CN117266754A - 用于清理钻孔螺旋的螺旋间隙的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于清理钻具的钻孔螺旋的螺旋间隙的装置和方法，带有基础滑座，其可沿着钻机的支柱被可移动地支承；带有清理元件，其构造用于接合到钻具的螺旋间隙中，其中，粘附在钻具处的土壤材料在转动钻具的情形中可通过清理元件擦去；且带有支撑臂，清理元件被保持在其处且其相对基础滑座被可移动地支承在其中清理元件与钻具间隔的缩回位置与其中清理元件为了清理土壤材料接合到螺旋间隙中的清理位置之间。支撑臂可摆动地在缩回位置与清理位置之间围绕摆动轴被支承，该摆动轴大致平行于钻具的钻孔纵轴线指向，支撑臂在基础滑座处在平行于钻具的钻孔纵轴线的方向上从基础位置中可偏转地被支承且支撑臂借助于预紧弹簧被弹性地保持在基础位置中。

Description

用于清理钻孔螺旋的螺旋间隙的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于清理钻具的钻孔螺旋中的螺旋间隙的装置，带有基础滑座，其可沿着钻机的支柱(Mast)被可移动地支承；带有清理元件，其构造用于接合到钻具的螺旋间隙中，其中，粘附在钻具处的土壤材料在转动钻具的情形中可通过清理元件被擦去；且带有支撑臂，清理元件被保持在其处且其相对基础滑座可移动地在其中清理元件与钻具间隔的缩回位置与其中清理元件为了擦去土壤材料接合到螺旋间隙中的清理位置之间被支承。

此外，本发明涉及一种根据权利要求14的前序部分的用于将钻具、尤其方钻孔螺杆的钻孔螺旋的螺旋间隙由粘附的土壤材料清理的方法。

背景技术

例如由DE 34 46 900 A1得悉一种该类型的用于清理的装置。该装置尤其构造用于清理带有相对较短钻孔螺旋的钻具，尤其所谓的方钻孔螺杆。该装置包括在支撑臂处的呈板状的清理元件，其可大致围绕水平摆动轴在其中支撑臂大致垂直指向的缩回位置与其中支撑臂大约水平伸延的清理位置之间摆动。如果清理元件与钻孔螺旋处在接合中，钻孔螺旋必须通过转动和轴向移动由清理元件解开。

在钻具沿着在钻机处的支柱的垂直移动的情形中可能出现在清理装置处的损伤，当清理元件不按规定摆动到缩回位置中时。带有较短钻孔螺杆的钻具沿着钻机支柱若干米的轴向调节(该钻机尤其被用于生成在用于基桩的地面中的钻孔)运行引起地相对频繁地出现。在此，在用于清理的装置处的可能损伤的风险相应更大。

由EP 3 951 128 A1得悉一种用于清理在所谓的无端钻孔螺杆处的钻孔螺旋的装置。在此，清理装置可沿着支柱经由滑座行进。由于钻孔螺旋在无端钻孔螺杆的情形中的较大长度，清理元件一般而言始终与钻孔螺旋处在接合中，从而使得损伤的风险在清理元件摆入或摆出的情形中相应更少存在。

发明内容

本发明基于如下任务，即，说明一种用于清理钻孔螺旋的螺旋间隙的装置和方法，以其获得特别高的运行安全性。

该任务一方面通过一种带有权利要求1的特征的装置且另一方面通过一种带有权利要求14的特征的方法来解决。本发明的优选的实施形式在从属权利要求中进行说明。

根据本发明的用于清理的装置的特征在于如下，即，支撑臂可摆动地在缩回位置与清理位置之间围绕摆动轴被支承，该摆动轴大致平行于钻具的钻孔纵轴线指向，支撑臂额外地在基础滑座处在平行于钻具的钻孔纵轴线的方向上由基础位置可偏转地被支承且支撑臂借助于预紧弹簧被弹性地保持在基础位置中。

本发明的基本思想在于如下，即，支撑臂在多个方向上被可摆动或可偏转地支承。优选地存在用于获得摆出或偏转的弹性支承。因此，支撑臂可首先在缩回位置与清理位置之间围绕大致平行于钻孔纵轴线指向的摆动轴摆动。由此使得支撑臂相对钻孔螺旋的侧向上的摆入和摆出成为可能。相对垂直的摆出，因此摆动运动同样可被容易地执行，当清理元件已接合在钻孔螺旋中时。

通过支撑臂在垂直方向上的可偏转性此外可反作用于用于清理的装置或钻孔螺旋的非期望的弯曲或损伤。相反，带有清理元件的支撑臂具有额外的运动间隙，以便于补偿钻具的不期望的轴向运动。为此，尤其支撑臂借助于预紧弹簧被弹性地保持在基础位置中。

本发明的一种优选的实施形式在于如下，即，设置有支撑臂的基础元件和伺服元件(Stellglied)，该伺服元件可移动且可调整地被保持在基础元件处，该基础元件在基础滑座处围绕摆动轴可摆动地支承。在此，支撑臂的伺服元件可被看作实际的支撑臂，在其自由端部处固定有优选呈板状的清理元件。在此，呈棒状的伺服元件可呈伸缩状地被支承在基础元件中，其可与支撑臂分开地构造或构造成支撑臂的一部分。基础元件可尤其呈管状地实施，其中，呈杆状的伺服元件在呈管状的基础元件内可线性移动且因此在长度上被保持可调整。通过弹性支承，伺服元件原则上同样可弹性地可线性调节地被保持在基础元件中。

原则上，支撑臂可被手动地摆动。根据本发明的一种改进方案如下是特别适宜的，即，支撑臂可借助于调整元件、尤其液压缸在缩回位置与清理位置之间调节。因此，调节运动可通过机器操作者、尤其由相应钻机的驾驶室来实现。

在此如下可能是特别有利的，即，调整元件布置在基础滑座处且经由杠杆机构与支撑臂相连接。因此，利用杠杆机构可获得期望的传动比和运动，尤其带有支撑臂相对调整元件的足够的灵活性和可偏转性。

杠杆机构可以以基本上任何合适的方式构造用于执行调节功能。一种优选的实施形式在于如下，即，杠杆机构具有导向杆，其一方面与基础滑座且另一方面与调整元件的活塞铰接地相连接，且具有联接杆，其一方面与活塞且/或与导向杆且另一方面经由联接关节与支撑臂铰接地相连接。通过该杠杆机构，一方面调整元件的(线性)调节运动到摆动运动的良好的传动比被转化。通过联接杆在支撑臂处经由联接关节的铰接一方面可实现摆动运动的良好传递且另一方面可实现支撑臂尤其在钻孔纵轴线的方向上的足够的可偏转性。

联接关节可例如具有万向关节、球形接头或其它多轴关节。根据本发明的一种改进方案如下是特别适宜的，即，联接关节在支撑臂与联接杆之间包括铰接螺栓，其可线性移动地被支承在支撑臂处的长孔中。在此，长孔可尤其平行于支撑臂的纵轴线构造。因此实现联接杆在支撑臂处的可纵向移动的铰接。

根据本发明的另一实施变型方案如下是特别适宜的，即，铰接螺栓被弹性地支承在长孔中。弹性支承可通过弹性元件(例如橡胶元件)或尤其一个或多个弹簧来实现。在此，至少一个弹簧可沿长孔布置。

原则上，支撑臂可一件式或多件式地实施。本发明的一种特别有利的设计方案在于如下，即，支撑臂的伺服元件在基础元件处围绕偏转轴被可摆动地支承，该偏转轴横向于钻孔纵轴线指向。因此，支撑臂的伺服元件围绕横向指向的、尤其水平指向的偏转轴被可摆动地支承。由此，带有布置在其处的清理元件的支撑臂可在一定程度上跟随钻具的轴向运动，而不在用于清理的装置处或在钻孔螺旋处出现非期望的变形或损伤。

根据本发明的另一实施变型方案如下是优选的，即，预紧弹簧布置在支撑臂的基础元件与伺服元件之间。因此可设置有可摆动的基础元件，而可偏转性通过带有相应关节和相对基础元件的预紧弹簧的伺服元件来实现。

用于清理的装置的基础滑座尤其沿着钻机的支柱可纵向移动地、尤其可垂直移动地被支承。在此，基础滑座可以以任何合适的方式可行进且尤其被联接到钻孔驱动器处。尤其，根据本发明的一种改进方案如下是有利的，即，基础滑座为了保持在至少一个链条处具有至少一个呈管状的链条筒(有时也称为链条袋)，其沿着基础滑座延伸且向上敞开。因此，对于基础滑座的联结而言可利用至少一个链条、优选利用至少两个彼此间隔的链条例如悬挂在钻孔驱动滑座处。在基础滑座的向下行进的情形中，该基础滑座可到达直至在支柱处的下部的止挡区域，其中，在例如钻孔驱动滑座的另一方法的情形中被推到一起的链条可被高效地容纳在呈管状的链条筒中。相应于链条的数量可设置有同样多的链条筒。链条可按规定被容纳且被支承到这些链条筒中。

此外如下是优选的，即，在链条筒的下部区域中布置有用于固定链条的固定元件。其尤其可设置可解开的固定。

本发明的另一有利的设计方案在于如下，即，在基础滑座处布置有至少一个支撑脚，其优选在垂直方向上被可移动且弹性地支承。通过这样的支撑脚可实现一定的缓冲，当基础滑座被放置在止挡区域或地面处时。

根据本发明的另一实施变型方案如下是特别适宜的，即，被弹性支承的支撑脚与在链条筒中的固定元件相连接。总而言之，因此可获得经缓冲的或弹性的链条悬挂。

此外，本发明包括一种带有支架单元和布置在其处的支柱的钻床(Bohrmaschine)，在其处支承有用于转动驱动带有钻孔螺旋的钻具、尤其方钻孔螺杆的转动钻孔驱动器，其中，在支柱处布置有根据本发明的用于清理的装置。利用这样的也可被称作土方钻床且尤其被用于在基桩的地面上生成钻孔的钻床可获得在使用用于清理的装置的情形中的先前所描述的优点。尤其，一般而言具有在2至6米之间的长度的方钻孔螺杆的高效的清理可被可靠地且高效地由粘附的土壤材料清理。

另外，本发明包括一种用于将钻具、尤其方钻孔螺杆的钻孔螺旋的螺旋间隙由粘附的土壤材料清理的方法，其中，为了清理使用根据本发明的装置。尤其在以方钻孔螺杆的不连续钻孔的情形中，在其中方钻孔螺杆反复地为了清空螺杆被从长孔中拉出且在紧接着的清理之后被再次下沉到长孔中，高效的清空可通过钻孔螺旋以根据本发明的装置的清理来获得。因此，在这样的方法的情形中可获得先前所描述的优点。

利用本发明使得钻孔螺杆的高效清理成为可能，从而可完全或在很大程度上取消钻孔螺杆的此外其余的自由抖动。在自由抖动的情形中，金属件彼此撞击，这与相应的声音辐射相联系。本发明因此同样完全显著地降低了施工现场的噪音产生。

附图说明

本发明在下面借助一个优选的示意性地在附图中示出的实施例作进一步描述。在附图中：

图1显示了带有根据本发明的用于清理的装置的钻机的透视性视图；

图2显示了图1的钻机的下部区域的放大图示；

图3显示了根据本发明的用于清理的装置在接合到方钻孔螺杆中的情形中的放大的透视性详细视图；

图4显示了对于图3的图示的侧视图；

图5显示了在偏转位置中的图4的用于清理的装置的侧视图；

图6显示了带有在缩回位置中的清理元件的由上方的根据本发明的装置的另一示意性的详细图示；

图7显示了相对在根据本发明的用于清理的装置处的杠杆机构的透视性详细图示；

图8显示了相对根据图7的杠杆机构的另一详细图示；且

图9显示了相对在根据本发明的用于清理的装置处的两个链条筒的部分剖开的透视性视图。

具体实施方式

本发明在下面根据钻机10来描述，其示意性地在图1和2中被示出。钻机10包括支架单元12，其在所示出的实施形式中可移动地实施成带有构造有履带行走机构的底盘13和被可转动地支承在其上的上部结构14。在支架单元12处，经由转向机构15可倾斜地支承有在运行中大致垂直指向的支柱16。支柱16构造成带有前部线性导向的所谓的导引器沿着该线性导向带有转动钻孔驱动器18的驱动滑座17被可移动地引导。为了驱动滑座17的移动设置有未进一步示出的进给驱动器，其可通过进给绞盘或通过线性伺服缸来实施。

示意性表明的带有未示出的外部轴向驱动条的方杆8被引导穿过转动钻孔驱动器18(其也可被称作动力转动头或钻台)的呈环形的驱动元件。方杆8可伸缩地实施且经由绳索可垂直调节地被悬挂在支柱16处。在方杆8的下端部处抗扭地安装有钻具2，其在所示出的实施例中构造成所谓的方钻孔螺杆。根据本发明的钻机10用于生成在地面中的钻孔、尤其用于产生在地面中的基桩。

为了将钻具2由粘附的土壤材料清理，根据本发明在支柱16处与钻具2相对而置地布置有用于清理的装置20。

根据本发明的用于清理的装置20在下面结合图3和4作更详细阐释。装置20包括基础滑座22，其与驱动滑座17一样可在支柱16的相同引导部处可线性移动地被引导。在此，基础滑座22具有两个侧向上的呈套管状的链条筒24，在其中固定有向上延伸的链条25。在图3和4中仅部分示出的链条25用于将基础滑座22连接且悬挂在处于其上的且在图3和4中未示出的驱动滑座17处。在基础滑座22的底面处，链条筒24可以以呈板状的支撑脚26来封闭。

在基础滑座22的前侧处布置有支撑臂30，其具有呈棒状的伺服元件34，其被可调节地保持在基础元件32处。基础元件32围绕摆动轴28可摆动地被支承在基础滑座22处，其中，摆动轴28平行于钻具2的纵轴线或钻孔轴线指向。

经由对此横向指向的尤其正交于钻孔轴线指向的偏转轴38，支撑臂30的伺服元件34可偏转地在大致垂直的方向上被支承。在支撑臂34的自由端部处安装有清理元件50，其构造用于接合到在钻具2的钻孔螺旋4处的螺旋间隙6中。在此，钻孔螺旋4沿着呈管状的钻杆3延伸以若干圈。在钻杆3的下端部处布置有先导尖1。以基本已知的方式，在钻孔螺旋4的下端部处布置有用于去除土壤材料的去除齿5。

经由在钻杆3的上端部处的四角联接部7，钻具2可解开地与先前所描述的在图3至5中未示出的方杆8抗扭地相连接。清理元件50在支撑臂30处的可偏转性直观地在图5中被示出。在钻具2沿着钻孔轴线的轴向移动的情形中，支撑臂30的伺服元件34可在一定程度上以如下方式跟随钻具2的垂直运动，即，伺服元件34围绕偏转轴38来偏转。

在此，支撑臂30的伺服元件34在大致水平的基础位置中经由预紧弹簧40被保持在支撑臂30的底面处。在钻具2向下行进的情形中，因此支撑臂30可通过围绕偏转轴38向下的偏转在一定程度上以如下方式跟随垂直运动，即，预紧弹簧40被压缩。以相应的方式，支撑臂30同样可在一定程度上跟随钻具2向上的垂直运动，其中，在该情况中伺服元件34围绕偏转轴38被向上摆动且预紧弹簧40被拉伸。

在图3至5中示出了带有在清理位置中在自由端部处的清理元件50的支撑臂30，在其中清理元件50接合到钻具2的钻孔螺旋4的螺旋间隙6中。支撑臂30可从该清理位置围绕摆动轴28径向向外相对钻具2摆动到缩回位置中，其示意性地在图6中被示出。带有基础元件32和伺服元件34的支撑臂30围绕轴28摆动，基础元件32以该轴被可摆动地支承在基础滑座22处。

在根据图6的图示中同样可识别出在装置20的基础滑座22处的导向辊23，基础滑座22以其可移动地在钻机10的支柱16的导向条处被引导。

为了支撑臂30在清理位置与缩回位置之间的摆动可设置有带有以伺服缸的形式的调整元件42的杠杆机构60，其在下面结合图7和8作更详细描述。在基础滑座22的前侧处铰接地布置有大约水平指向的作为调整元件42的伺服缸。可由伺服缸、尤其液压缸移出的活塞43铰接地与导向杆62相连接，其经由铰接螺栓64被可摆动地支承在基础滑座22处。在导向杆62与活塞43之间的连接点中，经由活节销68铰接联接杆66。在联接杆66的相对而置的端部处，其经由联接关节70与铰接螺栓72在长孔74中可摆动且可移动地沿着支撑臂30的纵轴线被支承。铰接螺栓72在长孔74中可经由带有导向销78的张紧弹簧76被预紧。张紧弹簧76将铰接螺栓72保持在位置中，然而允许一定的可运动性，当支撑臂30在运行中遇到阻力且弹簧张力被克服时。这保护该组件以防损伤。

在将活塞43从伺服缸42中移出的情形中，带有基础元件32和伺服元件34的支撑臂30被按压到与钻具2间隔的缩回位置中。通过将活塞43移入到伺服缸中，支撑臂30从在图8中所示出的位置经由杠杆机构60在大致水平的方向上被摆入到在钻具2处的螺旋间隙6中到清理位置中，如在图3至5中所示出的那样。

在钻具2沿着钻孔轴线的轴向行进的情形中，支撑臂30可围绕偏转轴38被偏转，从而使得损伤被避免，如果在一定程度上在仍然被摆入的清理元件50的情形中实现并非有意的轴向行进。

在图9的示意性的横截面图示中，基础滑座22的布置和悬挂经由两个侧向上的链条25被更详细示出。在此，链条25相应地经由呈套管状的链条筒24延伸直至在相应的链条筒24的下端部处的固定组件80的下部的固定元件82。固定元件82可移动地在垂直方向上被支撑在基础滑座22处。经由侧向上的缓冲弹簧64，用于相应链条25的固定元件82可弹性地且可线性移动地被支承。

在用于清理的装置20的驱动滑座17和基础滑座22的一起行进的情形中，链条25的链节在呈套管状的链条筒24内被相应地一起放置或一起移动。在驱动滑座17向上的快速行进的情形中，朝向基础滑座22且进而同样朝向支撑臂30的垂直冲击可被避免或缓冲，这同样可用于保护清理元件50和钻具2，如果清理元件50处在清理位置中。当基础滑座22撞击到地面上时，同样获得缓冲。例如当驱动滑座17相对靠近地面且支撑臂30从钻具2的螺旋中被摆出时，这可实现。在此，基础滑座22可以以一定距离向下掉落且撞击到地面上。

Claims (14)

1.一种用于清理钻具(2)的钻孔螺旋(4)的螺旋间隙(6)的装置，带有

-基础滑座(22)，其可沿着钻机(10)的支柱(16)被可移动地支承，

-清理元件(50)，其构造用于接合到所述钻具(2)的螺旋间隙(6)中，其中，粘附在所述钻具(2)处的土壤材料在转动所述钻具(2)的情形中可通过所述清理元件(50)被擦去，和

-支撑臂(30)，所述清理元件(50)被保持在其处且其相对所述基础滑座(22)可移动地在其中所述清理元件(50)与所述钻具(2)间隔的缩回位置与其中所述清理元件(50)为了清理土壤材料接合到所述螺旋间隙(6)中的清理位置之间被支承，

其特征在于，

-所述支撑臂(30)可摆动地在所述缩回位置与围绕摆动轴(28)的清理位置之间被支承，所述摆动轴大致平行于所述钻具(2)的钻孔纵轴线指向，

-所述支撑臂(30)额外地在所述基础滑座(22)处在平行于所述钻具(2)的钻孔纵轴线的方向上从基础位置中可偏转地被支承，且

-所述支撑臂(30)借助于至少一个预紧设备(40,76,84)以预紧力被保持在所述基础位置中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置有所述支撑臂(30)的基础元件(32)和伺服元件(34)，其中，所述伺服元件(34)可移动且可调整地被保持在所述基础元件(32)处，其中，所述支撑臂(30)围绕所述摆动轴(28)可摆动地被支承在所述基础滑座(22)处。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述支撑臂(30)可借助于调整元件(42)、尤其液压缸在所述缩回位置与所述清理位置之间调节。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述调整元件(42)布置在所述基础滑座(22)处且经由杠杆机构(60)与所述支撑臂(30)相连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述杠杆机构(60)具有导向杆(62)，其一方面与所述基础滑座(22)且另一方面与所述调整元件(42)的活塞(43)铰接地相连接，且具有联接杆(66)，其一方面与所述活塞(43)和/或所述导向杆(62)且另一方面经由联接关节(70)与所述支撑臂(30)铰接地相连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述联接关节(70)在所述支撑臂(30)与所述联接杆(66)之间包括铰接螺栓(72)，其可线性移动地被支承在所述支撑臂(30)处的长孔(74)中。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述铰接螺栓(72)被弹性地支承在所述长孔(74)中。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述支撑臂(30)的伺服元件(34)围绕偏转轴(38)可摆动地被支承在所述基础元件(32)处，所述偏转轴横向于所述钻孔纵轴线指向。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的装置，其特征在于，预紧弹簧(40)布置在所述支撑臂(30)的基础元件(32)和伺服元件(34)之间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，用于保持在至少一个链条(25)处的基础滑座(22)具有至少一个呈管状的链条筒(24)，其沿着所述基础滑座(22)延伸且向上敞开。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，在所述链条筒(24)的下部区域中布置有用于固定所述链条(25)的固定元件(82)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，在所述基础滑座(22)处至少一个固定元件(82)在垂直方向上可移动且弹性地被支承。

13.一种带有支架单元(12)和布置在其处的支柱(16)的钻机，在其处支承有用于转动驱动带有钻孔螺旋(4)的钻具(2)、尤其方钻孔螺杆的转动钻孔驱动器(18)，

其特征在于，

在所述支柱(16)处布置有用于清理的根据权利要求1至12中任一项所述的装置(20)。

14.一种用于将钻具(2)、尤其方钻孔螺杆的钻孔螺旋(4)的螺旋间隙(6)由粘附的土壤材料清理的方法，

其特征在于，

为了清理使用根据权利要求1至13中任一项所述的装置(20)。