DE102010034412B3

DE102010034412B3 - Walzenbohr-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102010034412B3
Application number: DE102010034412A
Authority: DE
Inventors: Manuel Lis; Viktor Lis; Juri Jevgenjevitsch Ponomarenko
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-14
Filing date: 2010-08-14
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-08-15

Abstract

Walzenbohr-Vorrichtung mit einer rotierbaren Bohrwelle, die mindestens in einem unteren Bereich mit einem Verdrängerkörper versehen ist, in dem die Welle eine Mehrzahl untereinander angeordneter Excenterkörper aufweist, wobei eine Mantelfläche eines Excenterkörpers jeweils von einem Walzenkörper umgeben ist, und zwischen Mantelfläche und Walzenkörper jeweils eine Mehrzahl rotierbar gelagerter Wälzelemente angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Excenterkörper mindestens einen Hohlraum zur Aufnahme von Schmutzpartikeln enthält, die in einem Grenzflächenbereich zwischen einer unteren Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers und einer oberen Stirnfläche eines benachbarten unteren Walzenkörpers eingedrungen sind, und der Excenterkörper mindestens eine den Grenzflächenbereich mit dem Hohlraum verbindende Kanaleinrichtung aufweist, um die Schmutzpartikel von dem Grenzflächenbereich in den Hohlraum zu leiten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenbohr-Vorrichtung mit einer rotierbaren Bohrwelle, die mindestens in einem unteren Bereich mit einem Verdrängerkörper versehen ist, in dem die Welle eine Mehrzahl untereinander angeordneter Excenterkörper aufweist, wobei eine Mantelfläche eines Excenterkörpers jeweils von einem Walzenkörper umgeben ist, und zwischen Mantelfläche und Walzenkörper jeweils eine Mehrzahl rotierbar gelagerter Wälzelemente angeordnet ist.
Walzenbohr-Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik verwendet, um insbesondere Bohrungen größeren Durchmessers in das Erdreich einzubringen, beispielsweise für ein Setzen von Fundamenten für den Häuserbau. Die bekannten Vorrichtungen weisen indes den Nachteil auf, dass während eines Betriebes Schmutzpartikel zwischen die Stirnflächen zweier benachbarter Walzenkörper eindringen, bei deren Verbleib diese geschädigt und im Weiteren für einen Betrieb zerstört würden. Aus diesem Grund muss ein Betrieb herkömmlicher Walzenbohr-Vorrichtungen in regelmäßigen Zeitabschnitten unterbrochen werden und die Walzenbohr-Vorrichtungen müssen zerlegt werden, um die betreffenden Stirnflächen zu reinigen. Diese Reinigungsarbeiten sind zeit- und kostenaufwendig.
Eine Walzenbohr-Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus US 5.031.707 A bekannt. Ähnliche Vorrichtungen sind aus US 2.124.414 A sowie US 3.982.594 A bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walzenbohr-Vorrichtung zu schaffen, deren Betriebszeit zwischen notwendigen Reinigungsarbeiten gegenüber den bekannten Vorrichtungen deutlich verlängert ist und eine Reinigung der Vorrichtung ohne Zerlegung der Walzenbohr-Vorrichtung stattfinden kann.
Für eine Walzenbohr-Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Excenterkörper mindestens einen Hohlraum zur Aufnahme von Schmutzpartikeln enthält, die in einem Grenzflächenbereich zwischen einer unteren Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers und einer oberen Stirnfläche eines benachbarten unteren Walzenkörpers eingedrungen sind, und der Excenterkörper mindestens eine den Grenzflächenbereich mit dem Hohlraum verbindende Kanaleinrichtung aufweist, um die Schmutzpartikel von dem Grenzflächenbereich in den Hohlraum zu leiten.
Für eine Walzenbohr-Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Walzenkörper mindestens einen Hohlraum zur Aufnahme von Schmutzpartikeln enthält, die in einem Grenzflächenbereich zwischen einer unteren Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers und einer oberen Stirnfläche eines benachbarten unteren Walzenkörpers eingedrungen sind, und der Walzenkörper mindestens eine den Grenzflächenbereich mit dem Hohlraum verbindende Kanaleinrichtung aufweist, um die Schmutzpartikel von dem Grenzflächenbereich in den Hohlraum zu leiten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Walzenbohr-Vorrichtung wird durch die Merkmalskombination, dass ein Excenterkörper mindestens einen Hohlraum zur Aufnahme von Schmutzpartikeln enthält, die in einem Grenzflächenbereich zwischen einer unteren Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers und einer oberen Stirnfläche eines benachbarten unteren Walzenkörpers eingedrungen sind, und der Excenterkörper mindestens eine den Grenzflächenbereich mit dem Hohlraum verbindende Kanaleinrichtung aufweist, um die Schmutzpartikel von dem Grenzflächenbereich in den Hohlraum zu leiten, ein internes Auffangbecken für Schmutzpartikel geschaffen, so dass eine Betriebsunterbrechung für Reinigungsarbeiten erst nach Füllung des Auffangbeckens notwendig wird und die Reinigungsarbeiten keine Zerlegung der Walzenbohr-Vorrichtung erfordern. Die maximale durchgehende Einsatzzeit der erfindungsgemäßen Walzenbohr-Vorrichtung ist dadurch gegenüber den herkömmlichen Walzenbohr-Vorrichtungen wesentlich erhöht.
Die Lösung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wirkt entsprechend.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform beider Aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass eine Stirnfläche eines Walzenkörpers sphärisch und dabei in der Regel konkav gebogen ausgebildet ist. Eine Mantelfläche eines Walzenkörpers ist vorzugsweise als Hyperbolloid ausgebildet.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Welle bidirektional rotierbar ist und eine Schrägstellung der exzentrischen Achsen der Excenterkörper bewirkt, dass bei Rotation in eine erste Richtung an dem Verdrängerkörper eine nach unten treibende Kraft entsteht und bei Rotation in eine zweite Richtung an dem Verdrängerkörper eine nach oben treibende Kraft entsteht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass ein Hohlraum eines Excenterkörpers mittels einer Hülseneinrichtung verschließbar ist und Schmutzpartikel durch öffnen der Deckeleinrichtung aus dem Hohlraum entfernbar sind. Des Weiteren kann eine Hülseneinrichtung von einer von außen bewegbaren Deckeleinrichtung abgedeckt sein, wobei ein Zugang zu einer Hülseneinrichtung nach öffnen der Deckeleinrichtung ermöglicht ist.
Eine untere Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers ist vorzugsweise von einer mittels einer Feder in Richtung einer oberen Stirnfläche eines jeweiligen unteren Walzenkörpers vorgespannten Gleitscheibe gebildet, und eine obere Stirnfläche eines jeweils unteren Walzenkörpers ist vorzugsweise von einem Ringkörper gebildet, der in einer Aussparung im Bereich einer oberen Stirnfläche eines jeweils unteren Walzenkörpers gelagert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ringkörper im Bereich seiner Mantelfläche konvex gebogen ausgebildet, wobei sein Lager in dem Walzenkörper eine konkav sphärisch gebogene Innenwandung aufweist.
Gemäß einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Welle als Hohlwelle ausgeführt ist und mindestens eine indirekte Leiteinrichtung für Flüssigbeton bildet, wobei in einem unteren Bereich des Verdrängerkörpers Austrittsdüsen für durch die Welle geleiteten Flüssigbeton vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass eine untere Spitze des Verdrängerkörpers trennbar mit einem unteren Bereich des Verdrängerkörpers verbunden ist, um im Nachgang zu einer Abtrennung die Austrittsdüsen des Verdrängerkörpers freizulegen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walzenbohr-Vorrichtung in einer Seitenansicht;
2 einen mittleren Abschnitt der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Längsschnittsansicht;
3 einen unteren Abschnitt der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Längsschnittsansicht.
Die in den 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Walzenbohr-Vorrichtung enthält eine rotierbare Bohrwelle 2, die in einem unteren Bereich mit einem Verdrängerkörper 100 versehen ist. Innerhalb des Verdrängerkörpers 100 weist die Welle eine Mehrzahl untereinander angeordneter Excenterkörper 3 mit je einer Mantelfläche auf.
Jede Mantelfläche ist jeweils von einem Walzenkörper 1 umgeben, und zwischen Mantelfläche und Walzenkörper 1 ist jeweils eine Mehrzahl rotierbar gelagerter Wälzelemente 4 angeordnet.
Ein Excenterkörper 3 enthält jeweils einen Hohlraum H zur Aufnahme von Schmutzpartikeln, die in einem Grenzflächenbereich A zwischen einer unteren Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers 1 und einer oberen Stirnfläche eines benachbarten unteren Walzenkörpers 1 eingedrungen sind.
Des Weiteren enthält ein Excenterkörper 3 eine Mehrzahl von den Grenzflächenbereich A benachbarter Walzenkörper 1 mit dem Hohlraum H verbindenden Kanaleinrichtungen B, um die Schmutzpartikel von diesem Grenzflächenbereich A in den Hohlraum H zu leiten.
Eine Stirnfläche eines Walzenkörpers 1 ist konkav sphärisch ausgebildet.
Die Welle ist bidirektional rotierbar. Im Zusammenspiel mit einer Schrägstellung der exzentrischen Achsen 5, 5' der Excenterkörper 3 wird bewirkt, dass bei Rotation in eine erste Richtung an dem Verdrängerkörper 100 eine nach unten treibende Kraft entsteht und bei Rotation in eine zweite Richtung an dem Verdrängerkörper 100 eine nach oben treibende Kraft entsteht.
Ein Hohlraum eines Excenterkörpers 3 ist mittels einer Hülseneinrichtung 10 verschließbar, wobei Schmutzpartikel durch öffnen der Deckeleinrichtung 11 aus dem Hohlraum H entfernbar sind. Eine Hülseneinrichtung 10 ist dabei von einer von außen bewegbaren Deckeleinrichtung 11 abgedeckt, und ein Zugang zu einer Hülseneinrichtung 10 ist erst nach öffnen der Deckeleinrichtung 11 ermöglicht.
Eine untere Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers 1 ist von einer mittels einer Feder 9 in Richtung einer oberen Stirnfläche a eines jeweiligen unteren Walzenkörpers 1 vorgespannten Gleitscheibe 8 gebildet, und eine obere Stirnfläche a eines jeweils unteren Walzenkörpers 1 ist von einem Ringkörper 6 gebildet, der in einer Aussparung im Bereich einer oberen Stirnfläche a eines jeweils unteren Walzenkörpers 1 gelagert ist. Der Ringkörper 6 ist im Bereich seiner Mantelfläche konvex sphärisch gebogen ausgebildet, wobei sein Lager in dem Walzenkörper 1 eine konkav sphärisch gebogene Innenwandung aufweist.
Die Welle ist als Hohlwelle ausgeführt und im Bereich der Innenwandung mit einem Schlauch ausgekleidet und bildet eine Leiteinrichtung 15 für Flüssigbeton, wobei in einem unteren Bereich des Verdrängerkörpers 100 Austrittsdüsen 16 für durch die Welle geleiteten Flüssigbeton vorgesehen sind.
Eine untere Spitze des Verdrängerkörpers 100 ist abtrennbar mit einem unteren Bereich des Verdrängerkörpers 100 verbunden, um im Nachgang zu einer Abtrennung die Austrittsdüsen 16 des Verdrängerkörpers 100 freizulegen.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.

Claims

Walzenbohr-Vorrichtung mit einer rotierbaren Bohrwelle (2), die mindestens in einem unteren Bereich mit einem Verdrängerkörper (100) versehen ist, in dem die Welle eine Mehrzahl untereinander angeordneter Excenterkörper (3) aufweist, wobei eine Mantelfläche eines Excenterkörpers (3) jeweils von einem Walzenkörper (1) umgeben ist, und zwischen Mantelfläche und Walzenkörper (1) jeweils eine Mehrzahl rotierbar gelagerter Wälzelemente (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Excenterkörper (3) mindestens einen Hohlraum (H) zur Aufnahme von Schmutzpartikeln enthält, die in einem Grenzflächenbereich (A) zwischen einer unteren Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers (1) und einer oberen Stirnfläche eines benachbarten unteren Walzenkörpers (1) eingedrungen sind, und der Excenterkörper (3) mindestens eine den Grenzflächenbereich (A) mit dem Hohlraum (H) verbindende Kanaleinrichtung (B) aufweist, um die Schmutzpartikel von dem Grenzflächenbereich (A) in den Hohlraum (H) zu leiten.
Walzenbohr-Vorrichtung mit einer rotierbaren Bohrwelle (2), die mindestens in einem unteren Bereich mit einem Verdrängerkörper (100) versehen ist, in dem die Welle eine Mehrzahl untereinander angeordneter Excenterkörper (3) aufweist, wobei eine Mantelfläche eines Excenterkörpers (3) jeweils von einem Walzenkörper (1) umgeben ist, und zwischen Mantelfläche und Walzenkörper (1) jeweils eine Mehrzahl rotierbar gelagerter Wälzelemente (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Walzenkörper (1) mindestens einen Hohlraum (H) zur Aufnahme von Schmutzpartikeln enthält, die in einem Grenzflächenbereich (A) zwischen einer unteren Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers (1) und einer oberen Stirnfläche eines benachbarten unteren Walzenkörpers (1) eingedrungen sind, und der Walzenkörper (1) mindestens eine den Grenzflächenbereich (A) mit dem Hohlraum (H) verbindende Kanaleinrichtung (B) aufweist, um die Schmutzpartikel von dem Grenzflächenbereich (A) in den Hohlraum (H) zu leiten.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle bidirektional zu rotieren ist und eine Schrägstellung der exzentrischen Achsen (5, 5') der Excenterkörper (3) bewirkt, dass bei Rotation in eine erste Richtung an dem Verdrängerkörper (100) eine nach unten treibende Kraft entsteht und bei Rotation in eine zweite Richtung an dem Verdrängerkörper (100) eine nach oben treibende Kraft entsteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlraum (H) eines Excenterkörpers (3) mittels einer Hülseneinrichtung (10) zu verschließen ist und Schmutzpartikel durch öffnen der Hülseneinrichtung (10) aus dem Hohlraum (H) entfernbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülseneinrichtung (10) von einer von außen bewegbaren Deckeleinrichtung (11) abgedeckt ist und ein Zugang zu einer Hülseneinrichtung (10) nach öffnen der Deckeleinrichtung (11) ermöglicht ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Stirnfläche eines oberen Walzenkörpers (1) von einer mittels einer Feder (9) in Richtung einer oberen Stirnfläche (a) eines jeweiligen unteren Walzenkörpers (1) vorgespannten Gleitscheibe (8) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere Stirnfläche (a) eines jeweils unteren Walzenkörpers (1) von einem Ringkörper (6) gebildet ist, der in einer Aussparung (c) im Bereich einer oberen Stirnfläche (a) eines jeweils unteren Walzenkörpers (1) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (6) im Bereich seiner Mantelfläche konvex sphärisch gebogen ausgebildet ist, wobei sein Lager in dem Walzenkörper (1) eine konkav sphärisch gebogene Innenwandung aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle als Hohlwelle (HW) ausgeführt ist und mindestens eine indirekte Leiteinrichtung (15) für Flüssigbeton bildet, wobei in einem unteren Bereich des Verdrängerkörpers (100) Austrittsdüsen (16) für durch die Welle geleiteten Flüssigbeton vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Spitze (12) des Verdrängerkörpers (100) abtrennbar mit einem unteren Bereich des Verdrängerkörpers (100) verbunden ist, um im Nachgang zu einer Abtrennung die Austrittsdüsen (16) des Verdrängerkörpers (100) freizulegen.