DE102011087096B4

DE102011087096B4 - Tool and method for creating boreholes with a non-rotationally symmetrical cross section

Info

Publication number: DE102011087096B4
Application number: DE201110087096
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2014-12-11
Anticipated expiration: 2031-11-26
Also published as: DE102011087096A1

Abstract

Bohrwerkzeug mit zumindest drei rotierenden und mittels eines zentral angeordneten Werkzeugkörpers (1) gelagerten Bohrköpfen (2), deren Rotationsachsen (3) in einer Aufsicht entlang der Vorschubrichtung (4) des Bohrwerkzeugs gesehen sternförmig angeordnet sind und ihre Lage entlang der Vorschubrichtung (4) beibehalten.Drilling tool with at least three rotating drilling heads (2) mounted by means of a centrally arranged tool body (1), the axes of rotation (3) of which are arranged in a star shape when viewed in a plan view along the feed direction (4) of the drilling tool and maintain their position along the feed direction (4) .

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, mit welchem Bohrungen mit einem nicht rotationssymmetrischen Querschnitt erzeugt werden können. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung einer Bohrung mit einem nicht rotationssymmetrischen Querschnitt und insbesondere die Herstellung von Bohrpfählen mit einem nicht rotationssymmetrischen Querschnitt.The present invention relates to a drilling tool with which holes can be produced with a non-rotationally symmetrical cross section. Furthermore, the present invention relates to the production of a bore with a non-rotationally symmetrical cross section and in particular the production of bored piles with a non-rotationally symmetrical cross section.

Aus dem Stand der Technik sind Bohrwerkzeuge bekannt, die um eine parallel zur Vorschubrichtung des Werkzeugs verlaufende Rotationsachse rotieren, so dass die mit diesen Werkzeugen erstellten Bohrlöcher einen rotationssymmetrischen bzw. kreisförmigen Querschnitt aufweisen.Drilling tools are known from the prior art, which rotate about an axis of rotation parallel to the feed direction of the tool, so that the boreholes created with these tools have a rotationally symmetrical or circular cross section.

Ferner sind sogenannte Bohrköpfe bekannt, die insbesondere zum Erstellen von Erdbohrlöchern verwendet werden und mehrere rotierende Werkzeuge aufweisen, die sich um zur Vorschubrichtung schräg gestellte Rotationsachsen drehen. Diese Bohrköpfe sind mit einem sich drehenden Schaft verbunden, mittels dem der Bohrkopf zusammen mit den Werkzeugen um seine Längsachse gedreht wird. Die mit solchen Bohrköpfen erstellten Bohrungen haben daher ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt.Furthermore, so-called drill bits are known, which are used in particular for creating Erdbohrlöchern and have a plurality of rotating tools that rotate about the axis of rotation obliquely to the feed direction. These drill heads are connected to a rotating shaft, by means of which the drill head is rotated together with the tools about its longitudinal axis. The holes made with such drill heads therefore also have a circular cross-section.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Eigenschaften der bisher bekannten Bohrungen mit kreisrundem Querschnitt zu verbessern und ein Werkzeug bereitzustellen, mit welchem solche Bohrungen insbesondere bei der Bohrpfahlherstellung erstellt werden können. Bohrlöcher für die Bohrpfahlherstellung können typischerweise einen Durchmesser von bis zu 3 m und eine Tiefe von bis zu 120 m aufweisen, wobei das Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser üblicherweise im Bereich von 20 bis 60 liegt.The object of the present invention has been made to improve the properties of the previously known holes with a circular cross-section and to provide a tool with which such holes can be created especially in the bored pile production. Drill holes for bored pile fabrication may typically have a diameter of up to 3 meters and a depth of up to 120 meters, with the depth to diameter ratio usually in the range of 20 to 60.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentansprüche 1, 13 und 15 gelöst. Die Unteransprüche definieren dabei bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.This object is solved by the subject matter of claims 1, 13 and 15. The dependent claims define preferred embodiments of the present invention.

Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug weist zumindest drei rotierende und mittels eines zentral angeordneten Werkzeugkörpers gelagerte Bohrköpfe auf, deren Rotationsachsen in einer Aufsicht entlang der Vorschubrichtung des Bohrwerkzeugs gesehen sternförmig angeordnet sind und ihre Lage entlang der Vorschubrichtung beibehalten. Dabei kann sich der Durchmesser der Bohrköpfe entlang ihrer Rotationsachse beliebig verändern.The drilling tool according to the invention has at least three rotating and mounted by means of a centrally arranged tool body drill heads whose rotation axes are seen in a plan along the feed direction of the drilling tool arranged in a star shape and maintain their position along the feed direction. In this case, the diameter of the drill heads along its axis of rotation can change arbitrarily.

Mit anderen Worten dreht sich der Werkzeugkörper nicht wie bei herkömmlichen Bohrköpfen um eine parallel zur Vorschubrichtung verlaufende Rotationsachse, sondern bleibt abgesehen von der Vorschubbewegung raumfest. Man könnte sagen, dass der Werkzeugkörper und somit auch die Rotationsachsen der in ihm gelagerten Bohrköpfe lediglich translatorisch bewegt werden, und zwar in Richtung des Vorschubs. Auf diese Weise kann ein Bohrloch erstellt werden, dessen Querschnitt von der Anzahl und der Geometrie der Bohrköpfe am Werkzeugkörper abhängt und auf diese Weise nicht zwingend rotationssymmetrisch bzw. kreisrund sein muss. Der Einsatz von beliebig vielen Bohrköpfen ist hierbei vorstellbar, wobei die Geometrie der Bohrköpfe nicht zwingend gleich sein muss, so dass sogar Bohrwerkzeuge mit unterschiedlichen Bohrköpfen vorstellbar sind. Ferner ist es vorstellbar, dass alle oder einzelne Bohrköpfe vom Werkzeugkörper und/oder der Werkzeugkörper mit den Bohrköpfen vom Schaft demontierbar ausgestaltet sind. So können auf einfache Weise mit einem einzigen Schaft bzw. Werkzeugkörper Bohrlöcher verschiedener Geometrien erzeugt werden, indem nur einzelne oder alle Bohrköpfe und/oder der Werkzeugkörper ausgetauscht werden.In other words, the tool body does not rotate around a parallel to the feed direction axis of rotation, as in conventional drill heads, but remains fixed in space apart from the feed movement. It could be said that the tool body, and thus also the axes of rotation of the drill heads mounted in it, are merely moved translationally, in the direction of the feed. In this way, a borehole can be created whose cross section depends on the number and the geometry of the drill heads on the tool body and in this way does not necessarily have to be rotationally symmetrical or circular. The use of any number of drill heads is conceivable here, wherein the geometry of the drill heads does not necessarily have to be the same, so that even drilling tools with different drill heads are conceivable. Furthermore, it is conceivable that all or individual drill heads from the tool body and / or the tool body with the drill heads are configured removable from the shaft. Thus, bores of different geometries can be produced in a simple manner with a single shaft or tool body by exchanging only individual or all drill heads and / or the tool body.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ändert sich der Durchmesser der Bohrköpfe entlang ihrer Rotationsachse, so dass beliebige geometrische Ausgestaltungen der Bohrköpfe denkbar sind.According to a preferred embodiment of the present invention, the diameter of the drill heads changes along its axis of rotation, so that any geometric configurations of the drill heads are conceivable.

Bevorzugterweise verringert sich der Durchmesser der Bohrköpfe in einer vom Werkzeugkörper weg weisenden Richtung, wobei grundsätzlich auch eine Zunahme des Durchmessers der Bohrköpfe in einer vom Werkzeugkörper weg weisenden Richtung vorstellbar ist. Im Querschnitt gesehen verjüngen sich die entsprechenden Abschnitte des im ersten Fall erstellten Bohrlochs mit zunehmendem Abstand vom Bohrmittelpunkt, wobei sich im zweiten Fall die entsprechenden Abschnitte des Bohrlochs vom Mittelpunkt weg erweitern. In beiden Fällen wird die bei gleich bleibendem Querschnittsflächenbetrag des Bohrlochs ein gewisser Anteil der Querschnittsfläche vom Mittelpunkt der Bohrung weg verlagert, so dass im letztendlichen Bohrloch bei gleich bleibendem Bohrlochvolumen ein gewisser Anteil des Bohrlochvolumens von der zentralen Bohrungslängsachse radial nach außen verlagert wird. In bestimmten Fällen bringt eine solche Bohrlochgeometrie entscheidende Vorteile mit sich, wie später noch ausführlicher erläutert werden soll.Preferably, the diameter of the drill heads decreases in a direction away from the tool body direction, in principle, an increase in the diameter of the drill heads in a direction away from the tool body direction is conceivable. Viewed in cross-section, the corresponding portions of the wellbore formed in the first case taper as the distance from the wellbore increases, with the corresponding portions of the wellbore extending away from the center in the second case. In either case, with the cross-sectional area of the well remaining the same, a certain portion of the cross-sectional area is displaced away from the center of the well such that in the eventual wellbore volume, a certain portion of the wellbore volume is displaced radially outward from the central bore longitudinal axis. In certain cases, such a well geometry brings significant benefits, as will be explained in more detail later.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen ein oder mehrere Bohrköpfe eine Kegelform oder Kegelstumpfform auf. Beim Einsatz von mehreren kegelförmigen Bohrköpfen, deren Rotationsachsen gleichmäßig um die zentrale Längsachse des Werkzeugkörpers verteilt sind, wird, sofern der Durchmesser der Bohrköpfe vom Werkzeugkörper weg abnimmt, je nach Anzahl der eingesetzten Bohrköpfe ein sternförmiges Bohrloch erzeugt.In a particularly preferred embodiment, one or more drill heads have a conical or truncated cone shape. When using a plurality of conical drill heads, whose axes of rotation are distributed uniformly around the central longitudinal axis of the tool body, as long as the diameter of the drill heads away from the tool body decreases, depending on the number of drill bits used a star-shaped hole produced.

Da man sich leicht vorstellen kann, dass mit zunehmend spitzwinkliger Ausgestaltung der einzelnen Bohrköpfe die Anfälligkeit der Bohrkopfspitze insbesondere gegenüber mechanischer Beanspruchung zunimmt, können die Bohrköpfe gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ohne Spitze ausgestaltet sein, so dass die Bohrköpfe eine kegelstumpfförmige Ausgestaltung aufweisen. Since it is easy to imagine that with increasing acute-angled design of the individual drill heads, the susceptibility of the drill head tip, in particular to mechanical stress increases, the drill heads can be configured according to a further preferred embodiment of the present invention without a tip, so that the drill heads have a frusto-conical configuration.

Wenn hier von „Vorschubrichtung” gesprochen wird, so ist hierunter die Bewegung des Bohrwerkzeugs als Gesamtes beim Erstellen eines Bohrlochs zu verstehen, wobei die zentrale Längsachse des Bohrwerkzeugs bzw. des Werkzeugkörpers parallel zur Vorschubrichtung verläuft.When the term "feed direction" is used, this refers to the movement of the drilling tool as a whole when creating a borehole, wherein the central longitudinal axis of the boring tool or the tool body is parallel to the feed direction.

Die Bohrköpfe haben naturgemäß eine rotationssymmetrische Ausgestaltung, wobei deren Außenfläche bzw. Mantelfläche für die Erstellung des Bohrlochs und die Entfernung des Materials verantwortlich sind.The drill heads naturally have a rotationally symmetrical design, with their outer surface or lateral surface being responsible for the creation of the borehole and the removal of the material.

Je nach Art des zu bohrenden Materials können so unterschiedliche Bohrköpfe vorgesehen werden. So ist es möglich, zum Bohren von Löchern in relativ weichem Erdreich Bohrköpfe mit einer Schneckenform einzusetzen. Die wirkliche Form solcher schneckenförmiger Bohrköpfe ist selbst nicht rotationssymmetrisch, so dass in diesem Fall von einer „fiktiven” Rotationssymmetrie ausgegangen wird, nämlich der Rotationssymmetrie des durch die alleinige Rotation des Schneckenbohrkopfs entfernten Volumens.Depending on the type of material to be drilled so different drill heads can be provided. Thus, it is possible to use drilling heads with a screw shape for drilling holes in relatively soft soil. The actual shape of such helical drill heads is not itself rotationally symmetric, so that in this case a "fictional" rotational symmetry is assumed, namely the rotational symmetry of the volume removed by the sole rotation of the auger head.

Für härtere zu bohrende Materialien können Bohrköpfe vorgesehen werden, die an ihrer Umfangs- bzw. Mantelfläche Schneiden aufweisen, bis hin zu Bohrköpfen mit Zähnen aus beispielsweise Wolfram oder Diamant an der Umfangs- bzw. Mantelfläche für sehr harte Materialien.For harder materials to be drilled, drill heads can be provided which have cutting edges on their peripheral surface, as well as drill bits with teeth of, for example, tungsten or diamond on the peripheral surface for very hard materials.

Die Rotationsgeschwindigkeit der Bohrköpfe hängt ebenfalls vom zu bohrenden Material ab und kann beispielsweise 10 bis 120 U/min für große Bohrlöcher in weichem Erdreich betragen. Für kleinere Löcher in harten zu bohrenden Materialien sind entsprechend höhere Drehzahlen vorzusehen.The rotational speed of the drill heads also depends on the material to be drilled and may, for example, be 10 to 120 rpm for large boreholes in soft soil. For smaller holes in hard materials to be drilled, correspondingly higher speeds have to be provided.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Bohrköpfe so angeordnet, dass sie in einer Aufsicht entlang der Werkzeuglängsachse bzw. Vorschubrichtung zumindest umfänglich gemeinsam einen vieleckigen Querschnitt ausbilden. Darunter ist zu verstehen, dass das durch die Bohrköpfe entfernte Material den Umriss des späteren Bohrlochs bildet, wobei es an dieser Stelle noch keine Rolle spielt, ob das zentral im Bohrloch befindliche Material ebenfalls durch einen Bohrkopf entfernt wird. So könnte man sich durchaus vorstellen, dass durch den alleinigen Einsatz der Bohrköpfe ein Kern im Bohrloch verbleiben würde, wobei umfänglich um den Kern Material von den Bohrköpfen entfernt wird.According to a further preferred embodiment of the present invention, the drill heads are arranged so that they form at least circumferentially together a polygonal cross section in a plan view along the tool longitudinal axis or feed direction. By this is meant that the material removed by the drill heads forms the outline of the later drill hole, at which point it still does not matter whether the material located centrally in the drill hole is also removed by a drill head. So one could imagine that by the sole use of the drill heads, a core would remain in the well, with circumferentially around the core material is removed from the drill heads.

Zwar ist es grundsätzlich vorstellbar, Bohrlöcher mit beliebigen Geometrien zu erstellen, allerdings wird ein sternförmiger oder ein dreiecksförmiger Bohrlochquerschnitt besonders bevorzugt. Hängt die Anzahl der Strahlen eines Sterns von der Anzahl der eingesetzten Bohrköpfe ab, kann ein dreieckiges Bohrloch durch den Einsatz eines Bohrwerkzeugs mit drei kegelförmigen Bohrköpfen erstellt werden, deren Mantelflächen in den aneinander angrenzenden Bereichen im Querschnitt einen Winkel von 180° einschließen. Beim Einsatz von drei gleichen Bohrköpfen, deren Mantelflächen in aneinander angrenzenden Bereichen einen Winkel von 180° einschließen, wird ein Bohrloch erzeugt, dessen Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck ist. Diese Ausführungsform wird als besonders vorteilhaft betrachtet.Although it is basically conceivable to create boreholes with arbitrary geometries, a star-shaped or a triangular borehole cross-section is particularly preferred. If the number of rays of a star depends on the number of drill bits used, a triangular drill hole can be created by using a drilling tool with three conical drill heads whose lateral surfaces in the adjoining areas form an angle of 180 ° in cross section. When using three identical drill heads whose lateral surfaces enclose an angle of 180 ° in adjoining areas, a borehole is produced whose cross-section is an equilateral triangle. This embodiment is considered to be particularly advantageous.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Bohrwerkzeug einen Schaft auf, der sich vom Werkzeugkörper aus entlang der Werkzeuglängsachse bzw. der Vorschubrichtung erstreckt. Ein solcher Schaft dient einerseits dazu, die richtige Raumlage des Werkzeugkörpers und somit der Bohrköpfe sicherzustellen, und andererseits, um zur Erhöhung der Bohrleistung Kraft auf den Werkzeugkörper und die Bohrköpfe auszuüben. Bei im Wesentlichen vertikal verlaufenden Bohrungen und einem entsprechend schweren Schaft ist es vorstellbar, dass das Eigengewicht des Schaftes ausreicht, die für eine genügende Bohrleistung erforderliche Kraft auf den Werkzeugkörper und die Bohrköpfe auszuüben. Grundsätzlich kann der Schaft zusätzlich dazu verwendet werden, eine auf ihn aufgebrachte Kraft an den Werkzeugkörper und die Bohrköpfe weiterzuleiten, was insbesondere bei horizontal verlaufenden Bohrungen notwendig ist.According to a further preferred embodiment, the drilling tool has a shank which extends from the tool body along the tool longitudinal axis or the feed direction. On the one hand, such a shaft serves to ensure the correct spatial position of the tool body and thus of the drill heads, and on the other hand to exert force on the tool body and the drill heads in order to increase the drilling power. In substantially vertical bores and a correspondingly heavy shaft, it is conceivable that the weight of the shaft is sufficient to exert the force required for a sufficient drilling performance on the tool body and the drill heads. In principle, the shaft can additionally be used to forward a force applied to it to the tool body and the drill heads, which is necessary in particular for horizontally extending bores.

Um den Werkzeugkörper und die Bohrköpfe in der richtigen Raumlage zu halten und zu führen, kann der Schaft vorteilhafter Weise in einem vom Werkzeugkörper beabstandeten Bereich ein oder mehrere Stützelemente aufweisen, die an der Innenwandung des bereits erstellten Bohrlochabschnitts anliegen und somit eine anders als entlang der Längsachse des bereits erstellten Bohrlochabschnitts gerichtete Bewegung des Schafts und des Werkzeugkörpers verhindern. Hierzu weist das oder die Stützelemente in einer Aufsicht, also entlang der Werkzeuglängsachse gesehen im Wesentlichen den gleichen Querschnitt auf, als die Gesamtheit der das Bohrloch erstellenden Bohrköpfe. Ebenso ist jedoch jede beliebige Ausgestaltung der Stützelemente vorstellbar, sofern sie ein Ausweichen bzw. Abweichen von der Vorschubrichtung des Schaftes mit dem Werkzeugköper und den Bohrköpfen verhindern. Ebenso wie die Bohrköpfe können die Stützelemente einzeln oder in ihrer Gesamtheit vom Schaft abnehmbar bzw. demontierbar ausgestaltet sein, um das Werkzeug für verschiedene Bohrlochgeometrien anzupassen.In order to maintain and guide the tool body and drill heads in the correct spatial position, the shank may advantageously have one or more support elements in a region spaced from the tool body which abut against the inner wall of the already created wellbore section and thus one other than along the longitudinal axis Prevent directed movement of the shaft and the tool body of the already created wellbore section. For this purpose, the one or more support elements seen in a plan view, ie along the tool longitudinal axis substantially the same cross section, as the entirety of the drill hole creating drill heads. Likewise, however, any configuration of the support elements is conceivable, provided they dodge or deviate from the feed direction of the shaft with the tool body and the drill heads prevent. As well as the drill heads, the support elements can be designed individually or in their entirety as detachable from the shaft in order to adapt the tool to different bore hole geometries.

Vorzugsweise ist der Schaft fest mit dem Werkzeugkörper verbunden, wobei ein integral an den Werkzeugkörper angeformter Schaft besonders bevorzugt wird. Mit anderen Worten, muss sich der (demontierbare) Werkzeugkörper in den äußeren Abmaßen nicht einmal vom Schaft unterscheiden, so dass in einem Grenzfall sogar davon gesprochen werden könnte, dass die Bohrköpfe „direkt am Schaft angebracht” sind. Generell ist es jedoch von Vorteil, wenn sich der Werkzeugkörper vom Schaft ausgehend in Vorschubrichtung verjüngt, da dieser der Lagerung der Bohrköpfe dient, die vorteilhafterweise in die Richtung der Vorschubrichtung angestellt sind. Für eine einfache Ausgestaltung des Schaftes ist es ebenso von Vorteil, wenn dieser lediglich so viele Seiten aufweist, wie Bohrköpfe am Werkzeugkörper angebracht sind. Bei beispielsweise drei Bohrköpfen kann der Schaft somit ebenfalls drei Seiten aufweisen.Preferably, the shaft is fixedly connected to the tool body, wherein an integrally formed on the tool body shank is particularly preferred. In other words, the (removable) tool body in the outer dimensions does not even have to be different from the shaft, so that in a borderline case it could even be said that the drill heads are "directly attached to the shaft". In general, however, it is advantageous if the tool body tapers from the shaft in the feed direction, since this serves to support the drill heads, which are advantageously employed in the direction of the feed direction. For a simple embodiment of the shaft, it is also advantageous if it only has as many sides as drilling heads are attached to the tool body. For example, in three drill heads, the shaft can therefore also have three sides.

Wie oben schon angemerkt, ist es von Vorteil, wenn die Bohrköpfe in Richtung der Vorschubrichtung angestellt sind, deren Rotationsachsen also mit der Vorschubrichtung einen spitzen Winkel (kleiner als 90°) einschließen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bohrköpfe so angeordnet sind, dass sie mit ihrer Mantelfläche eine gemeinsame und senkrecht auf die Werkzeuglängsachse bzw. die Vorschubrichtung stehende Ebene im Wesentlichen linienhaft berühren. Mit anderen Worten berühren die Bohrköpfe eine gemeinsame Ebene mit einer entlang ihrer Rotationsachsen verlaufenden Mantelfläche, sobald das Bohrwerkzeug mit den Bohrköpfen auf dieser Fläche „abgestellt” wird. Im Grenzfall von kegel(stumpf)förmigen Bohrköpfen ist eine solche Berührung linienhaft, wobei grundsätzlich nicht auszuschließen ist, dass die Bohrköpfe eine andere Geometrie aufweisen und somit mit ihrer entlang ihrer Rotationsachsen verlaufenden Bereiche der Mantelfläche lediglich im Wesentlichen eine gemeinsame Fläche berühren. Zusätzlich kann dieser Bohrkopf mit einem Schlagwerk ausgestattet sein, welcher den Bohrkopf entlang der Werkzeuglängsachse bzw. Vorschubrichtung bewegt.As already noted above, it is advantageous if the drill heads are employed in the direction of the feed direction, ie their axes of rotation thus enclose an acute angle (less than 90 °) with the feed direction. It when the drill heads are arranged so that they touch a common and perpendicular to the longitudinal axis of the tool or the feed direction substantially linearly with its lateral surface is particularly advantageous. In other words, the drill heads touch a common plane with a circumferential surface running along their axes of rotation, as soon as the drilling tool is "turned off" with the drill heads on this surface. In the limiting case of conical (blunt) shaped drill heads, such a contact is linear, wherein in principle it can not be ruled out that the drill heads have a different geometry and thus only essentially touch a common surface with their areas of the lateral surface extending along their axes of rotation. In addition, this drill head can be equipped with a striking mechanism, which moves the drill head along the tool longitudinal axis or feed direction.

Insbesondere für harte zu bohrende Materialien ist es von Vorteil, wenn zusätzlich zu den oben beschriebenen Bohrköpfen zumindest ein weiterer Bohrkopf vorgesehen ist, dessen Rotationsachse parallel zur Werkzeuglängsachse bzw. Vorschubrichtung des Bohrwerkzeugs verläuft. Sofern lediglich ein einziger solcher Bohrkopf verwendet wird, kann dieser in einer Aufsicht gesehen mit seiner Arbeitsfläche den weiter oben beschriebenen Bereich abdecken, der beim alleinigen Einsatz von der um die quer zur Vorschubrichtung stehenden Rotationsachsen rotierenden Bohrköpfen nicht abgetragen werden würde. Dieser Bohrkopf kann insbesondere eine zylindrische Form aufweisen, wobei grundsätzlich jede beliebige und für vorteilhaft erachtete Form denkbar ist. Beim Einsatz eines einzigen solchen Bohrkopfs kann dieser zentral angeordnet sein, also um die zentrale Längsachse des Bohrwerkzeugs bzw. des Werkzeugkörpers rotieren.In particular, for hard materials to be drilled, it is advantageous if, in addition to the above-described drill heads, at least one further drill head is provided, the axis of rotation of which runs parallel to the tool longitudinal axis or feed direction of the drilling tool. If only a single such drill head is used, this seen in a plan view with its working surface cover the area described above, which would not be removed when used alone by the standing about the rotational axes transverse to the feed direction drilling heads. This drill head can in particular have a cylindrical shape, wherein in principle any arbitrary and considered advantageous form is conceivable. When using a single such drill head this can be arranged centrally, so rotate about the central longitudinal axis of the drilling tool or the tool body.

Aufgrund der zur Vorschubrichtung parallel verlaufenden Rotationsachse des zusätzlichen Bohrkopfs ist dieser wesentlich höher belastbar als die quer zur Vorschubrichtung verlaufenden Bohrköpfe, so dass für den oder die zusätzlichen Bohrköpfe ein Schlagwerk vorgesehen werden kann, um die Bohrleistung des Bohrwerkzeugs zusätzlich zu erhöhen.Due to the direction parallel to the feed axis of rotation of the additional drill head this is much higher load capacity than the transverse to the feed direction drill heads, so that for the or the additional drill heads a striking mechanism can be provided to increase the drilling capacity of the drilling tool in addition.

Die Bohrköpfe des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs weisen einen Antrieb auf, wobei ein einzelner Antrieb für beliebig viele aber auch ein eigener Antrieb für jeden einzelnen der oben genannten Bohrköpfe vorgesehen werden kann. Ein gemeinsamer Antrieb könnte etwa durch eine durch den Schaft verlaufende Welle und ein im Bereich des Werkzeugkörpers angeordnetes Verteilergetriebe realisiert werden, aber auch durch einen vorzugsweise im Schaft oder Werkzeugkörper angeordneten Antriebsmotor, beispielsweise einen Elektro-, Pneumatik- oder Hydraulikmotor wobei auch und gerade bei eigenen Antrieben für jeden Bohrkopf ein Antriebsmotor, beispielsweise ein Elektro-, Pneumatik- oder Hydraulikmotoren Verwendung finden könnten.The drill heads of the drilling tool according to the invention have a drive, wherein a single drive for any number but also a separate drive for each of the above drill heads can be provided. A common drive could be realized, for example, by a shaft extending through the shaft and a transfer case arranged in the region of the tool body, but also by a drive motor preferably arranged in the shaft or tool body, for example an electric, pneumatic or hydraulic motor Drives for each drill head a drive motor, such as an electric, pneumatic or hydraulic motors could be used.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Werkzeugkörper zumindest eine Öffnung auf, durch welche ein Spülfluid treten kann und das mittels der Bohrköpfe entfernte Material abtransportiert. Solche Öffnungen können jedoch ebenfalls im Werkzeugschaft vorgesehen werden.According to a further preferred embodiment of the present invention, the tool body has at least one opening through which a flushing fluid can pass and removes the material removed by means of the drill heads. However, such openings may also be provided in the tool shank.

Mit dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug kann sowohl das sogenannte „standard circulation drilling”-Verfahren eingesetzt werden, als auch das für größere Bohrlöcher vorzusehende „reversed circulation drilling”-Verfahren. Insbesondere für das „reversed circulation drilling” kann im Bereich des Werkzeugkörpers, jedoch auch im Schaft eine Spülpumpe vorgesehen sein, die das im Bohrloch befindliche Spülfluid durch den Schaft abtransportiert.With the drilling tool according to the invention, both the so-called "standard circulation drilling" method can be used, as well as for larger holes to be provided "reversed circulation drilling" method. In particular, for the "reversed circulation drilling" can be provided in the region of the tool body, but also in the shaft, a flushing pump, which removes the flushing fluid located in the borehole through the shaft.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrlochs mit einem nicht rotationssymmetrischen Querschnitt mittels eines Bohrwerkzeugs mit zumindest drei rotierenden und mittels eines zentral angeordneten Werkzeugkörpers gelagerten Bohrköpfen, deren Rotationsachsen in einer Aufsicht entlang der Vorschubrichtung des Bohrwerkzeugs gesehen sternförmig angeordnet sind und ihre Lage entlang der Vorschubrichtung beibehalten. Solche Löcher haben gegenüber rotationssymmetrischen Löchern den Vorteil, dass das Verhältnis von Bohrlochinnenfläche zu Bohrlochvolumen größer ist als bei rotationssymmetrischen Löchern. Dies führt auch dazu, dass die zur Verfügung stehende Grenzfläche und somit Reibfläche eines später im Loch angeordneten Pfahles bei gleich bleibendem Pfahlvolumen zunimmt. Ein weiterer Vorteil von Bohrlöchern mit einem solchen Querschnitt liegt darin, dass bei gleich bleibendem Bohrlochvolumen ein größerer Volumenanteil von der zentralen Längsachse des Bohrlochs radial nach außen verlagert wird.A further aspect of the present invention relates to a method for producing a borehole with a non-rotationally symmetrical cross section by means of a boring tool with at least three rotary heads mounted by means of a centrally arranged tool body, the axes of rotation of which extend in a plan view the feed direction of the drilling tool are arranged in a star shape and maintain their position along the feed direction. Such holes have the advantage over rotationally symmetrical holes that the ratio of borehole inner surface to borehole volume is greater than in rotationally symmetrical holes. This also means that the available interface and thus friction surface of a pile arranged later in the hole increases while the pile volume remains constant. A further advantage of wells having such a cross section is that as the well volume remains the same, a greater volume fraction is displaced radially outward from the central longitudinal axis of the wellbore.

Beim Auffüllen eines solchen Bohrlochs mit einem Material wird somit ein größerer Materialanteil von der zentralen Längsachse des durch Auffüllen des Bohrlochs aufgestellten Volumenkörpers wegverlagert, was unter Anderem seine Biegesteifigkeit erhöht. Bei gleichem Material kann somit die Biegesteifigkeit eines durch Auffüllen des Bohrlochs hergestellten Volumenkörpers bedeutend erhöht werden. Für die Herstellung eines solchen Bohrlochs eignet sich das weiter oben beschriebene Bohrwerkzeug besonders gut.When filling such a borehole with a material, a greater proportion of material is thus displaced away from the central longitudinal axis of the volume body erected by filling up the borehole, which among other things increases its flexural rigidity. Thus, with the same material, the flexural rigidity of a bulk body made by filling up the borehole can be significantly increased. For the production of such a borehole, the drilling tool described above is particularly well.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Baupfahl für die Pfahlgründung und ein Pfahlgründungsverfahren, bei dem ein solcher (hohler oder massiver) Pfahl insbesondere Beton oder Stahl umfassend in das Erdreich gerammt wird. Wie weiter oben schon angemerkt, hat ein nicht rotationssymmetrischer insbesondere dreieckiger Querschnitt eines Pfahls den Vorteil, dass das Verhältnis von Reibfläche des Pfahls zum Pfahlvolumen im Vergleich zu rotationssymmetrischen Pfählen besonders hoch ist. So lassen sich bei geringem Bauaufwand und Materialeinsatz aufgrund der verhältnismäßig hohen Reibfläche verhältnismäßig hohe Kräfte in das Erdreich einleiten. Das gilt sowohl für Baupfähle als auch für Erdanker, die mittels bekannter Verfahren in das Erdreich gerammt werden.Another aspect of the present invention relates to a paving foundry and piling method in which such a (hollow or solid) pile, in particular concrete or steel, is rammed into the earth. As already noted above, a non-rotationally symmetrical, in particular triangular, cross section of a pile has the advantage that the ratio of the friction surface of the pile to the pile volume is particularly high in comparison with rotationally symmetrical piles. Thus, relatively low forces can be introduced into the soil at low construction costs and material usage due to the relatively high friction surface. This applies to both construction piles and ground anchors, which are driven into the soil by known methods.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft somit ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrpfahls mit folgenden Schritten:

– Herstellen eines hierin beschriebenen Bohrlochs unter Einsatz eines hierin beschriebenen Bohrwerkzeugs;
– Einbringen eines Bohrlocheinsatzes;
– Einbringen eines Füllmaterials, insbesondere Beton in das Bohrloch.

A further aspect of the present invention thus further relates to a method for producing a bored pile with the following steps:

- producing a wellbore described herein using a drilling tool described herein;
- introducing a borehole insert;
- Introducing a filling material, in particular concrete in the borehole.

Zur Herstellung eines Bohrpfahls mit kreisrundem Querschnitt wird üblicherweise ein Bewehrungskorb aus Stahl mit ebenfalls kreisrundem Querschnitt in das Bohrloch eingebracht und dieses anschließend mit Beton verfüllt.To produce a bored pile having a circular cross-section, a steel reinforcing cage with a likewise circular cross-section is usually introduced into the borehole and this is then filled with concrete.

Ein solcher Bewehrungskorb wird in horizontaler Ausrichtung liegend hergestellt und zum Einbringen in das üblicherweise vertikal verlaufende Bohrloch „aufgestellt”. Hierbei kann nicht ausgeschlossen werden, dass ein solcher Bewehrungskorb aufgrund zu geringer Biegesteifigkeit „knickt” und somit zerstört wird. Zur Erhöhung der Biegesteifigkeit und somit der Unempfindlichkeit gegen Knicken beim Aufstellen kann der Querschnitt des Bewehrungskorbes abweichend von kreisrund beispielsweise dreieckig oder sternförmig gewählt werden, also der Form nach dem Querschnitt des weiter oben beschriebenen Bohrlochs angepasst werden.Such a reinforcing cage is made lying in a horizontal orientation and "set up" for insertion into the usually vertical wellbore. In this case, it can not be ruled out that such a reinforcement cage "kinks" due to insufficient flexural strength and is thus destroyed. To increase the flexural rigidity and thus the insensitivity to buckling when setting up the cross section of the reinforcing basket deviating from circular, for example, triangular or star-shaped, so be adapted to the shape of the cross section of the well described above.

In das erstellte Bohrloch kann ein Zugankereinsatz, beispielsweise eine Stange oder ein Seil aus insbesondere Stahl zentrisch eingebracht werden, woraufhin das Borhloch mit Beton oder Zement aufgefüllt wird. Nach dem Aushärten des Betons oder Zements erhält man einen auf Zug beanspruchbaren Zuganker umfassend den Zugankereinsatz und das Füllmaterial, dessen Verhältnis von Reibfläche (zum umgebenden Erdreich) zum Füllvolumen vorteilhafterweise besonders hoch ist.In the hole created a Zugankereinsatz, such as a rod or a rope from particular steel can be introduced centrally, whereupon the Borhloch is filled with concrete or cement. After hardening of the concrete or cement to obtain a train claimable tie rods comprising the Zugankereinsatz and the filler whose ratio of friction surface (to the surrounding soil) to the filling volume is advantageously particularly high.

Anhand der beiliegenden Figuren werden im Folgenden besonders bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese kann alle hierin offenbarten Merkmale einzeln sowie in jedweder sinnvollen Merkmalskombination umfassen.With reference to the accompanying figures, particularly preferred embodiments of the present invention will be described below. This may include all features disclosed herein individually as well as in any meaningful combination of features.

Es zeigen:Show it:

1: Baumaschine mit dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug 1 : Construction machine with the drilling tool according to the invention

2: Aufsicht auf eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs; 2 : Plan view of a first embodiment of the drilling tool according to the invention;

3: Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Bohrkopf; 3 : Section through a drill head according to the invention;

4A/4B: Zwei unterschiedliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bohrkopfs; 4A / 4B : Two different embodiments of the drill head according to the invention;

5A/5B: Seitenansicht und Aufsicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs; 5A / 5B : Side view and top view of a second embodiment of the drilling tool according to the invention;

6A/6B: Zwei unterschiedliche Bohrverfahren mit dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug; 6A / 6B Two different drilling methods with the drilling tool according to the invention;

7A bis 7C: Seitenansichten und Aufsichten einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs; 7A to 7C : Side views and plan views of a third embodiment of the drilling tool according to the invention;

8A bis 8C: Seitenansichten und Aufsichten auf eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs; 8A to 8C : Side views and plan views of a fourth embodiment of the drilling tool according to the invention;

9: Schematische Seitenansicht einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs. 9 : Schematic side view of a fifth embodiment of the drilling tool according to the invention.

In der 1 ist eine nicht weiter bezeichnete Baumaschine zu sehen, die am Ende ihres Auslegers eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs trägt. Üblicherweise kann ein solches Werkzeug eine Kantenlänge von 40 bis 300 cm aufweisen. Am oberen Ende des Werkzeugschaftes 5 ist das Bohrwerkzeug an einem Tragseil der Baumaschine aufgehängt, wobei eine Kabel-/Schlauchtrommel am Ausleger vorgesehen ist, um Kabel- oder Hydraulikschläuche für den Antrieb von Elektro- bzw. Hydraulikmotoren der Bohrköpfe 2 bereitzustellen. Im oberen Bereich des Schaftes 5 sind drei Stützelemente 6 vorgesehen, die in einer Aufsicht den gleichen Querschnitt aufweisen wie die Gesamtheit der Bohrköpfe 2. Somit wird das Bohrwerkzeug in einer vertikalen Lage gehalten, sobald sich dieses in Vorschubrichtung 4 durch ein Bohrloch hindurch bewegt, welches durch die Bohrköpfe 2 erzeugt wird. Im unteren Bereich des Schaftes 5 sind Öffnungen 10 vorgesehen, durch welche ein Spülfluid, beispielsweise ein wasserbasierendes Spülfluid wie Bohrschlamm hindurchtreten kann. In Richtung der Vorschubrichtung 4 schließt an den Schaft 5 der Werkzeugkörper 1 an, der sich vom Schaft 5 weg verjüngt und drei Bohrköpfe 2 trägt, die innerhalb des Werkzeugkörpers 1 gelagert sind und sich um ihre Rotationsachsen 3 drehen. Die Rotationsachsen 3 sind im Querschnitt in Winkeln von 120° um die zentrale Längsachse des Bohrwerkzeugs herum angeordnet und schneiden sich in einem Punkt. Ferner schließen sie mit der zentralen Längsachse 4 des Bohrwerkzeugs jeweils einen spitzen Winkel ein, sind also in Vorschubrichtung „angestellt”. Es ist zu sehen, dass die Bohrköpfe 2 beim abgestellten Bohrwerkzeug den Boden jeweils linienhaft mit ihrer Mantelfläche berühren. Ferner sind auf der Mantelfläche der Bohrköpfe 2 verteilt Zähne zu sehen, welche die Bohrleistung des Bohrwerkzeugs erhöhen sollen.In the 1 is a non-descript construction machine to see, which carries at the end of its boom a first embodiment of the drilling tool according to the invention. Usually, such a tool can have an edge length of 40 to 300 cm. At the upper end of the tool shank 5 the drilling tool is suspended on a supporting cable of the construction machine, wherein a cable / hose drum is provided on the boom to cable or hydraulic hoses for driving electric or hydraulic motors of the drill heads 2 provide. In the upper part of the shaft 5 are three supporting elements 6 provided, which have the same cross section in a plan view as the entirety of the drill heads 2 , Thus, the drilling tool is held in a vertical position, as soon as this in the feed direction 4 through a wellbore passing through the drill heads 2 is produced. In the lower part of the shaft 5 are openings 10 provided, through which a flushing fluid, such as a water-based flushing fluid such as drilling mud can pass. In the direction of the feed direction 4 closes to the shaft 5 the tool body 1 on, off the shaft 5 Tapered away and three drill heads 2 carries that within the tool body 1 are stored and about their axes of rotation 3 rotate. The rotation axes 3 are arranged in cross-section at angles of 120 ° about the central longitudinal axis of the drilling tool around and intersect at a point. They also close with the central longitudinal axis 4 of the drilling tool in each case an acute angle, so are "turned on" in the feed direction. It can be seen that the drill heads 2 When the tool is parked, touch the ground linearly with its lateral surface. Furthermore, on the lateral surface of the drill heads 2 To see distributed teeth, which should increase the drilling performance of the drilling tool.

In der 2 ist eine Aufsicht des in der 1 gezeigten Bohrwerkzeugs in der Vorschubrichtung 4 zu sehen. Der Schaft 5 weist einen entlang seiner Erstreckung gleich bleibenden Querschnitt in Form eines gleichseitigen Dreiecks auf, wobei der daran anschließende Werkzeugkörper 1 ebenfalls einen dreieckigen, sich jedoch in Vorschubrichtung verjüngenden Querschnitt aufweist. Wie ebenfalls in 7C ist auch hier zu sehen, dass die äußere Mantelflächen der Bohrköpfe im Querschnitt die Winkel von 180° einschließen.In the 2 is a supervision of the in the 1 shown drilling tool in the feed direction 4 to see. The shaft 5 has a cross section along its extension in the form of an equilateral triangle, wherein the adjoining tool body 1 also has a triangular, but tapering in the feed direction cross-section. Like also in 7C can also be seen here that the outer lateral surfaces of the drill heads in cross section include the angle of 180 °.

Es ist zu sehen, dass die Geometrie der Bohrköpfe 2 beliebig variierbar ist, so dass auch der Querschnitt des hierdurch hergestellten Bohrlochs den Anforderungen entsprechend angepasst werden kann. Die in vollen Linien gezeichneten Bohrköpfe in Form von relativ stumpfen Kegeln sind derart ausgestaltet, dass das durch sie hergestellte Bohrloch die Form eines gleichseitigen Dreiecks hat, während mit zunehmend spitzer Ausgestaltung der Bohrkopfkegel eine sternförmige Ausgestaltung des Bohrlochquerschnitts erreicht werden kann. Ebenso ist, wie in gestrichelten Linien gezeigt, eine noch stumpfere Ausgestaltung der Bohrköpfe denkbar.It can be seen that the geometry of the drill heads 2 can be varied as desired, so that the cross section of the borehole produced thereby can be adapted to the requirements. The drawn in full lines drill heads in the form of relatively blunt cones are designed such that the borehole produced by them has the shape of an equilateral triangle, while with increasingly acute configuration of Bohrkopfkegel a star-shaped configuration of the borehole cross-section can be achieved. Likewise, as shown in dashed lines, an even blunt embodiment of the drill heads is conceivable.

In der 3 ist der hohle Schaft 5 mit dem daran anschließendem und sich verjüngendem Werkzeugkörper 1 zu sehen, an welchem der Bohrkopf 2 mittels eines nicht bezeichneten Lagers, beispielsweise eines Nadellagers gelagert Ist. Der Bohrkopf 2 weist einen eigenen Antrieb in Form des im Bohrkopf 2 befindlichen Antriebsmotors 9 auf, wobei ebenfalls gut zu sehen ist, dass der untere Bereich des Kegelmantels des Bohrkopfes 2 mit der Vorschubrichtung 4 bzw. der Werkzeuglängsachse einen senkrechten Winkel einschließt, was dazu führt, dass alle am Werkzeugkörper befindlichen Bohrköpfe mit ihrem Mantel eine gemeinsame Ebene linienhaft berühren.In the 3 is the hollow shaft 5 with the adjoining and tapered tool body 1 to see at which the drill head 2 is stored by means of a non-designated bearing, such as a needle bearing is. The drill head 2 has its own drive in the form of the drill head 2 located drive motor 9 on, which is also good to see that the lower portion of the cone surface of the drill head 2 with the feed direction 4 or the tool longitudinal axis encloses a vertical angle, which means that all located on the tool body drill heads with their coat linearly touch a common plane.

In der 4A ist ein Bohrkopf 2 in Form einer kegelförmigen Schnecke zu sehen, die sich zum Abtragen von weichem Material, beispielsweise Erdreich eignet.In the 4A is a drill head 2 to be seen in the form of a conical screw, which is suitable for the removal of soft material, such as soil.

In der 4B ist eine alternative Ausführungsform des Bohrkopfes 2 zu sehen, wobei sich auf der Mantelfläche Zähne aus beispielsweise Wolfram oder Diamant befinden. Um eine Beschädigung des relativ spitzen Bohrkopfkegels im Bereich der Spitze zu verhindern, weist der Bohrkopf 2 eine kegelstumpfförmige Ausgestaltung auf.In the 4B is an alternative embodiment of the drill head 2 to see, with teeth on the outer surface of, for example, tungsten or diamond are. To prevent damage to the relatively sharp drill head cone in the area of the tip, the drill head points 2 a frustoconical configuration.

In den 5A und 5B ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu sehen, und zwar ein Bohrkopf mit vier gleichmäßig um den Umfang des Werkzeugkörpers 1 herum angeordneten Bohrköpfen 2. Wie auch schon zur 2 erläutert, können die Bohrköpfe 2 in ihrer kegelartigen Geometrie beliebig verändert werden, was mit den gestrichelten Linien angedeutet werden soll. Entsprechend der Anzahl der Bohrköpfe 2 weist der Schaft einen vierseitigen, hier quadratischen Querschnitt auf.In the 5A and 5B A further embodiment of the present invention is shown, namely a drill bit with four evenly around the circumference of the tool body 1 around arranged drill heads 2 , As already for 2 explains, the drill heads 2 be changed arbitrarily in their conical geometry, which should be indicated by the dashed lines. According to the number of drill heads 2 The shaft has a four-sided, here square cross-section.

Um harte Materialien bohren zu können, ist im unteren Bereich des Bohrwerkzeugs ein weiterer Bohrkopf 7 vorgesehen, welcher sich um die Rotationsachse 8 dreht und gegebenenfalls mit einem Schlagwerk ausgestattet sein kann. Die Rotationsachse fällt hier mit der zentralen Längsachse des Bohrwerkzeugs zusammen, wobei der Bohrkopf 7 eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist und in seinem unteren Bereich einen stumpfen Kegel ausbildet. Wie die gestrichelten Linien andeuten sollen, kann auch der weitere Bohrkopf 7 beliebig in seiner Form verändert werden. Des Weiteren entspricht der weitere Bohrkopf 7 und in seiner horizontalen Abmessung im Wesentlichen dem Querschnittsbereich, der nicht durch die vier Bohrköpfe 2 abgedeckt wird.In order to be able to drill hard materials, another drill head is in the lower area of the drilling tool 7 provided, which is about the axis of rotation 8th rotates and may optionally be equipped with a striking mechanism. The axis of rotation coincides here with the central longitudinal axis of the drilling tool, wherein the drill head 7 has a substantially cylindrical shape and forms a blunt cone in its lower portion. As the dashed lines indicate, the further drill head can also be used 7 be changed arbitrarily in its form. Furthermore, the further drill head corresponds 7 and in its horizontal dimension substantially the cross-sectional area, not by the four drill heads 2 is covered.

So kann insbesondere hartes Material im zentralen Bereich des Bohrlochs abgetragen werden, welches nicht durch die umliegenden Bohrköpfe 2 erfasst werden kann. Bei weichen Materialien ist es denkbar, keinen weiteren Bohrkopf 7 einzusetzen, da das Material im Zentralbereich des Bohrlochs beispielsweise schon allein durch den Einsatz eines Spülfluids fortgetragen wird.In particular, hard material can be removed in the central area of the borehole, which is not removed by the surrounding boring heads 2 can be detected. For soft materials, it is conceivable, no further drill head 7 use, since the material is carried away in the central region of the well, for example, alone by the use of a flushing fluid.

In der 6A ist das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug mit seinem Schaft 5 und seinem Werkzeugkörper 1 schematisch ohne Bohrköpfe 2 dargestellt, wobei die Strömungsrichtung eines Spülfluids durch Pfeile dargestellt wird. Es handelt sich demnach um ein so genanntes „standard circulation drilling”-Verfahren, bei dem das Spülfluid durch eine separat angeordnete Pumpe 11 in den Werkzeugschaft 5 verbracht wird, im unteren Bereich des Bohrlochs das Werkzeug verlässt und zwischen der Schaftwandung und der Bohrlochwandung wieder nach außen an die Oberfläche tritt.In the 6A is the drilling tool according to the invention with its shaft 5 and his tool body 1 schematic without drill heads 2 shown, wherein the flow direction of a flushing fluid is represented by arrows. It is therefore a so-called "standard circulation drilling" method in which the flushing fluid through a separately arranged pump 11 in the tool shank 5 is spent in the lower part of the borehole leaves the tool and between the shaft wall and the borehole wall back out to the surface.

In der 6B ist ein so genanntes „reversed circulation drilling”-Verfahren zu sehen, welches die Umkehrung des „standard circulation drilling”-Verfahrens darstellt. Im unteren Bereich des Werkzeugs, also im Bereich des Werkzeugkörpers 1 befindet sich eine Pumpe 11, welche das außerhalb des Werkzeugs in das Bohrloch zugeführte Spülfluid durch den Werkzeugschaft 5 wieder an die Oberfläche bringt. Dieses Verfahren ist insbesondere für große Bohrlöcher vorteilhaft, da mit zunehmender Bohrlochgröße bzw. -querschnitt die erforderliche Pumpenleistung steigt, um einen für das Spülen erforderlichen Volumenstrom des Spülfluids zu erzeugen.In the 6B is to see a so-called "reversed circulation drilling" method, which is the inverse of the "standard circulation drilling" method. In the lower part of the tool, ie in the area of the tool body 1 there is a pump 11 which supplies the flushing fluid supplied outside the tool into the borehole through the tool shank 5 brings back to the surface. This method is particularly advantageous for large boreholes, as the required pump capacity increases with increasing borehole size or cross-section in order to produce a volume flow of flushing fluid required for flushing.

In den 7A bis 7C ist ein erfindungsgemäßes Bohrwerkzeug mit drei schräg rotierenden Bohrköpfen 2 und einem um die Längsachse der rotierenden Bohrkopf 7 zu sehen, welches sich aufgrund der unten im Schaft 5 nahe des Werkzeugkörpers 1 angeordneten Pumpe 11 besonders gut für das „reversed circulation drilling”-Verfahren eignet. Im unteren Bereich des Bohrwerkzeugs sind nämlich Öffnungen 10 vorgesehen, durch welche das Spülfluid in den Werkzeugschaft 5 eintreten und mittels der Pumpe 11 abtransportiert werden kann.In the 7A to 7C is an inventive drilling tool with three obliquely rotating drill heads 2 and one about the longitudinal axis of the rotating drill bit 7 to see which is due to the bottom of the shaft 5 near the tool body 1 arranged pump 11 particularly well suited for the reversed circulation drilling process. In the lower part of the drilling tool are namely openings 10 provided, through which the flushing fluid into the tool shank 5 enter and by means of the pump 11 can be removed.

Im unteren Bereich der 7C sind die innerhalb des Werkzeugschafts 5 verlaufenden Zu- bzw. Abführleitungen 15 zu sehen, welche für die Versorgung von Antriebsmotoren wie z. B. Hydraulik-, Pneumatik- oder Elektromotoren vorgesehen sind, die wiederum die Bohrköpfe 2 und 7 antreiben.At the bottom of the 7C are those within the tool shank 5 extending supply and discharge lines 15 to see which for the supply of drive motors such. As hydraulic, pneumatic or electric motors are provided, which in turn the drill heads 2 and 7 drive.

In den 8A bis 8C ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs zu sehen, welche im Wesentlichen der zu den 7A bis 7C zu sehenden Ausführungsformen entspricht, jedoch keinen zusätzlichen Bohrkopf 7 aufweist, der sich um eine parallel zur Vorschubrichtung verlaufenden Rotationsachse dreht. Ein solches Bohrwerkzeug kann für weiches Material vorgesehen werden, welches schon allein durch das Spülfluid abgetragen wird.In the 8A to 8C is an embodiment of the drilling tool according to the invention to see, which is substantially to the 7A to 7C to be seen embodiments, but no additional drill head 7 has, which rotates about a direction parallel to the feed axis of rotation. Such a drilling tool can be provided for soft material, which is already removed by the flushing fluid alone.

In der 9 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch gezeigt. Es handelt sich hierbei um ein Werkzeug zum Bohren von viereckigen Löchern mit einem nicht weiter bezeichneten Handgriff 16, der von einem Benutzer umfasst werden kann, der eine Kraft mittels des Schaftes 5 auf den Werkzeugkörper 1 und die darin gelagerten Bohrköpfe 2 und 7 ausübt. Ein solches Handwerkzeug zum Erstellen von insbesondere dreieckigen Löchern ist ebenso vorstellbar, wobei die Kantenlänge von insbesondere gleichseitigen dreieckigen Löchern beispielsweise 2 bis 40 cm betragen kann, bei einer Tiefe von beispielsweise 20 bis 60 cm. Zusätzlich kann der optionale Bohrkopf 7 mit einem Schlagwerk ausgestaltet werden, um die Bohrleistung zu erhöhen. Der Einfachheit halber ist der sich aus der Zeichenebene heraus erstreckende Bohrkopf 2 nicht gezeigt. Als Spülfluid kann bei dem hier gezeigten Werkzeug Luft Verwendung finden, was wiederum den Einsatz von Elektromotoren als Antrieb für die Bohrköpfe 2 und 7 vereinfacht, wobei andere Antriebsmotoren wie beispielsweise Hydraulik- oder Pneumatikmotoren ebenfalls als Antrieb vorstellbar sind.In the 9 another embodiment of the present invention is shown schematically. It is a tool for drilling square holes with a non-descriptive handle 16 which may be encompassed by a user applying a force by means of the shank 5 on the tool body 1 and the drill bits stored therein 2 and 7 exercises. Such a hand tool for creating in particular triangular holes is also conceivable, wherein the edge length of particular equilateral triangular holes may be for example 2 to 40 cm, at a depth of for example 20 to 60 cm. In addition, the optional drill head 7 be designed with a striking mechanism to increase the drilling performance. For simplicity, the drill head extending out of the plane of the drawing 2 Not shown. As flushing fluid can be used in the tool shown here air, which in turn the use of electric motors as a drive for the drill heads 2 and 7 simplified, with other drive motors such as hydraulic or pneumatic motors are also conceivable as a drive.

Claims

Drilling tool with at least three rotating and by means of a centrally arranged tool body ( 1 ) mounted drill heads ( 2 ) whose axes of rotation ( 3 ) in a plan view along the feed direction ( 4 ) of the drilling tool are arranged in a star shape and their position along the feed direction ( 4 ).

Drilling tool according to claim 1, wherein the diameter of the drill heads ( 2 ) in one of the tool body ( 1 ) pointing away direction.

Drilling tool according to claim 1 or claim 2, wherein the drill heads ( 2 ) are arranged so that they in a plan view along the tool longitudinal axis or feed direction ( 4 ) at least circumferentially together form a polygonal cross-section.

Drilling tool according to one of claims 1 to 3, further comprising a tool body ( 1 ) along the tool longitudinal axis or the feed direction ( 4 ) extending shaft ( 5 ).

Drilling tool according to claim 4, wherein the shank ( 5 ) removable or fixed to the tool body ( 1 ) connected is.

Drilling tool according to one of claims 1 to 5, wherein the drill heads ( 2 ) are arranged so that they with their lateral surface a common and perpendicular to the tool longitudinal axis or the feed direction ( 4 ) substantially linearly touching the standing plane.

Drilling tool according to one of claims 1 to 6, with at least one further drill head ( 7 ) whose axis of rotation ( 8th ) parallel to the tool longitudinal axis or feed direction ( 4 ) of the drilling tool.

Drilling tool according to claim 7, wherein the at least one further drill head ( 7 ) is arranged in a top view in a central region of the drilling tool.

Drilling tool according to one of claims 7 or 8, further comprising a striking mechanism for the at least one further drill head ( 7 ).

Drilling tool according to one of claims 1 to 9, further comprising a drive for the drill heads ( 2 . 7 ).

Drilling tool according to one of claims 8 to 10, wherein the drive comprises a drive motor.

Drilling tool according to one of claims 1 to 11, wherein the tool body ( 12 ) at least one opening ( 10 ) for a flushing fluid.

Method for producing a borehole with a non-rotationally symmetrical cross section by means of a boring tool with at least three rotating tool bodies and by means of a centrally arranged tool body ( 1 ) mounted drill heads ( 2 ) whose axes of rotation ( 3 ) in a plan view along the feed direction ( 4 ) of the drilling tool are arranged in a star shape and their position along the feed direction ( 4 ).

The method of claim 13, wherein the wellbore is made using a drilling tool.

Method for producing a bored pile with the following steps: - Producing a borehole according to one of the claims 13 or 14; - inserting a well insert into the wellbore; - Introduce a filling material in the borehole.