可以有一个导向装置或多于两个的导向装置。

在使用中，导向装置(26)与导向通道(22)协同操作地操作以使位移单元(20)或导向装置(26)和第二钻机(11)相对于第一钻机(10)共轴地运动。

附图标记

1.柱组件；

2.钻机组件；

3.漏斗；

4.支撑件；

5.吊车挖掘机；

10.第一钻机；

11.第二钻机；

12.(第二钻机的)主要段；

13.(第二钻机的)次要段；

14.第一末端端部；

15.第二末端端部；

15a.(第一钻机的)主要端部；

16.运动设备；

17.齿轮箱；

18.钻机梯段；

20.位移单元；

21.(第二钻机的)驱动段；

22.导向通道；

23.通道壁(导向通道的侧壁)；

24.通道壁(导向通道的侧壁)；

25.保持结构；

26.导向装置；

27.隔离器(转动地隔离运动设备和位移设备)；30.行星齿轮组；

31.内齿轮或环形齿轮；

32.行星轮；

33.太阳轮；

39.接合段；

40.第一接触装置；

41.第二接触装置；

50.转动头；

51.(第一钻机的)扩展段；

52.α第一梯段；

53.β第一梯段；

55.位移设备；

56.接合突出部(在封装的位移设备上)；

57.接合突出部(在封装的位移设备上)；

60.(封装的位移设备的)外壳；

61.(当位移单元是环形物时位移单元的)内壁；

65.第一孔口(通过太阳轮的十字架形的孔口)；

66.驱动通道(通过太阳轮，第二实施例)；

67.驱动单元(第二实施例)；

68.驱动杆(第二实施例连接多对驱动单元)；

70.锁定设备(以与位移设备接合)；

71.接合孔口。

Claims (29)

1.一种碎石桩钻机，所述碎石桩钻机包括第一钻机、第二钻机和位移设备，其中，

-所述第一钻机包括管，在所述管内至少部分地、共轴地布置所述第二钻机；

-所述第二钻机包括钻机梯段和第一末端端部；

-所述位移设备包括位移单元和至少一个导向装置；

-所述位移单元包括导向通道和暴露的壁，以便使所述导向通道延伸到所述暴露的壁内；

-所述暴露的壁与所述第二钻机的中心线大致平行地布置；并且

-所述至少一个导向装置位于所述导向通道内；

以便使所述导向通道是连续的圆周通道，所述连续的圆周通道遵循波状路径，并且所述至少一个导向装置或所述位移单元被可释放地或永久地附装到所述第二钻机。

2.根据权利要求1所述的碎石桩钻机，其中，所述导向通道遵循平滑的波状路径。

3.根据权利要求1或2所述的碎石桩钻机，其中，所述导向通道是大致正弦型的。

4.根据权利要求1或2所述的碎石桩钻机，其中，所述导向通道是具有介于1个与100个之间的波长的正弦型的波形。

5.根据权利要求4所述的碎石桩钻机，其中，所述波长的数量是介于1个与10个之间。

6.根据权利要求1或2所述的碎石桩钻机，其中，所述导向通道由多个分波组成或由波形的叠加组成。

7.根据权利要求6所述的碎石桩钻机，其中，所述导向通道是两个或更多个单独的子波形的叠加，每个子波形都具有不同的频率和/或波峰到波谷的距离。

8.根据以上权利要求中任一项所述的碎石桩钻机，其中，所述导向通道具有介于1mm和400mm之间的波峰到波谷的距离。

9.根据权利要求8所述的碎石桩钻机，其中，所述波峰到波谷的距离是25mm至100mm。

10.根据权利要求8或9所述的碎石桩钻机，其中，所述波峰到波谷的距离是50mm。

11.根据以上权利要求中任一项所述的碎石桩钻机，其中，所述碎石桩钻机包括齿轮箱，所述齿轮箱附装到所述第一钻机或能够被所述第一钻机驱动，以便使所述第二钻机包括驱动段并且所述齿轮箱包括接合段，其中，所述驱动段和接合段能够协同操作以将所述第一钻机中的转动运动传递到所述第二钻机或从转动头传递到所述第一钻机和/或第二钻机。

12.根据权利要求11所述的碎石桩钻机，其中，所述齿轮箱包括行星齿轮组，并且所述接合段形成太阳轮的一部分。

13.根据权利要求11或12所述的碎石桩钻机，其中，所述驱动段包括一对平行相对的第一侧，所述第二钻机包括轴，并且所述接合段包括至少一对第一接触装置，以便使所述第一侧之间的距离与所述轴的直径相同，并且所述第一接触装置之间的距离也与所述轴的直径相同。

14.根据权利要求13所述的碎石桩钻机，其中，所述接合段包括一对平行的第二接触装置，并且所述驱动段包括一对平行相对的第二侧。

15.根据权利要求14所述的碎石桩钻机，其中，所述第二侧和第二接触装置的尺寸设定成分别与所述第一侧和第一接触装置的尺寸类似。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的碎石桩钻机，其中，所述接触装置独立地从由下列各项组成的组选出：表面、延伸的能转动构件和它们的组合。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的碎石桩钻机，其中，每个接触装置都是圆柱形辊或轮。

18.根据权利要求13至16中任一项所述的碎石桩钻机，其中，至少一个接触装置是从由青铜、低摩擦的金属、低摩擦的聚合物和低摩擦的陶瓷构成的组选出的一种或多种材料的表面或带；以便使所述低摩擦的性能能够从润滑剂得到或是所使用的材料的固有属性。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的碎石桩钻机，其中，所述接合段的横截面是多边形，所述接触装置形成所述多边形的边。

20.根据权利要求11或12所述的碎石桩钻机，其中，所述驱动段具有基本矩形的横截面，并且所述驱动段包括从所述驱动段的每个面延伸的至少一个驱动单元。

21.根据权利要求20所述的碎石桩钻机，其中，所述驱动段具有基本正方形的横截面，所述基本正方形的横截面具有圆角。

22.根据权利要求20或21所述的碎石桩钻机，其中，所述接合段包括第一孔口，所述第一孔口具有的横截面是十字架形和圆形的组合，所述十字架形的全部臂具有相等的长度，其中，所述十字架形和所述圆形是同中心的。

23.根据权利要求22所述的碎石桩钻机，其中，所述十字架形的臂形成四个驱动通道，所述四个驱动通道的尺寸设定成接收至少一个驱动单元。

24.根据以上权利要求20至23中任一项所述的碎石桩钻机，其中，每个驱动单元都能够围绕中心线自由地转动，所述中心线与延伸有所述驱动单元的面大致垂直。

25.根据以上权利要求20至23中任一项所述的碎石桩钻机，其中，每个驱动单元都是从表面、延伸的能转动构件和它们的组合选出。

26.根据权利要求25所述的碎石桩钻机，其中，每个驱动单元都是圆柱形辊或轮。

27.根据权利要求25所述的碎石桩钻机，其中，每个驱动单元都是从由青铜、低摩擦的金属、低摩擦的聚合物和低摩擦的陶瓷构成的组选出的一种或多种材料的表面或带；以便使所述低摩擦的性能能够从润滑剂得到或是所使用的材料的固有属性。

28.根据以上权利要求11至27中任一项所述的碎石桩钻机，其中，所述接合段是用于所述驱动段的插座。

29.一种使用根据以上权利要求中任一项所述的碎石桩钻机的方法，所述方法按顺序包括以下步骤：

-第一步骤或插入步骤，其中，所述碎石桩钻机插入地面中；

-第二步骤，其中，所述接合段和驱动段接合，并且所述齿轮箱驱动所述第二钻机；

-第三步骤或形成步骤，其中，所述位移设备被接合。