CZ296814B6 - Zpusob a zarízení pro soucasné vrtání a obkládáníotvoru - Google Patents

Abstract

U zpusobu vrtání, pri nemz se tvorí vrtný otvor (13) vrtací korunkou (1, 2, 3), ulozenou na vrtném soutycí (9) nárazovým a/nebo rotacním pohybem a tvorí se oblození povlakovou trubkou (5), je provedeno opatrení, ze s posuvem pri vrtání se nejméne jedna povlaková trubka (5, 5´), spojená s vrtací korunkou (1, 2, 3) umístuje pusobením tahu vrtací korunkou (1, 2, 3) v axiálním smeru do vrtného otvoru. Po skoncení vrtacího procesu se vrtací korunka (3) odstraní cástecne spolecne s vrtným soutycím (9) z povlakové trubky (5, 5´). U zarízení pro vrtání, zejména pro nárazové nebo rotacne nárazové vrtání a obkládání der v materiálu zeminy nebo horniny, je vrtací korunka (1, 2, 3) vytvorena jako delená v radiálním smeru. Na vnejsím obvodu vrtací korunky (3), na konci odvráceném od opracovávané plochy, je pres nejméne jeden spojkový prvek (6) nejméne jedna povlaková trubka (5, 5´) obklopující vrtnésoutycí (9), spojena v zákrytu s vrtací korunkou (1) pro unásení tahem ve smeru délky vrtného otvoru (13).

Description

Způsob a zařízení pro současné vrtání a obkládání otvorů

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu vrtání, zejména nárazového vrtání nebo rotačně nárazového vrtání a obkládání otvorů v zemině nebo hornině, přičemž se vrtací korunkou, uloženou ňa vrtném soutyčí nárazovým a/nebo rotačním pohybem tvoří vrtný otvor a povlakovou trubkou se tvoří obklad. Dále se vynález týká zařízení k vrtání, zejména k nárazovému nebo rotačnímu vrtání a obkládání otvorů v zemině nebo hornině, přičemž vrtací korunka, uložená na vrtném soutyčí, vytváří vrtný otvor nárazovým a/nebo rotačním pohybem.

Dosavadní stav techniky

Takové způsoby a zařízení k vrtání, zejména k nárazovému a nárazově rotačnímu vrtání a následnému obkládání děr v materiálu zeminy nebo horniny jsou známy v rozličných provedeních. Přitom se popřípadě vytváří otvor popř. vrtání, dosahující velkých délek, za pomoci vrtací korunky, která je uložena na vrtném soutyčí, přičemž se nárazovým a/nebo rotačním pohybem vytváří vrtný otvor. Při rotačně nárazovém vrtání se přitom obvykle vždy po zatížení vrtací korunky nárazem tato vrtací korunka pootočí o určitý úhel a opět znovu zatíží prostřednictvím nárazového nástroje, přičemž se střídavým přenášením rotace a přerušovaných nárazů na vrtací korunku systematicky na ploše, přetřené vrtací korunkou při rotačním pohybu materiál rozmělňuje a vylamuje. Aby se zabraňovalo vlamování materiálu do vrtného otvoru, táhnoucího se popřípadě přes velkou délku a/nebo po vytvoření vrtání mohlo dát k dispozici v pod statě hladké a rovné obložení bylo přitom například navrhováno použít odpovídajícím způsobem masivně vytvořenou povlakovou trubku, přičemž například nárazový pohyb se vykonává na vrtací korunku a tím, přesně vzato, povlaková trubka představuje část vrtacího, popř. razícího zařízení. Je bezprostředně pochopitelné, že k vnášení potřebných velkých nárazových sil musí taková povlaková trubka být vytvořena odpovídajícím způsobem masivní a tlustostěnná, z čehož vyplývá, že musí být vrtán odpovídajícím způsobem větší průřez, aby se zohlednila tloušťka stěny povlakové trubky. Takový, o tloušťku stěny povlakové trubky zvětšený, odbouraný průřez vyžaduje, zejména u tvrdé horniny, odpovídajícím způsobem větší časový nárok k vyrobení vrtání a vyžaduje současně odpovídajícím způsobem větší a masivně vytvořenou vrtací korunku.

Namísto nasazení povlakové trubky k vnášení nárazových sil vešly navíc ve známost způsoby, u kterých se v časově náročných vícenásobných pracovních krocích zkouší, po dokončení vrtného otvoru vyjmout z vrtného otvoru vrtací korunku a ihned nato vsadit do vrtného otvoru obkladovou, popř. povlakovou trubku. Je bezprostředné zřejmé, že takový postup je použitelný jen v oněch případech, ve kterých může být s jistotou vyloučeno vlamování materiálu do hotového vrtného otvoru, přičemž navíc přirozeně musí být vrtán zvětšený průřez, aby se umožnilo dodatečné umístění obkladové nebo povlakové trubky. Aby se mohla umístit taková obkladová nebo povlaková trubka o velké délce, musí být tato trubka opět vytvořena s poměrně velkou tloušťkou stěny, aby umožnila spolehlivé umístění. Proto se v tomto případě musí také použít vrtací korunka s poměrně velkým průměrem, přizpůsobená rozměrům povlakové trubky.

Po umístění výstelky nebo povlakové trubky se může například do povlakové trubky umístit kotva a dodatečně nebo alternativně také dopravit odpovídajícím způsobem rychle tuhnoucí materiál k upevnění okolo ležícího materiálu. Alternativně může takové obložení sloužit k uložení vedení nebo pod, nebo při opatřování perforací k odvádění kapalin a tím ke drenáži.

Vynález je proto zaměřen na to, aby vycházeje ze známého způsobu vrtání, zejména nárazového nebo rotačně nárazového vrtání a obkládání otvorů v materiálech zeminy nebo horniny, tento způsob dále zdokonalil v tom směru, aby rychle a jednoduše v pod statě současně s vytvořením

-1 CZ 296814 B6. ·

vrtného otvoru se do něho mohla zasadit nejméně jedna povlaková trubka. Dále se zaměřuje na to, zasadit povlakovou trubku, popř. povlakové trubky oproti známým provedením se zmenšenými rozměry a zejména se zmenšenou tloušťkou stěny tak, aby se mohl náklady ha povlakovou trubku, popř. povlakové trubky, při vrtání zredukovat na minimum.

Podstata vynálezu

Výše uvedený úkoly řeší způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že současně s posuvným pohybem při vrtání se nejméně jedna povlaková trubka, spojená s vrtací korunkou, působením tahu, umístí pomocí vrtací korunky v axiálním směru do vrtného otvoru a po skončení vrtacího postupu se vrtací korunka odstraní, alespoň částečně, společně s vrtným soutyčím z povlakové trubky. Tím, že podle vynálezu se zároveň s posuvným pohybem při vrtání povlaková trubka umístí působením tahu pouze v axiálním směru do vrtného otvoru, se zajistí, že bezprostředně při vytváření vrtného otvoru se může začít s jeho obkládáním, takže se s jistotou zabraňuje vlamování popřípadě samotné horniny a tím zacpávání vrtného otvoru. Tím,' že se nejméně jedna povlaková trubka umístí bezprostředně pouze axiálním působením vrtací korunky do vrtného otvoru, se může dále vystačit s velmi tenkostěnnou povlakovou trubkou, protože povlaková trubka v žádném případě nemusí absorbovat a déle rozvádět síly, jak to bylo v případě podle stavu techniky, přičemž nárazové síly působily prostřednictvím odpovídajícím způsobem masivní povlakové trubky, a musí vykazovat pouze postačující pevnost, aby se s jistotou zamezilo popřípadě u samotné horniny, prasknutí nebo zmenšení průřezu. Aby se po dohotoveném vrtání zajistilo jednoduché odstranění vrtací korunky společně s vrtným soutyčím při nezměněném uspořádání povlakové trubky ve vrtném otvoru, se podle vynálezu navíc navrhuje, nejméně částečně odstranit vrtací korunku společně s vrtným soutyčím z povlakové trubky. K tomuto účelu může například být vrtací korunka v podstatě v centrální části a ve vnější části v podstatě obklopující, centrální část, dělená, takže po oddělení centrální části, se může tato hlavní součást vrtací korunky odstranit společně s vrtným soutyčím z vrtného otvoru vnitřkem alespoň jedné povlakové trubky.

Aby se zajistilo, že při rotačním pohybu vrtací korunky, se přesto bude povlaková trubka spojená (budou povlakové trubky spojené) s vrtací korunkou vsazovat pouze v axiálním směru namáháním v tahu ve smyslu posuvného pohybu při vrtání, navrhuje se navíc výhodně, aby vrtací korunka byla uspořádána vzhledem k povlakové trubce (povlakovým trubkám) otočně.

Podle zvlášť výhodného provedení je přitom způsob podle vynálezu dále vyvinut tím způsobem, že po odstranění vrtného soutyčí a střední části vrtací korunky se do povlakové trubky (povlakových trubek) upevní kotva a/nebo se provede vyplnění vytvrditelným materiálem.

Pro jednoduché vynášení materiálu, odbouraného vrtací korunkou, se navíc výhodně navrhuje, aby se odbouraný materiál vnášel do vnitřku povlakové trubky, (povlakových trubek) přes nejméně jeden proražený otvor, uspořádaný v oblasti, navazující na vrtací korunku a vynášel se z vrtného otvoru ve volném prostoru mezi povlakovou trubkou, popř. povlakovými trubkami a vrtným soutyčím. Tím, že se odbouraný materiál vynáší z vrtného otvoru ve volném prostoru mezi povlakovou trubkou, popř. povlakovými trubkami a vrtným soutyčím, se dá potřebný průřez vrtného otvoru dále zmenšit, takže vnější rozměry vrtného otvoru se mohou přizpůsobit v podstatě vnějšímu průměru vnější povlakové trubky a mohou jej příznivým způsobem pouze nepatrně překročit.

Zařízení podle vynálezu k vrtání, zejména nárazovému nebo rotačně nárazovému vrtání a obkládání otvorů v materiálu zeminy nebo horniny, přičemž vrtací korunka, uložená na vrtném soutyčí, vytváří nárazovým a/nebo rotačním pohybem vrtný otvor, je řešení shora nastolené úlohy vyznačeno tím, že vrtací korunka je v radiálním směru vytvořena jako dělená, a že na vnějším obvodu vrtací korunky, na konci odvráceném od odbourávané plochy, je spojena přes nejméně

jeden spojkový prvek s nejméně jednou povlakovou trubkou, obklopující vrtné soutyčí, pro unášení tahem v podélném směru vrtného otvoru v zákrytu š vrtáci korunkou. Tím, že.vrtací korunka je provedena v radiálním směru jako dělená, se dá při dohotovení vrtného otvoru jednoduše zajistit, aby se například střední hlavní část vrtací korunky mohla odstranit z vrtného otvoru společně s vrtným soutyčím skrze povlakovou trubku, zatímco nejméně jedna povlaková trubka bezprostředně při vytváření vrtného otvoru se umísťuje do vrtného otvoru spolupůsobícím tahem, projevujícím se v podélném směru, a po dohotovení vrtného otvoru zůstává uvnitř vrtného otvoru. Aby se i při rotačním pohybu vrtací korunky zajistilo, že se na povlakovou trubku uloženou (povlakové trubky uložené) na vnějším obvodu vrtací korunky, působí pouze v axiálním směru vrtného otvoru, je navíc výhodné, když je vrtací korunka otočně spojena s povlakovou trubkou (povlakovými trubkami) přes spojkový prvek.

Pro zvlášť jednoduché spojení mezi vrtací korunkou a povlakovou trubkou, unášenou při posuvu spolu s ní v axiálním směru, se navíc výhodně navrhuje, aby spojkové prvky oddělených oblastí obvodu vrtací korunky a povlakové trubky byly tvořeny navzájem přizpůsobeným komplementárním profilováním, popřípadě profilovaným, kruhovým mezičlenem, zprostředkujícím spojení mezi nimi. Takovými oddělenými oblastmi obvodu, které mohou být tvořeny například na způsob stupňovitých vyvýšenin a komplementárních vyhloubení, se dá i při srovnatelně malých tloušťkách stěn povlakové trubky, zajistit spolehlivé unášení povlakové trubky pří posuvu vrtací korunky. I

Alternativně se pro jednoduché spojení mezi vrtací korunkou a povlakovou trubkou unášenou (povlakovými trubkami unášenými) při posuvném pohybu vrtací korunkou, navrhuje, aby byly spojkové prvky tvořeny velkým počtem koulí, uspořádaných ve vybráních v podstatě polokruhového průřezu na vrtací korunce a v komplementárních vybráních na propojovacím kusu povlakové trubky, popř. povlakových trubek, navazujícím, na vrtací korunku, jak odpovídá dalšímu výhodnému provedení zařízení podle vynálezu. Použitím koulí, které jsou uspořádány v odpovídajících vybráních, jak na vrtací korunce, tak i na propojovacím kusu povlakové trubky, popř. povlakových trubek, lze umožnit podle druhu kuličkového ložiska odpovídající, jednoduché spojení mezi vrtací korunkou a povlakovou trubkou, popř. trubkami, čímž se dá dosáhnout také snadné otáčivosti nejméně jedné povlakové trubky vůči vrtací korunce při rótačním a/nebo rotačně nárazovém pohybu vrtací korunky při hotovení vrtného otvoru. Podle zvlášť výhodného provedení je v této souvislosti počítáno s tím, že propojovací kus nejméně jedné povlakové trubky a/nebo propojovací oblast vrtací korunky jsou vytvořeny z kovu, plastu nebo z vrstvou povlečeného materiálu, přičemž se při použití koulí, například z kovu nebo plastu dá dosáhnout přizpůsobení jednotlivých materiálů a jak spojkových prvků, tak i propojovacího kusu povlakové trubky (povlakových trubek), popřípadě koncové části vrtací korunky. Přirozeně se může pro, usnadnění pohybu koulí přidat do vybrání pro uložení spojkových prvků, tvořených koulemi, také mazací prostředek, například olej.

Aby se zamezilo při posuvném pohybu účinně působícím silám na eventuálně velmi malý průřez, popř. povlakovou trubku s malou tloušťkou stěny, což by eventuálně vedlo k její deformaci, navrhuje se navíc, aby spojkové prvky mezi vrtací korunkou a povlakovou trubkou (povlakovými trubkami) byly vytvořeny alespoň zčásti z tlumicího materiálu nebo byly pokryty vrstvou tlumicího materiálu, jak tomu odpovídá další výhodné provedení zařízení podle vynálezu.

Jednoduché odtransportování odbouraného (odvrtaného) materiálu, obsaženého ve volném prostoru, mezi vnitřkem povlakové trubky a vrtným soutyčím, kde je odpovídající menší průřez vrtného otvoru v podstatě přizpůsoben vnějším rozměrům vnější povlakové trubky, může být zajištěno tak, že je navíc výhodně zařízeno, aby povlaková trubka měla (povlakové trubky měly) v oblasti, obrácené k vrtací korunce, nejméně jeden průchozí otvor a zejména na obvodu povlakové trubky pravidelně rozmístěná vrtání nebo průchozí štěrbiny.

-3CZ 296814 BŠ

Jak již shora naznačeno, se mohou povlakové trubky použít nejen k dodatečnému umístění kotvy a tím všeobecně k ukotvení předmětů, ale může se také Zařídit, aby vytvořený vrtný otvor a v něm zasazené povlakové trubky obstarávaly odvodnění. K tomuto účelu se podle vynálezu výhodně navrhuje, aby povlaková trubka byla vytvořena (povlakové trubky byly (vytvořeny) po své celé délce s perforacemi, rozmístěnými v podstatě pravidelně po obvodu.

Aby se po dohotovení vrtného otvoru zajistilo jednoduché vyjímání centrální části vrtací korunky, navrhuje se výhodně navíc, aby vrtací korunka sestávala z centrální vnitřní části a vnější části, které jsou napojeny, ale vzájemně oddělitelně, na společný posuv, přičemž centrální část vrtací korunky má nepatrně menší vnější průměr vůči vnitřnímu průměru vnitřní povlakové trubky. Pro zvlášť jednoduché a spolehlivé spojení jednotlivých prvků takové, vícedílné vrtací korunky se navíc výhodně navrhuje, aby k rotačnímu unášení měla centrální vnitřní část vrtací korunky průřez, odchylný od kruhového tvaru, a aby byla odpovídajícím otvorem vnější části vrtací korunky vyvedena ven.

Jak již bylo vícekrát zmíněno, není na základě skutečnosti, že povlaková trubka se bezprostředně zasadí vrtací korunkou působením posuvného popř. vrtacího pohybu v axiálním směru, nutné upravit vůči vnějším rozměrům vnější povlakové, popř. obkladové trubky silně zvětšeného průměru, jak to bylo potřebné podle stavu techniky, zejména při dodatečném zasazování povlakové trubky. Proto je dostačující, že vnější průměr vnější povlakové trubky odpovídá v podstatě vnějším rozměrům vrtací korunky v radiálním směru.

Protože povlakové trubky, zasazené v rámci vynálezu musí v podstatě odolávat popřípadě pouze materiálu, do něhož se proniká a nemusí v žádném případě absorbovat, popřípadě přenášet síly například nárazové síly pro rotačně nárazové vrtání, může se vystačit s tomu odpovídající například tenkostěnnou povlakovou trubkou. V této souvislosti se podle vynálezu výhodně navrhuje, aby povlaková trubka (povlakové trubky měly) tloušťku stěny 1 až 3 mm, zejména asi 2 mm, takže je jednoznačně zřejmé, že uplatněním povlakových trubek celková odbourávaná, popř. vrtaná plocha musí být jen nepatrně zvětšena a může se také vystačit s odpovídajícím způsobem malým použitím materiálu a tím i malou hmotností povlakové trubky (povlakových trubek).

Podle zvlášť výhodného provedení je povlaková trubka vytvořena (jsou povlakové trubky vytvořeny) z kovu nebo plastu; tak je možné odpovídající přizpůsobení okolním podmínkám, zejména materiálu zeminy nebo horniny, ve kterém se má vrtný otvor vytvořit. Zatímco povlaková trubka z kovu má odpovídající mechanickou pevnost, může však být u takovým způsobem vytvořené povlakové trubky nevýhodné, že u volných nebo viklavých půdních nebo horninových vrstev podle okolností dochází k poškození většinou velmi tenkostěnné povlakové trubky ve smyslu zlomení, popř. zúžení průřezu povlakové trubky, čímž se podle okolností ztíží nebo úplně znemožní dodatečné odstranění vrtací korunky, takže například nebude již možné zamýšlené dodatečné umístění kotvy. Zejména v takových případech volného půdního nebo horninového materiálu se osvědčuje jako výhodné použití povlakových trubek z plastu, které vykazují určitou flexibilitu, protože při dočasných změnách průřezu povlakové trubky (povlakových trubek) při dalším posuvu vrtací korunky při unášení povlakových trubek, tyto trubky nabudou zase původního tvaru průřezu a tím po dohotovení vrtného otvoru je bez dalšího možné odstranění vrtací korunky a popřípadě následné umístění kotvy. Zejména při použití povlakových trubek z plastu je přitom použití spojkových prvků na způsob kuličkového ložiska zvlášť výhodné, jak to bylo shora uvedeno, aby se umožnila pokud možno nerušená volná otáčivost mezi vrtací korunkou a povlakovými trubkami při rotačním nebo rotačně nárazovém pohybu vrtací korunky, protože rotační unášení povlakové trubky vrtací korunkou při použití povlakových trubek z plastu lze spatřovat jako nevýhodné.

Zejména u vrstev zeminy a horniny, u kterých se materiál snadno ulamuje a tím třecí síly, působící na povlakové trubky, jsou obzvlášť velké, se podle vynálezu postupuje, aby se tyto síly pokud možno minimalizovaly, takovým způsobem, že dvě povlakové trubky, jsou vzájemně

uspořádány v podstatě koncentricky a jsou vzájemně od sebe drženy v odstupu distančními, resp. zarážkovými prvky, uspořádanými v meziprostořu mezi povlakovými trubkami, výhodně na jedné z k sobě obrácených - ploch pláště povlakových trubek. Tím, že dvě povlakové trubky jsou k sobě vzájemně uspořádány v podstatě koncentricky a jsou vzájemně drženy v odstupu, může na jedné straně také při přetížení vnější povlakové trubky dovnitř vlamovaným materiálem a tím se s jistotou zabrání jejím porušením nebo poškozením vrtného soutyčí a na druhé straně je umožněno unášením pouze jedné ze dvou v podstatě vzájemně koncentricky, s vrtací korunkou uspořádaných povlakových trubek, vytvořit obložení vrtaných děr, u kterých vnější průměr obložení vrtného otvoru není konstantní po celé délce. Takovými vnějšími měnícími se rozměry obložení vrtného otvoru zejména v oblastech, které mají menší průměr obložení vrtného otvoru, minimalizuje třecí síla, působící na povlakové trubky.

Aby se zajistila taková teleskopičnost, popř. zvláštní oddělené unášení tahem obou koncentricky vzájemně uspořádaných povlakových trubek, je vynález v podstatě vyznačen tím, že alespoň vně ležící povlaková trubka je vytvořena jako vícedílná a v oblasti nejméně jednoho napojení sousedních úseků povlakové trubky je spojena s vnitřní trubkou přes závěr, uvolnitelný relativním otočením sousedních prvků, zejména přes bajonetový závěr. Vícedílným provedením vně ležící povlakové trubky a rozpojitelným spojením sousedních úseků povlakové trubky je možné, po uvolněni závěru dvou sousedních úseků povlakové trubky unášet spolu tahem úsek povlakové trubky, přičemž druhý zůstane pevně na místě a tím se dosáhne obložení vrtného otvoru s měnícími se průměry.

Aby se zajistilo úplné obložení vrtného otvoru, a aby se zajistilo cílené unášení buď uvnitř ležících, nebo vně ležících úseků povlakových trubek, je zařízení podle vynálezu výhodně vytvořeno tak, že koncentricky vzájemně uspořádané povlakové trubky vždy v nejméně jedné koncové oblasti mají do prstencového prostoru mezi povlakovými trubkami narovnané zarážkové prvky, a že v oblasti spojovacího prvku, zejména hrdlového prvku vnitřních trubek jsou uspořádány vodicí a rozpojovací prvky pro vzájemně navazující vně ležící prvky povlakových trubek. Tím, že vzájemně koncentricky uspořádané povlakové trubky v nejméně jedné koncové oblasti mají do prstencového prostoru mezi povlakovými trubkami narovnané zarážkové prvky, se s jistotou zabraňuje úplnému roztažení uvnitř i vně ležících povlakových trubek a v dalším'se podle vynálezu může zařazením hrdlového prvku vnitřních trubek, vybaveného vodícími a rozpojovacími prvky zajistit cílené unášení určitých vnitřních popř. vnějších úseků trubek.

Aby se zajistilo odstranění uvnitř ležící oblasti vrtací korunky prstencovým prostorem, tvořeným povlakovými trubkami je výhodně zařízeno, že vzájemně koncentricky uspořádané povlakové trubky jsou napojitelné na vně ležící oblast vrtací korunky. Zejména se přitom nejméně vně ležící povlaková trubka zakotvuje na vrtací korunce, takže se zabezpečí spolehlivé unášení nejméně vnější povlakové trubky v oblasti vrtací korunky. '

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže vysvětlen podle přiložených, schematicky znázorněných příkladů provedení.

obr. 1 dílčí pohled v částečném řezu na první provedení zařízení podle vynálezu k provádění způsobu podle vynálezu obr. 2 pohled ve směru šipky II obr. 1 na vrtací korunku zařízení podle vynálezu obr. 3 částečný řez bokorysu zvětšeného délkového úseku zařízení podle vynálezu podle obr. 1 po odejmutí centrální části vrtací korunky a vrtného soutyčí, ve zvětšeném měřítku oproti znázornění podle obr. 1 opět

-5 CZ 296814 B6 [ ií ¹ . ;.c i * obr. 4 pohled v částečném řezu na vrtný otvor sé zasázenou kotvou, vytvořený zařízením podle vynálezu obr. 5 obměněné provedení zařízení podle vynálezu k provádění způsobu podle vynálezu y podobném znázornění jako na obr. 1 obr. 6 pohled ve směru šipky VI z obr. 5 na vrtací korunku tohoto druhého provedení obr. 7 obměněné provedení zařízení podle vynálezu k provádění způsobu podle vynálezu, opět podobné znázornění jako na obr. 1 obr. 8 schematické znázornění uvnitř a vně ležící povlakové trubky, přičemž na obr. 8a, viděno ve směru k vrtací korunce, je ukázán pohled na dohromady sestavené první úseky povlakových trubek, na obr. 8b jsou znázorněny v pohledu první á druhé uvnitř a vně ležící úseky povlakových trubek, viděno od vrtací korunky, v dohromady sestaveném stavu, na obr. 8c jsou znázorněny tytéž jako na obr. 8b ukázané úseky povlakových trubek v částečně vytaženém stavu a na obr. 8d jsou znázorněny úseky povlakových trubek v úplně vytaženém stavu

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 2 je všeobecně vztahovou značkou 1 označována vrtací korunka, která sestává z centrální části, tak zvané pilotní vrtací korunky 2 a z tuto pilotní korunku 2 obklopující prstencové vrtací korunky 3. Na přední čelní ploše pilotní vrtací korunky 2 a prstencové vrtací korunky 3 jsou přitom zasazeny k rubání materiálu o sobě známé rubací nástroje, jako například v podstatě polokulovité vložky 4 z tvrdého materiálu.

Na konci odvráceném od rubacích ploch vrtací korunky 1 je s vrtací korunkou l· spojena povlaková trubka s poměrně malou tloušťkou stěny, například 2 mm, přičemž ke spojení je použit profilovaný prstencovitý mezičlen 6, který zasahuje schodovitými, popř. nosovitými výstupky 7 do odpovídajících vybrání, jak v oblasti vrtací korunky 3, tak i v oblasti předního úseku vnější povlakové trubky 5. Spolu tažená vnitřní povlaková trubka 5' má na své horní koncové oblasti zarážkový prvek 29, který těsně přiléhá k vnější povlakové trubce 5. Přes spojku 6 dochází k unášení vnější povlakové trubky 5 ve směru vrtání, popř. posuvu, označeném šipkou 8 axiálním působením tahu, zatím co vrtací korunka 1 je uložena vůči povlakovým trubkám 5 a 5'otočně, takže tento rotační pohyb nepřekáží vrtací korunce 1 ve vrtání. Z toho je zřejmé, že povlakové trubky 5 a 5', které mohou být odpovídajícím způsobem vytvořeny jako tenkostěnné, jsou unášeny vrtací korunkou 1, přičemž povlakové trubky 5 a 5' obklopují při vytváření volného prostoru 10 vrtné soutyčí, schematicky naznačené 9. >

Dále je z obr. 1 patrno, že povlaková trubka 5 a povlaková trubka 5' ve svém nejpřednějším úseku mnoho po obvodu rozdělených v zasunutém stavu mají vzájemně se překrývající průnikové otvory H, kterými se odbouraný materiál podle šipky 12 vnáší do volného prostoru mezi vrtné soutyčí 9 a trubky 5 a 5' a v dalším sledu se může dopravovat ven. Přitom může být vrtné soutyčí 9 vytvořeno jako trubka, nebo může být opatřeno jiným potrubím, kterým se může přivádět plynný nebo kapalný vyplachovací prostředek a vytlačovat otvory mezi vrtací korunkou 1 a průnikovými otvory 11 do volného prostoru 10.

Vnější kontura vytvářeného vrtného otvoru je na obr. 1 a 2 schematicky naznačena 1. Je bezprostředně zřejmé, že při použití odpovídajících tenkostěnných povlakových trubek 5 a 5', které jsou vystaveny pouze působení tahu v axiálním směru vrtného otvoru vrtací korunkou 1 během odbourávacího procesu, může být průměr vrtného otvoru 13 vesměs dimenzován odpovídajícím způsobem menší. Po dohotovení vrtného otvoru 13 se pilotní vrtací korunka 2, která výhodně má odchylný průřez od kruhového tvaru, odpojí od prstencové vrtací korunky a společně s vrtným soutyčím vytáhne povlakovou trubkou 5', takže celkový vnitřní prostor, který je definován povlakovou trubkou 5', zůstává volný pro zasazení kotvy nebo vyplnění zásypovou hmotou.

-6CZ 296814 B6

U znázornění podle obr. 3 je znázorněn větší délkový úšék, přičemž je zřejmé, že pilotní vrtací korunka, popř. střední část 2 vrtací korunky, byla již odstraněna společně s vrtným soutyčím, takže ve vrtané díře 13 nadále zůstávají povlakové trubky, popř. obkládací trubky 5 a 5' a prstencová vrtací korunka 3. Z obr. 3 je dále patrno, že vedle spojky 6 mezi vrtací korunkou, popř. zůstávající prstencovou vrtací korunkou 3 a povlakovou trubkou 5 v nejpřednějším úseku je přes spojkový prvek 14 spojen s vrtací korunkou. Přes proražená vybrání 11, vytvořená v předním úseku se může přitom vnášet například zásypová hmota do přední oblasti vrtného otvoru 13; pro ukotvení také do volného prostoru mezi ohraničením vrtného otvoru 13 a navazující povlakovou trubkou 5. Další délkové úseky vně ležících povlakových trubek 5 přitom mají ve svých koncových úsecích výstupky 31 a 32, které jsou spojeny s hrdlem, které spolu pevně spojuje dva úseky uvnitř ležících povlakových trubek 5'.

Na obr. 4 je znázorněno provedení, u kterého po odstranění vrtného soutyčí, je do povlakových trubek 5, popř. 5', schematicky znázorněných v úplně vytaženém stavu, umístitelná, popř. zejména našroubovatelná kotva, naznačená schematicky 15, přičemž tato kotva 15, je dodatečně ve své volně ležící oblasti Sroubením 16 opřena popř. upnuta v zemině. Přitom se může bezprostředně při umísťování kotvy 15 vnášet do povlakových trubek 5 a 5' odpovídající zásypová hmota, aby se zajistilo ukotvení nejpřednějšího úseku s prstencovou vrtací korunkou 3, zůstávající v zemině.

Na znázornění podle obr. 5 a 6, podobném znázornění obr. 1 a 2 je ukázáno obměněné provedení, přičemž povlaková trubka, znovu označená 5 je otočně uložena bezprostředně na vnějším obvodu prstencové vrtací korunky 17 a pilotní vrtací korunka, opatřená břity 18 je označena 19. Uložení na vnějším obvodu prstencové vrtací korunky 17 je u tohoto provedení provedeno přes odpovídajícím způsobem odsazené, popř. odstupňované dílčí oblasti jak na vrtací prstencové korunce 17, ta i na konci povlakové trubky 5, obráceném k vrtací korunce 1, přičemž odpovídající profilování jsou označena 20 a 21. Uvnitř ležící povlaková trubka, jakož i její zarážkový prvek jsou opět označeny 5', popř. 29. Vrtné soutyčí spojené s vrtací korunkou 1 je označeno 22. Také u tohoto provedení se po dohotovení vrtného otvoru centrální část, popř. pilotní vrtací korunka 19 vrtací korunky 1, vytahuje ven společně s vrtným soutyčím 22 vnitřkem povlakové trubky 5, popř. 5', na kterou se může v dalším postupu umístit například kotva a/nebo dodatečně provést zasypání vytvrditelným materiálem, zejména cementovým mlékem.

Místo umístění kotvy do vrtného otvoru 13, obloženého povlakovými trubkami 5 a 5', může takový vrtný otvor 13 sloužit také například k odvodnění popř. k drenáži, přičemž v tomto případě se opatří rozděleně po délce povlakových trubek 5 a 5' a po obvodě množstvím perforací, popř. průchozích vybrání.

V provedení, znázorněném na obr. 7 je opět 1 označena popřípadě vícedílná vrtací korunka se zasazenými vložkami, označenými 4, z tvrdých materiálů, přičemž povlakové trubky, unášené vrtací korunkou 1, jsou označeny 5 a 5'. Zatímco u předešlého provedení mohou být povlakové trubky 5 a 5' vytvořeny například z kovového materiálu, jsou u provedení, znázorněného na obr. 7, povlakové trubky 5 a 5'a také zarážkový prvek 29 vyrobeny z plastu.

Uložení vrtací korunky 1 je provedeno pomocí velkého počtu spojkových prvků ve formě koulí 23, které jsou uloženy v odpovídajícím průřezu polokulovitých vybrání 24 na zadní straně vrtací korunky 1 a komplementárních vybrání 25 propojovacího kusu 26, přičemž propojovací kus 26 je bezprostředně spojen s povlakovou trubkou 5 z plastu. Koule 23, které tvoří spojkové prvky mezi vrtací korunkou 1 a povlakovou trubkou 5, tím před stavují spojení na způsob kuličkového ložiska, čímž je odpovídajícím způsobem dosažitelné, jednoduché protáčení mezi povlakovou trubkou 5 a vrtací korunkou 1 při rotačním nebo rotačně nárazovém pohybu. Protože povlaková trubka 5 z plastu může mít vysokou flexibilitu, jsou bezprostředně v oblasti, navazující na vrtací korunku, dodatečně upraveny opěrné trubky 27, zasahující z vnitřní strany do povlakové trubký5 a 28, obklopující povlakovou trubku 5 na její vnější straně, mezi kterými je bezprostředně upev-7 -

CZ 296814 B6 >

něna popř. upnuta povlaková trubka 5 z plastu, navazující bezprostředně na propojovací kus 26, přičemž tyto dodatečné opěry 27 a 28 mohou být vytvořený například z kovu.

Pro přizpůsobení vlastností materiálu koulí 23, které mohou být vytvořeny z kovu nebo plastu, úložným plochám, popř. úložným prvkům v oblasti vybrání 24 a 25 mohou být propojovací kus 26 a nástavec vrtací korunky 1 vytvořeny také z kovů nebo plastu, popř. mohou být opatřeny pokrytím odpovídajícími vrstvami.

Na obr. 8 jsou schematicky znázorněny uvnitř a vně ležící povlakové trubku 5', popř. 5, jak se mohou při posuvu vrtací korunky 1 do materiálu horniny, popř. zeminy proti sobě posouvat, popř. vzájemně kluzně táhnout. Obr. 8a přitom ukazuje, viděno ve směru k vrtací korunce 1, první úseky povlakových trubek 5, popř. 5' v dohromady sesunuté poloze, tj. v poloze při začátku vrtání. Vně ležící úsek povlakové trubky 5 přitom má schematicky na svém předním konci mezičlen 6, který je míněn k uložení vnějšího úseku povlakové trubky 5 na vrtací korunce 1, neznalí zorněné na obr. 8, přičemž je na obr. 8 naznačen šipkami 33 směr posuvu korunky. Na svém konci, odvráceném od vrtací korunky má vnější povlaková trubka 5 výstupek 34, který je kluzně uložen na vnitřní povlakové trubce 5'. Analogicky je na konci vnitřní povlakové trubky 5', obráceném směrem k vrtací korunce 1 výstupek 29, který může střídavě působit s výstupkem 34 vnější povlakové trubky 5 ve vytaženém stavu.

Na obr. 8b jsou schematicky naznačeny první dva úseky povlakové trubky 5, popř. 5', přičemž opět viděno ve směru k vrtací korunce 1, má první úsek povlakové trubky 5 na svém konci, odvráceném od vrtací korunky výstupek 34, který ve vytaženém stavu působí střídavě s výstupkem 29 vnitřní povlakové trubky 5'. Dvě znázorněné vnější povlakové trubky 5 přitom nejsou 25 vzájemně přímo spojeny, ale jsou spojeny pouze přes hrdlo 30, které pevně vzájemně spojuje dvě uvnitř ležící povlakové trubky 5'. Pro toto spojení jsou na obou vnějších povlakových trubkách upraveny výstupky 31, 32, které mohou zasahovat do vybrání prvku hrdla 30. V dohromady sestrčeném stavu jsou tím vzájemně pevně spojeny jak úseky vnější povlakové trubky 5, tak i úseky vnitřní povlakové trubky 5'.

Aby nyní při dalším posuvu do materiálu horniny nebo zeminy byla k dispozici také délka vnitřního úseku povlakové trubky jako obložení pro vrtný otvor, jak je to znázorněno na obr. 8c, viděno ze směru vrtací korunky, uvede se otáčivým pohybem druhého úseku povlakové trubky 5 vzhledem k hrdlu 30, výstupek 31 ze záběru s odpovídajícím vybráním hrdla 30, načež dalším 35 posuvem vrtací korunky 1 ve směru šipky 33 je vnější povlaková trubka 5 vedena kluzně po vnitřní povlakové trubce 5', až dorazy 29, popř. 34 přilehnou navzájem k sobě.

Aby také délka prvního úseku povlakové trubky 5', viděno ze směru vrtací korunky 1, mohla být přibrána pro obložení vrtného otvoru, působí se v dalším postupu držením vnější povlakové 40 trubky 5 na konci, odvráceném od vrtací korunky 1, protitahem proti posuvu, čímž se výstupek 32 prvního úseku vnější povlakové trubky 5 vytrhne z odpovídajícího vybrání hrdla 30 vnitřní povlakové trubky 5', a úsek vnější povlakové trubky 5, viděný ve směru k vrtací korunce 1, je klouzavě unášen tahem po prvním úseku povlakové trubky 5' ve směru posuvného pohybu.

Ve zcela vytaženém stavu, jak je znázorněn na obr. 8d, je tím profilově vytvořeno obložení vrtného otvoru, čímž se mohou znatelně zmenšit zejména třecí síly, působící na povlakové trubky.

Claims (22)

1. Způsob vrtání, zejména nárazového nebo rotačně nárazového vrtání a obkládání děr a/nebo zasazování kotev do děr v zemině nebo hornině, přičemž se vrtací korunkou (1, 2, 3, 17, 19), uloženou na vrtném soutyčí (9) nárazovým a/nebo rotačním pohybem vytváří vrtný otvor (13) a povlakovou trubkou (5) se vytváří obložení, přičemž po ukončení vrtacího procesu se vrtací korunka, alespoň částečně vyjme společně s vrtným soutyčím (9) z povlakové trubky (5), vyznačující se tím, že razícím pohybem při vrtání se pouze tahem zavádí vrtací korunkou (1, 2, 3, 17, 19) axiálním směrem do vrtného otvoru (13) alespoň jedna tenkostěnná povlaková trubka, která je s vrtací korunkou (1, 2, 3, 17, 19), která je v radiálním směru vytvořena jako dělená, spojena na konci odvráceném od zpracovávané plochy, a po odstranění vrtného soutyčí a vrtací korunky se do povlakové trubky (5) umístí kotva (15) a/nebo se zaplní vytvrditelným materiálem.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že vrtací korunka (1, 2, 3, 17, 19) je uspořádána vůči povlakové trubce/povlakovým trubkám (5) otočně.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se t í m , že odbouraný materiál se nejméně jedním proraženým vybráním (11), uspořádaným v oblasti navazující na vrtací korunku (1, 2, 3, 17, 19), vynáší do vnitřku povlakové trubky/povlakových trubek (5) a volným prostorem mezi povlakovou trubkou/povlakovými trubkami (5) a vrtným soutyčím (9) se vynáší z vrtného otvoru (13).

4. Zařízení k vrtání, zejména k nárazovému nebo rotačně nárazovému vrtání a obkládání děr a/nebo zasazování kotev do děr v zemině nebo hornině, přičemž vrtací korunka (1, 2, 3, 17, 19), uložená na vrtném soutyčí (9) nárazovým a/nebo rotačním pohybem vytváří vrtný otvor (13), vyznačující se tím, že vrtací korunka(l, 2, 3, 17, 19) je vytvořena jako dělená v radiálním směru, a na vnějším obvodu vrtací korunky (1) je na konci, odvráceném od odbourávané plochy, přes nejméně jeden spojkový prvek (6, 20, 21, 23) připojena nejméně jedna tenkostěnná povlaková trubka (5), obklopující vrtné soutyčí (9, 22), pouze pro unášení tahem v podélném směru vrtného otvoru (13).

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že vrtací korunka (1, 13, 17) je přes spojkový prvek (6, 20, 21, 23) otočně spojena s povlakovou trubkou/povlakovými trubkami (5).

6. Zařízení podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že spojkové prvky (6, 20, 21,) jsou tvořeny osazenými oblastmi obvodu vrtací korunky (2, 17) a povlakové trubky (5) s navzájem přizpůsobeným, komplementárním profilováním, případně s vloženým profilovaným prstencovitým mezičlenem (6).

7. Zařízení podle nároku 4 nebo 5, vy z n ač uj ící se t í m , že spojkové prvky jsou tvořeny množinou koulí (23), které jsou uspořádány ve vybrání (24) s v podstatě polokruhovým průřezem na vrtací korunce (1) a v komplementárním vybrání (25) na propojovacím kusu (26) povlakové trubky (5), navazujícím na vrtací korunku (1).

8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že propojovací kus (26) nejméně jedné povlakové trubky (5) a/nebo navazující oblast vrtací korunky (1) jsou vytvořeny z kovu, z plastu nebo z materiálu pokrytého vrstvou.

CZ 296814 B6 | i

9. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4 až 8, vyznačující se tím, že spojkové prvky (6, 20, 21, 23) mezi vrtací korunkou (2, 17) a povlakovou trubkou/povlakovými trubkami (5) jsou nejméně zčásti vytvořeny z tlumivého materiálu nebo jsou pokryty vrstvou tlumivého materiálu.

10. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4 až 9, v y z n a č u j í c í se t í m , že povlaková trubka/povlakové trubky (5) má ve své koncové oblasti, obrácené k vrtací korunce (1), nejméně jeden průchozí otvor (11), zejména několik, po obvodu rovnoměrně rozmístěných, vrtání nebo průchozích štěrbin.

11. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4 až 10, vyznačující se tím, že povlaková trubka/povlakové trubky (5) je po celé své délce opatřena perforacemi, rozmístěnými v podstatě pravidelně po obvodu.

12. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4až 11,vyznačující se tím, že vrtací korun- ka (1) sestává z nejméně jedné centrální vnitrní části (2, 19) a z nejméně jedné vnější části (3), které jsou vzájemně rozpojitelně napojeny na· společný pohon, přičemž centrálhí část (2, 19) vrtací korunky (1) má vzhledem k vnitřnímu, průměru vnitřní povlakové trubky (5) nepatrně menší vnější průměr. ¹ . ;

13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že pro unášení rotačním pohybem má centrální vnitřní část (12) vrtací korunky (í) průřez odchylný od kruhového týaru a je vyvedena odpovídajícím otvorem vnější Části (3) vrtací korunky (1).

14. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4 až13, vyznačující se tím; že vnější průměr vnější povlakové trubky (5) odpovídá v podstatě v radiálním směru vnějším rozměrům vrtací korunky (1, 2, 3, 17,19).

15. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4 až 14, vyzn ač u j ící se t i m , že povlaková trubka/povlakové trubky (5) má tloušťku stěny 4 až 3 mm, zejména asi 2 mm.

16. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4 až 15, vyznačuj ící se t í m , že povlaková trubka/povlakové trubky (5) je vytvořena z kovu nebo z plastu.

17. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4 až 16, vyznačující se tím, že do povlakové trubky (5) je po odstranění vrtací korunky (3, 19) a vrtného soutyčí (9, 22) umístitelná, například do jejího úseku vyčnívajícího ze zeminy (16), předepjatelná, zejména našroubovatelná kotva (15).

18. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4 až 17, vyznačující se tím:, že dvě povlá- kové trubky (5, 5') jsou uspořádány v podstatě vzájemně koncentricky a jsou drženy v odstupu qd sebe pomocí distančních prvků, popř. zarážkových prvků (29), uspořádaných ý meziprostoru mezi povlakovými trubkami (5, 5') s výhodou na jedné z k sobě obrácených ploch pláště povlakové trubky (5, 5'). j

19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že alespoň vně ležící povlaková trubka (5) je vícedílná a v oblasti nejméně jednoho připojení sousedních úseků povlakové trubky je uvolnitelně spojena závěrem (31, 32), rozpojitelným vzájemným otočením sousedních prvků, zejména bajonetovým závěrem, s vnitřní trubkou (5').

20. Zařízení podle nároku 18 nebo 19, vyznačující se tím, že vzájemně koncentricky uspořádané povlakové trubky (5, 5') mají v nejméně jedné koncové oblasti zarážkové prvky (29, 34), směrované do prstencovitého prostoru mezi povlakovými trubkami (5, 5') a v oblasti spojb-10-

CZ 296814 B6 ( !1 lj vacího prvku, zejména hrdlového prvku (30) vnitřních trubek jsou uspořádány vodicí a rozpojovací prvky pro navzájem navazující, vně ležící, prvky povlakových trubek.

21. Zařízení podle nároků 18, 19 nebo 20, vy z n a č u j í c í s e t í m , že koncentricky vzá-

5 jemně uspořádané povlakové trubky (5, 5') jsou napojitelné na vně ležící oblast Vrtací korunky (D- í

22. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 18 až 21, vyznač u j íci se tím , že nejméně vně ležící povlaková trubka (5) je uvolnitelně uložena na vrtací korunce (1).