DE102014002968A1

DE102014002968A1 - Drilling device for creating a bore and system for positioning the drilling device

Info

Publication number: DE102014002968A1
Application number: DE102014002968.9A
Authority: DE
Inventors: Dominik Robert Faißt
Original assignee: Herrenknecht AG
Current assignee: Herrenknecht AG
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2015-09-10
Also published as: WO2015131984A1; DK3114283T3; EP3114283B1; EP3620579A1; EP3114283A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung für einen Gründungspfahl zur Gründung eines Bauwerkes in einem Gewässer mit einem Bohrwerkzeug, das an einem bewegbaren Arm angeordnet ist, mit einer Verspannvorrichtung, die zum Verspannen der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl ausgelegt ist, die am oberen Ende angeordnet ist und die ein als Widerlager fungierendes Klemmelement aufweist, wobei die Verspannvorrichtung einen Arm aufweist, an dem das Klemmelement angeordnet ist, wobei der Arm der Verspannvorrichtung mittels eines Antriebs von einer ersten Position zu einer zweiten Position verschwenkbar ist, bei der sich das Klemmelement mit der Wand des Gründungspfahls im Eingriff befindet. Die Erfindung schlägt vor, dass eine Führungsvorrichtung vorgesehen ist, die zum Führen der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl ausgelegt ist, die mit einem ersten Ende am unteren Körper angeordnet ist und die an ihrem zweiten Ende ein Gleitelement aufweist, dass die Führungsvorrichtung einen Arm aufweist, an dem das Gleitelement angeordnet ist, wobei der Arm der Führungsvorrichtung mittels eines Antriebs von einer ersten Position zu einer zweiten Position verschwenkbar ist, bei der sich das Gleitelement mit der Wand der Gründungspfahls im Eingriff befindet.The invention relates to a drilling device for creating a bore for a foundation pile for establishing a structure in a body of water with a drilling tool, which is arranged on a movable arm, with a bracing device, which is designed for bracing the drilling device in the foundation pile, which is arranged at the upper end is and which has a clamping element acting as an abutment, wherein the bracing device has an arm on which the clamping element is arranged, wherein the arm of the bracing device is pivotable by means of a drive from a first position to a second position, in which the clamping element with the Wall of the foundation pile is engaged. The invention proposes that a guide device is provided, which is designed for guiding the boring device in the foundation pile, which is arranged with a first end on the lower body and which has a sliding element at its second end, that the guide device has an arm on which the slider is disposed, wherein the arm of the guide device is pivotable by means of a drive from a first position to a second position in which the slider is engaged with the wall of the foundation pile.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung für einen Gründungspfahl zur Gründung eines Bauwerkes in einem Gewässer mit einem wenigstens aus einem ersten und einem zweiten Körper bestehenden Grundkörper, die übereinander und bewegbar gegeneinander angeordnet sind, wobei die Bewegung über eine Vorschubeinrichtung bereitgestellt wird, mit einem Bohrwerkzeug, das an einem mit dem unteren Körper an dessen Unterseite bewegbar verbundenen Arm angeordnet ist, mit einer Verspannvorrichtung, die zum Verspannen der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl ausgelegt ist, die mit einem ersten Ende am oberen Körper angeordnet ist und die an ihrem zweiten Ende ein als Widerlager fungierendes Klemmelement aufweist, wobei die Verspannvorrichtung einen Arm aufweist, an dem das Klemmelement angeordnet ist, wobei der Arm der Verspannvorrichtung mittels eines Antriebs von einer ersten Position zu einer zweiten Position verschwenkbar ist, bei der sich das Klemmelement mit der Wand des Gründungspfahls im Eingriff befindet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zur Positionierung einer Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung für einen Gründungspfahl zur Gründung eines Bauwerkes in einem Gewässer in dem Gründungspfahl sowie eine Steuerung und eine Verfahren dazu.The invention relates to a drilling device for creating a bore for a foundation pile for establishing a structure in a body of water with a consisting of at least a first and a second body body, which are arranged one above the other and movable against each other, wherein the movement is provided by a feed device, with a drilling tool disposed on an arm movably connected to the lower body at the lower side thereof, comprising a jig adapted to clamp the drilling apparatus in the foundation pile disposed at a first end on the upper body and at the second end thereof As an abutment acting clamping element, wherein the bracing device comprises an arm on which the clamping element is arranged, wherein the arm of the bracing device is pivotable by means of a drive from a first position to a second position, in which the clamping element with de r wall of the foundation pile is engaged. Furthermore, the invention relates to a system for positioning a drilling device for creating a bore for a foundation pile for establishing a structure in a body of water in the foundation pile, and a control and a method thereto.

Bei der Errichtung von Bauwerken, die ihre Fundamente in bzw. auf Boden stützen, der sich unter Wasser befindet, werden diese Fundamente auf unterschiedliche Weise hergestellt, wobei sich bei einteiligen Fundamenten die Verwendung sogenannter Monopiles, also Einzelpfähle, durchgesetzt haben. Eine Alternative dazu ist das sogenannte Jacket, bei dem es sich um einen pyramidalen Baukörper handelt, oder Tripoden, die jeweils mehrere Gründungspunkte aufweist. Bei solchen Bauwerken handelt es sich beispielsweise um Windkraftanlagen oder um Brückenbauwerke.In the construction of structures that support their foundations in or on ground, which is under water, these foundations are produced in different ways, with one-piece foundations, the use of so-called monopiles, ie single piles, have prevailed. An alternative to this is the so-called jacket, which is a pyramidal structure, or tripods, each having several foundation points. Such buildings are, for example, wind turbines or bridge structures.

Gemäß dem Stand der Technik wird bei Monopiles am Errichtungsort beispielsweise sogenannte Jackup Rig vorgesehen, deren Arbeitsebene mit einem Schwenkwerk versehen ist. In dieses Schwenkwerk wird der Pfahl eingespannt, aus der Horizontalen in die Vertikale umgelenkt und durch Öffnen der Klemmen auf den Meeresgrund abgelassen. Anschließend wird der Pfahl mittels Rammwerk in den Boden getrieben.According to the state of the art, for example, so-called jackup rigs are provided at monopiles at the construction site, the working plane of which is provided with a slewing mechanism. In this swinging the pole is clamped, deflected from the horizontal to the vertical and lowered by opening the clamps on the seabed. The pile is then driven into the ground by means of pile driving.

Aus der WO 2010/139380 A1 ist eine Bohrvorrichtung bekannt, die ausgehend von einer Arbeitsplattform in einen vertikal aufgestellten Gründungspfahl abgesenkt wird. Die Bohrvorrichtung weist einen Arm auf, an dessen Ende eine Bohrwalze angeordnet ist, mit der der im beziehungsweise unterhalb des Bohrpfahls befindlichen Boden abgetragen wird und anschließend der Bohrpfahl dann in den Hohlraum abgesenkt wird.From the WO 2010/139380 A1 is a drilling device is known, which is lowered starting from a working platform in a vertically positioned foundation pile. The drilling device has an arm, at the end of which a drill roller is arranged, with which the soil located in or below the bored pile is removed, and then the bored pile is then lowered into the hollow space.

Aus der WO 2013/081455 A1 ist ebenfalls eine Bohrvorrichtung bekannt, wie sie eingangs beschrieben wurde. Die Bohrvorrichtung weist einen aus zwei Teilen bestehenden Grundkörper auf, die gegeneinander mittels eines Hydraulikzylinders verschiebbar sind. Am unteren Grundkörper ist ein Arm angeordnet, an dessen Ende sich ein Bohrkopf befindet. Mit diesem wird das/der im bzw. unterhalb des Pfahls befindliche Gestein/Boden gelöst und abgefördert. Das Gehäuse wird gegenüber dem Gründungspfahl verspannt. Hierfür sind verschwenkbare Arme vorgesehen, an deren Ende Klemmelemente vorgesehen sind. Zum Verspannen der Bohrvorrichtung im Pfahl werden die Arme über Hydraulikzylinder nach außen geschwenkt, bis die Klemmelemente mit dem Pfahl in Eingriff kommen. Die Verspanneinrichtungen sind jeweils am oberen und am unteren Ende des äußeren Gehäuseteils der Bohrvorrichtung angeordnet. Es hat sich herausgestellt, dass zum einen die Verspanneinrichtungen verbesserungswürdig sind. Weiterhin hat sich des Weiteren herausgestellt, dass die Bohrvorrichtung hinsichtlich der Richtungstreue beim Bohren und hinsichtlich der des Positionierens im Gründungspfahl verbesserungswürdig ist.From the WO 2013/081455 A1 is also known a drilling device, as described above. The drilling device has a two-part body, which are displaceable against each other by means of a hydraulic cylinder. On the lower base body, an arm is arranged, at the end of which is a drill head. With this, the rock / soil located in or below the pile is released and carried away. The housing is braced against the foundation pile. For this purpose, pivotable arms are provided, at the end of which clamping elements are provided. To clamp the drilling device in the pile, the arms are pivoted outward via hydraulic cylinders until the clamping elements engage the pile. The bracing devices are respectively arranged at the upper and at the lower end of the outer housing part of the drilling device. It has been found that on the one hand, the bracing devices are in need of improvement. Furthermore, it has further been found that the drilling device is in need of improvement in terms of directional accuracy during drilling and in terms of positioning in the foundation pile.

Aufgabe der Erfindung ist es die Positionierung und das Verspannen der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl zu verbessern.The object of the invention is to improve the positioning and clamping of the drilling device in the foundation pile.

Hinsichtlich der Bohrvorrichtung wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Führungsvorrichtung vorgesehen ist, die zum Führen der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl ausgelegt ist, die mit einem ersten Ende am unteren Körper angeordnet ist und die an ihrem zweiten Ende ein Gleitelement aufweist, dass die Führungsvorrichtung einen Arm aufweist, an dem das Gleitelement angeordnet ist, wobei der Arm der Führungsvorrichtung mittels eines Antriebs von einer ersten Position zu einer zweiten Position verschwenkbar ist, bei der sich das Gleitelement mit der Wand des Gründungspfahls im Eingriff befindet.With regard to the drilling device, the object of the invention is achieved in that a guide device is provided, which is designed for guiding the drilling device in the foundation pile, which is arranged with a first end on the lower body and at its second end a sliding element characterized in that the guide device comprises an arm on which the sliding element is arranged, wherein the arm of the guide device is pivotable by means of a drive from a first position to a second position in which the sliding element is in engagement with the wall of the foundation pile.

Parallel zum Arm der Verspannvorrichtung ist ein Lenker mit gleicher Länge wie der Arm angeordnet, der beidseitig jeweils über ein Verbindungselement parallelogrammartig mit dem Arm verbunden ist, dass das Klemmelement mit dem Verbindungselement verbunden ist, dass das Parallelogramm aus Arm, Lenker und Verbindungselementen so angeordnet ist, dass das Klemmelement zur Mittelachse der Bohrvorrichtung und damit parallel zur Wand des Gründungspfahl ausgerichtet ist, dass ein Führungsvorrichtung vorgesehen ist, die zum Führen der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl ausgelegt ist, die mit einem ersten Ende am unteren Körper angeordnet ist und die an ihrem zweiten Ende ein Gleitelement aufweist, dass die Führungsvorrichtung einen Arm aufweist, an dem das Gleitelement angeordnet ist, wobei der Arm der Führungsvorrichtung mittels eines Antriebs von einer ersten Position zu einer zweiten Position verschwenkbar ist, bei der sich das Gleitelement mit der Wand des Gründungspfahls im Eingriff befindet.Parallel to the arm of the bracing device, a handlebar is arranged with the same length as the arm, which is connected on both sides via a connecting element parallelogram with the arm, that the clamping element is connected to the connecting element, that the parallelogram of arm, handlebar and connecting elements is arranged in that the clamping element is aligned with the central axis of the drilling device and thus parallel to the wall of the foundation pile, that a guiding device is provided which is designed to guide the drilling device in the foundation pile, which is arranged with a first end on the lower body and at its second end a sliding element, that the guide device comprises an arm on which the sliding element is arranged, wherein the arm of the guide device is pivotable by means of a drive from a first position to a second position, wherein the sliding member with the wall of the foundation pile in Eingri ff is located.

Überraschender Weise hat es sich herausgestellt, dass durch das Vorsehen einer Führungsvorrichtung am unteren Körper der Bohrvorrichtung in Verbindung mit dem Abspannen am oberen Körper der Bohrvorrichtung die Richtungstreue beim Bohren verbessert wird, gleichzeitig aber auch, obwohl die Führungsvorrichtung im Pfahl gleitet, der dynamische Lastabtrag in den Gründungspfahl deutlich verbessert wird. Auch dadurch wird die Präzision beim Bohren verbessert.Surprisingly, it has been found that the provision of a guide device on the lower body of the drilling apparatus in conjunction with the clamping on the upper body of the drilling device, the directional accuracy during drilling is improved, but at the same time, although the guide device slides in the pile, the dynamic load transfer in the foundation pile is significantly improved. This also improves the precision of drilling.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Führungsvorrichtung so ausgeführt ist, dass das Gleitelement flächig an der Innenwand des Gründungspfahls im ausgefahrenen Zustand anliegt und/oder dass die Verspannvorrichtung so ausgeführt ist, dass das Klemmelement flächig an der Innenwand des Gründungspfahls im ausgefahrenen Zustand anliegt. Durch das flächige Anliegen der Elemente plan an der Innenwand des Gründungspfahls wird die Positionierung der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl verbessert. Weiterhin wird auf einfache Weise der dynamische Lastabtrag in den Gründungspfahl deutlich verbessert.A further teaching of the invention provides that the guide device is designed so that the sliding element lies flat against the inner wall of the foundation pile in the extended state and / or that the bracing device is designed so that the clamping element surface on the inner wall of the foundation pile in the extended state is applied. Due to the flat concerns of the elements plan on the inner wall of the foundation pile positioning of the drilling device is improved in the foundation pile. Furthermore, the dynamic load transfer into the foundation pile is significantly improved in a simple manner.

Eine weitere Lehre zum genaueren Positionieren und zum besseren Übertragen der beim Bohren entstehenden Lasten sieht vor, dass parallel zum Arm der Führungsvorrichtung und/oder der Verspannvorrichtung ein Lenker mit gleicher Länge wie der Arm angeordnet ist, der beidseitig jeweils über ein Verbindungselement parallelogrammartig mit dem Arm verbunden ist, dass das Gleitelement und/oder Klemmelement mit dem jeweiligen Verbindungselement verbunden ist, dass das Parallelogramm aus Arm, Lenker und Verbindungselementen so angeordnet ist, dass das Gleitelement oder das Klemmelement zur Mittelachse der Bohrvorrichtung und damit parallel zur Wand des Gründungspfahl ausgerichtet ist.Another teaching for more accurate positioning and better transfer of the resulting loads during drilling provides that parallel to the arm of the guide device and / or the bracing device a handlebar is arranged with the same length as the arm on both sides via a connecting element parallelogram with the arm is connected, that the sliding element and / or clamping element is connected to the respective connecting element, that the parallelogram of arm, link and connecting elements is arranged so that the sliding element or the clamping element is aligned with the central axis of the drilling device and thus parallel to the wall of the foundation pile.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass zwischen Arm der Verspannvorrichtung und/oder Arm der Führungsvorrichtung und dem jeweiligen Körper ein Öffnungswinkel besteht, der sich in Richtung des Bohrkopfes öffnet. Hierdurch wird eine Selbstverklemmung der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl bewirkt, die sich auf einfache Weise im Fall des Ausfalls der jeweiligen Mittel zum Verschwenken sowohl der Verspannvorrichtung als auch der Führungsvorrichtung lösen lässt und gleichzeitig in diesem Fall auch einen sicheren Halt der Bohrvorrichtung im Gründungspfahlbewirkt.Another teaching of the invention provides that between the arm of the bracing and / or arm of the guide device and the respective body there is an opening angle which opens in the direction of the drill head. As a result, a self-clamping of the drilling device is effected in the foundation pile, which can be solved in a simple manner in the event of failure of the respective means for pivoting both the bracing and the guide device and at the same time also ensures a secure hold of the drilling in the foundation pile in this case.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Antrieb zum Verschwenken des Arms der Verspannvorrichtung und/oder des Arms der Führungsvorrichtung wenigstens ein Hydraulikzylinder ist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Gleitelement gegenüber dem Arm verschwenkbar angeordnet ist, und/oder dass das Antriebselement der Führungsvorrichtung am Gleitelement angreift. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Klemmelement mit einem Reibbelag versehen ist, und/oder dass das Gleitelement mit einem Gleitbelag versehen ist. Hierdurch werden ein einfaches Betätigen sowie ein einfaches Warten der Führungsvorrichtung und der Klemmvorrichtung bewirkt.A further teaching of the invention provides that the drive for pivoting the arm of the bracing device and / or the arm of the guide device is at least one hydraulic cylinder. Another teaching of the invention provides that the sliding element is arranged pivotably relative to the arm, and / or that the drive element of the guide device engages the sliding element. Another teaching of the invention provides that the clamping element is provided with a friction lining, and / or that the sliding element is provided with a sliding coating. As a result, a simple operation and easy maintenance of the guide device and the clamping device are effected.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei der Vorschubeinrichtung um wenigstens einen Hydraulikzylinder handelt.Another teaching of the invention provides that the feed device is at least one hydraulic cylinder.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Arm des Bohrwerkzeugs über ein Drehelement und wenigstens einen Linearantrieb, bevorzugt ein Hydraulikzylinder, verschwenkbar ist. Hierdurch ist auf einfache Weise gewährleistet, dass die gesamte abzubohrende Fläche mit der Bohrvorrichtung erreicht werden kann.Another teaching of the invention provides that the arm of the drilling tool via a rotary member and at least one linear drive, preferably a hydraulic cylinder, is pivotable. This ensures in a simple manner that the entire surface to be drilled can be achieved with the drilling device.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Bohrkopf um einen sich um die Längsachse des Arms drehenden Bohrkopf, bevorzugt einen Schneidkopf mit Bohrwerkzeugen wie Schneidelementen oder Meißeln, handelt. Hierdurch wird ein gutes Lösen des Bodens bewirkt.A further teaching of the invention provides that the drill head is a drill head rotating about the longitudinal axis of the arm, preferably a cutting head with drilling tools such as cutting elements or chisels. This causes a good release of the soil.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Klemmelement an einer unteren im wesentlichen rechtwinklig zur Reibseite vorgesehenen Seite eine Auflagefläche aufweist, in der bevorzugt in Richtung des Bohrlochtiefsten ein Sensor, bevorzugt ein Hydraulikzylinder, vorgesehen ist. Durch das Vorsehen des Sensors wird es auf besonders einfache weise möglich, die Positionierung der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl genauer vorzunehmen.A further teaching of the invention provides that the clamping element has a support surface at a lower side provided substantially at right angles to the friction side, in which a sensor, preferably a hydraulic cylinder, is preferably provided in the direction of the wellbore bottom. By providing the sensor, it is possible in a particularly simple manner to make the positioning of the drilling device in the foundation pile more accurate.

Hinsichtlich des Systems wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass die Bohrvorrichtung gegenüber einer Innenwand des Gründungspfahls radial bewegbare Klemmelemente aufweist, dass der Gründungspfahl wenigstens ein an der Innenwand des Pfahls vorgesehenes Positionierungselement aufweist, und dass das Klemmelement der Bohrvorrichtung wenigstens eine Auflagefläche mit wenigstens einem Kontaktsensor zur Ermittlung des Kontakts zwischen dem Positionierungselement und dem Klemmelement aufweist.With regard to the system, the object according to the invention is achieved in that the boring device has radially movable clamping elements relative to an inner wall of the foundation pile, that the foundation pile has at least one positioning element provided on the inner wall of the pile, and that the clamping element of the boring device has at least one bearing surface with at least one contact sensor for determining the contact between the positioning element and the clamping element.

Hierdurch wird es auf besonders einfache Weise möglich, ein genaues Positionieren im Gründungspfahl zu erreichen. This makes it possible in a particularly simple manner to achieve an accurate positioning in the foundation pile.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Positionierungselement eine Knagge ist oder eine Knagge aufweist. Hierdurch wird es des Weiteren möglich, die Last der Bohrvorrichtung in den Gründungspfahl abzuleiten.Another teaching of the invention provides that the positioning element is a cog or has a cog. This also makes it possible to derive the load of the drilling device in the foundation pile.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Positionierungselement so ausgelegt ist, dass die statische Last der Bohrvorrichtung über die Auflagefläche des Klemmelements auf das Positionierungselement abtragbar ist.Another teaching of the invention provides that the positioning element is designed so that the static load of the drilling device on the support surface of the clamping element on the positioning element can be removed.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass pro Klemmelement der Bohrvorrichtung ein Positionierungselement vorgesehen ist.Another teaching of the invention provides that per clamping element of the drilling device, a positioning element is provided.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Sensor um einen Hydraulikzylinder handelt. Durch das Vorsehen des Sensors wird es auf besonders einfache weise möglich, die Positionierung der Bohrvorrichtung im Gründungspfahl genauer vorzunehmen.Another teaching of the invention provides that the sensor is a hydraulic cylinder. By providing the sensor, it is possible in a particularly simple manner to make the positioning of the drilling device in the foundation pile more accurate.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass eine nachfolgend beschriebene Steuerung vorgesehen ist.Another teaching of the invention provides that a control described below is provided.

Des weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zur Positionierung der Bohrvorrichtung, bevorzugt nach der zuvor beschriebenen Ausführung und/oder in Verbindung mit einem zuvor beschriebenen System, in einem Gründungspfahl zur Gründung eines Bauwerkes in einem Gewässer ein Positionierungselement an der Innenwand des Pfahls vorgesehen wird, dass die Bohrvorrichtung in den Gründungspfahl mit eingriffsfrei angeordneten Klemmelementen einsetzt und abgesenkt wird, dass die Bohrvorrichtung im Gründungspfahl ausgerichtet wird, so dass die Klemmelemente mit den Positionierungselementen radial fluchten, dass die Bohrvorrichtung bis oberhalb der Positionierungselemente abgesenkt wird, die Klemmelement radial bewegt werden, bis ein Kontakt mit der Innenwand des Gründungspfahls hergestellt ist, wobei die Klemmelemente schleifend gegenüber der Bohrlochwand bewegbar angeordnet werden, dass die Bohrvorrichtung abgesenkt wird, bis über in den Klemmelementen angeordnete Sensoren einen Kontakt mit den Positionierungselementen festgestellt wird, dass die Bohrvorrichtung abgesenkt wird, bis die Positionierungselemente wenigstens teilweise die statische Last der Bohrvorrichtung tragen, und dass die Klemmelemente gegen die Innenwand des Gründungspfahls bewegt werden, so dass die auf die Bohrvorrichtung beim Bohren wirkende dynamische Belastung auf den Pfahl übertragbar ist.Furthermore, the object according to the invention is provided by a method for positioning the drilling device, preferably according to the previously described embodiment and / or in connection with a previously described system, in a foundation pile for establishing a structure in a body of water, a positioning element on the inner wall of the pile in that the boring device is inserted into the foundation pile with clamping elements arranged without engagement and that the boring device is aligned in the foundation pile, so that the clamping elements are radially aligned with the positioning elements, that the boring device is lowered above the positioning elements, the clamping elements are moved radially, until contact is made with the inner wall of the foundation pile, wherein the clamping elements are slidably disposed with respect to the borehole wall such that the boring device is lowered, as far as above Se disposed in the clamping elements nsoren a contact with the positioning elements is determined that the drilling device is lowered until the positioning elements at least partially carry the static load of the drilling device, and that the clamping elements are moved against the inner wall of the foundation pile, so that the drilling device acting on the drilling dynamic load is transferable to the stake.

Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Steuerung zur Positionierung einer Bohrvorrichtung, bevorzugt nach der zuvor beschriebenen Ausführung und/oder in Verbindung mit einem zuvor beschriebenen System, insbesondere zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens, die so ausgeführt ist, dass, nachdem die Bohrvorrichtung in den Pfahl eingesetzt und abgesenkt wurde, wobei Klemmelemente der Bohrvorrichtung so angeordnet sind, dass sie sich nicht im Eingriff mit der Innenwand des Pfahls befinden, die Bohrvorrichtung im Pfahl ausgerichtet wird, so dass die Klemmelemente gegenüber an der Innenwand der Bohrvorrichtung befindlichen Positionselementen radial fluchten, dass die Bohrvorrichtung bis oberhalb der Positionierungselemente abgesenkt wird, dass die Klemmelement in Richtung der Bohrlochwand bewegt werden, bis ein Kontakt mit der Bohrlochwand hergestellt ist, wobei die Klemmelemente gegenüber der Innenwand des Pfahls schleifend bewegbar sind, dass die Bohrvorrichtung abgesenkt wird, bis über in den Klemmelementen angeordneten Sensoren ein Kontakt mit den Positionierungselementen festgestellt wird, dass die Bohrvorrichtung abgesenkt wird, bis die Positionierungselementen wenigstens teilweise die statische Last der Bohrvorrichtung tragen, und dass die Klemmelemente gegenüber der Innenwand des Gründungspfahls so ausgefahren werden, dass die auf die Bohrvorrichtung beim Bohren wirkende dynamische Belastung auf den Pfahl übertragbar wird.Furthermore, the object according to the invention is achieved by a control device for positioning a drilling device, preferably in accordance with the previously described embodiment and / or in connection with a previously described system, in particular for carrying out the method described above, which is carried out in such a way that after the drilling device in the pile has been inserted and lowered, with clamping elements of the drilling device being arranged so that they are not in engagement with the inner wall of the pile, the drilling device is aligned in the pile, so that the clamping elements are radially aligned with respect to positioning elements located on the inner wall of the drilling device, that the drilling device is lowered to above the positioning elements, that the clamping elements are moved in the direction of the borehole wall, until a contact with the borehole wall is made, wherein the clamping elements against the inner wall of the pile are slidably movable, that the Bohrvor direction is lowered until over the clamping elements arranged in the sensors in contact with the positioning elements is determined that the drilling device is lowered until the positioning elements at least partially carry the static load of the drilling device, and that the clamping elements are extended relative to the inner wall of the foundation pile so that the dynamic load acting on the drilling apparatus during drilling becomes transferable to the pile.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment in conjunction with a drawing. Showing:

1 eine räumliche Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung mit ausgefahrener Führungs- und Verspannvorrichtung, 1 a spatial side view of a drilling device according to the invention with extended guide and bracing device,

2 eine räumliche Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung mit eingefahrener Führungs- und Verspannvorrichtung, 2 a spatial side view of a drilling device according to the invention with retracted guide and bracing device,

3 eine vergrößerte räumliche Ansicht des oberen Abschnitts zu 1, 3 an enlarged spatial view of the upper section 1 .

4 eine vergrößerte räumliche Ansicht des oberen Abschnitts zu 2, 4 an enlarged spatial view of the upper section 2 .

5 eine alternative Ansicht zu 4 5 an alternative view too 4

6 eine räumliche vergrößerte Ansicht des unteren Abschnitts zu 1, 6 a spatially enlarged view of the lower section too 1 .

7 eine alternative räumliche vergrößerte Ansicht des unteren Abschnitts zu 1, 7 an alternative spatial enlarged view of the lower section too 1 .

8 eine räumliche vergrößerte Ansicht des unteren Abschnitts zu 2, 8th a spatially enlarged view of the lower section too 2 .

9 eine alternative räumliche vergrößerte Ansicht des unteren Abschnitts zu 2, 9 an alternative spatial enlarged view of the lower section too 2 .

10 eine Draufsicht zu 1, 10 a plan view too 1 .

11 eine Draufsicht zu 2, 11 a plan view too 2 .

12 eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Systems, und 12 a detailed view of the system according to the invention, and

13 eine weitere Detailansicht des erfindungsgemäßen Systems. 13 a further detailed view of the system according to the invention.

1 und 2 zeigen eine Bohrvorrichtung 10 mit einem Grundkörper 11, der einen oberen Körper 12 und einen unteren Körper 13 aufweist. Am unteren Körper 13 ist ein Arm 14 angeordnet, an dessen unteren Ende sich ein Bohrkopf 15 befindet. Der Arm 14 ist über ein Drehelement 16 mit dem unteren Körper 13 drehbar verbunden. Des Weiteren ist er schwenkbar über ein Gelenk 17 mit dem Drehelement 16 verbunden. Weiterhin ist ein Hydraulikzylinder 18 vorgesehen, der ebenfalls über ein Gelenk 19 auf der oberen Seite mit dem Drehelement 16 und seiner unteren Seite über ein Gelenk 20 mit dem Arm 14 verbunden ist. Durch das Drehelement 16 kann die Arm 14 – Bohrkopf 15 Kombination in Drehrichtung A gedreht werden. Durch den Hydraulikzylinder 18 kann der Bohrkopf 15 in Schwenkrichtung b verschwenkt werden. Der Bohrkopf 15 rotiert in Rotationsrichtung C um die Mittelachse des Arms 14. 1 and 2 show a drilling device 10 with a basic body 11 who has an upper body 12 and a lower body 13 having. At the lower body 13 is an arm 14 arranged at the lower end of a drill head 15 located. The arm 14 is about a rotary element 16 with the lower body 13 rotatably connected. Furthermore, it is pivotable about a joint 17 with the rotary element 16 connected. Furthermore, a hydraulic cylinder 18 provided, which also has a joint 19 on the upper side with the rotary element 16 and its lower side over a joint 20 with the arm 14 connected is. By the rotary element 16 can the arm 14 - drill head 15 Combination in the direction of rotation A are rotated. Through the hydraulic cylinder 18 can the drill head 15 be pivoted in the pivoting direction b. The drill head 15 rotates in the direction of rotation C about the central axis of the arm 14 ,

Am oberen Körper 12 ist eine Verspannvorrichtung 21 vorgesehen (siehe auch 3 und 4), die vier Verspannelemente 21a mit einem Arm 22 aufweist, der sich aus zwei Armabschnitten 22a, 22b zusammen setzt, die jeweils mit einem Gelenk 23, 23a mit dem oberen Körper 12 verbunden sind. Die Gelenke 23, 23a sind auf einer Achse 24 angeordnet, an denen jeweils ein Verbindungselement 25, 25a angreift. An der Außenseite der Verbindungselemente 25, 25a ist ein Gelenk 26 vorgesehen, in dem ein parallel zum Arm 22 angeordneter Lenker 27 aus Lenkerabschnitten 27a, 27b zusammengesetzt vorgesehen ist. Die Lenkerabschnitte 27a, b verbinden sich zu einem dritten Lenkerabschnitt 27c. An der Außenseite des Arms 22 ist ein Verbindungselement 28 vorgesehen, dass über ein Gelenk 29 mit dem Arm 22 verbunden ist. Der Lenker 27 ist über ein Gelenk 32 mit dem Verbindungselement 28 verbunden. Lenker 27, Arm 22, Verbindungselement 28 und Verbindungselement 25 bilden ein Parallelogramm. Lenker 27 und Arm 22 weisen dabei die gleiche Länge auf. Gleiches gilt auch für die Verbindungselemente 25, 28. Am Verbindungselement 28 ist ein Klemmelement 30 angeordnet, auf dessen Außenseite ein Reibbelag 31 vorgesehen ist. In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist das Verbindungselement 28 mit dem Klemmelement 30 einstückig ausgeführt. Dabei ist an der Oberseite des Verbindungselements 28 beziehungsweise des Klemmelements 30 das Gelenk 32 vorgesehen, dass den Lenker 27 mit dem Klemmelement 30 und damit mit dem Verbindungselement 28 verbindet.On the upper body 12 is a bracing device 21 provided (see also 3 and 4 ), the four bracing elements 21a with one arm 22 comprising, consisting of two arm sections 22a . 22b put together, each with a joint 23 . 23a with the upper body 12 are connected. The joints 23 . 23a are on an axis 24 arranged, at each of which a connecting element 25 . 25a attacks. On the outside of the fasteners 25 . 25a is a joint 26 provided in which a parallel to the arm 22 arranged handlebars 27 from handlebar sections 27a . 27b is provided composed. The handlebar sections 27a , b connect to a third link section 27c , On the outside of the arm 22 is a connecting element 28 provided that over a joint 29 with the arm 22 connected is. The driver 27 is about a joint 32 with the connecting element 28 connected. handlebars 27 , Poor 22 , Connecting element 28 and connecting element 25 form a parallelogram. handlebars 27 and arm 22 have the same length. The same applies to the fasteners 25 . 28 , On the connecting element 28 is a clamping element 30 arranged on the outside of a friction lining 31 is provided. In the embodiment shown in the figures, the connecting element 28 with the clamping element 30 made in one piece. It is at the top of the connecting element 28 or of the clamping element 30 the joint 32 provided that the handlebars 27 with the clamping element 30 and thus with the connecting element 28 combines.

Zwischen oberem Körper 12 und Arm 22 ist gelenkig ein Hydraulikzylinder 33 vorgesehen, über den die Verspannvorrichtung 21 bzw. das einzelne Verspannelement 21a in Schwenkrichtung D bewegt wird. Dadurch, dass Arm 22, Verbindungselement 25, Lenker 27 und Verbindungselement 28 bzw. Klemmelement 30 ein Parallelogramm bilden, verbleibt der auf der äußeren Fläche des Klemmelements 30 angeordnete Reibbelag 31 beim Verschwenken in Richtung D parallel zur Innenwand des Gründungspfahls, so dass dieser beim Schwenken vom Körper 12 weg flächig gegen die Innenwand des Gründungspfahls bewegt wird.Between upper body 12 and arm 22 is articulated a hydraulic cylinder 33 provided over which the bracing device 21 or the individual clamping element 21a in the pivoting direction D is moved. By that arm 22 , Connecting element 25 , Handlebars 27 and connecting element 28 or clamping element 30 form a parallelogram, which remains on the outer surface of the clamping element 30 arranged friction lining 31 when pivoting in the direction D parallel to the inner wall of the foundation pile, so that when pivoting from the body 12 is moved flat against the inner wall of the foundation pile.

Am unteren Körper 13 ist eine Führungsvorrichtung 34 angeordnet (siehe 6 bis 9). Diese weist vier Führungselemente 34a auf. Das Führungselement 34a weißt dabei einen Arm 35 auf, der über ein Gelenk 36 am unteren Körper 13 verschwenkbar angeordnet ist. Über ein Gelenk 37 ist am äußeren Ende des Arms 35 ein Gleitelement 38 vorgesehen, auf dessen nach außen weisender Fläche ein Gleitbelag 39 angeordnet ist. Parallel zum Arm 35 ist ein Lenker 40 vorgesehen, der über ein Gelenk 41 mit dem unteren Körper 13 und ein Gelenk 42 mit dem Gleitelement 38 verbunden ist. Der Abstand zwischen Gelenk 41 und Gelenk 36 sowie der Abstand zwischen Gelenk 42 und Gelenk 37 ist gleich groß und die Abstandsstrecken selber sind parallel zueinander, so dass auch hier eine Parallelogrammkonstruktion vorliegt, so dass der Gleitbelag 39, der parallel zur Innenwand des Gründungspfahls angeordnet ist, beim Verschwenken der Führungsvorrichtung 34 in Richtung E beziehungsweise dessen Arm 35 parallel verbleibt. Am Gleitelement 38 sind zwei Hydraulikzylinder 43, 44 gelenkig angeordnet, die das Gleitelement 38 in Schwenkrichtung E nach außen zur Innenwand des Gründungspfahl hin verschwenkt.At the lower body 13 is a guide device 34 arranged (see 6 to 9 ). This has four guide elements 34a on. The guide element 34a know an arm 35 up, over a joint 36 on the lower body 13 is arranged pivotably. About a joint 37 is at the outer end of the arm 35 a sliding element 38 provided on its outwardly facing surface a sliding coating 39 is arranged. Parallel to the arm 35 is a handlebar 40 provided by a joint 41 with the lower body 13 and a joint 42 with the sliding element 38 connected is. The distance between joint 41 and joint 36 as well as the distance between joint 42 and joint 37 is the same size and the distance distances themselves are parallel to each other, so that here is a parallelogram, so that the sliding coating 39 , which is arranged parallel to the inner wall of the foundation pile, during pivoting of the guide device 34 in the direction of E or its arm 35 remains parallel. On the sliding element 38 are two hydraulic cylinders 43 . 44 hinged, which is the sliding element 38 pivoted in the pivoting direction E outward to the inner wall of the foundation pile out.

Zwischen oberem Körper 12 und unterem Körper 13 ist ein Vorschubelement 45 (siehe 5) in Form eines Hydraulikzylinders angeordnet. Durch dieses Vorschubelement 45 lässt sich der untere Körper 13 gegenüber dem oberen Körper 12 in Vorschubrichtung F bewegen.Between upper body 12 and lower body 13 is a feed element 45 (please refer 5 ) arranged in the form of a hydraulic cylinder. By this feed element 45 lets down the lower body 13 opposite the upper body 12 move in feed direction F.

Die Bohrvorrichtung 10 wird über eine Hubvorrichtung (nicht dargestellt) in den Gründungspahl eingesetzt und in diesem abgesenkt. Dabei sind die Verspannvorrichtung 21 und die Führungsvorrichtung 34 eingeklappt (siehe 2, 4, 5, 8, 9 und 11). Ist die Bohrvorrichtung 10 an der vorgesehenen Bohrposition im Gründungspfahl angeordnet, wird die Verspannvorrichtung 21 ausgefahren (siehe 1, 3 und 10) über das Betätigen der Hydraulikzylinder 33, so dass die Klemmelemente 30 mit den Reibbelägen 31 gegen die Innenwand des Gründungspfahls gedrückt werden, bis eine hinreichende Kraft auf die Innenwand des Gründungspfahls aufgebracht wird, so dass die durch das Bohren entstehenden dynamischen Lasten und ggf. auch die statische Last der Bohrvorrichtung 11 h über die Verspannvorrichtung 21 auf den Gründungspfahl abgetragen werden.The drilling device 10 is inserted via a lifting device (not shown) in the foundation pile and lowered in this. Here are the bracing 21 and the guiding device 34 collapsed (see 2 . 4 . 5 . 8th . 9 and 11 ). Is the drilling device 10 Arranged at the intended drilling position in the foundation pile, the bracing 21 extended (see 1 . 3 and 10 ) via the actuation of the hydraulic cylinder 33 so that the clamping elements 30 with the friction linings 31 be pressed against the inner wall of the foundation pile until a sufficient force is applied to the inner wall of the foundation pile, so that the resulting by drilling dynamic loads and possibly also the static load of the drilling device 11 h over the bracing 21 be removed to the foundation pile.

Gleichzeitig werden auch die Führungsvorrichtungen 34 über das Betätigen der Hydraulikzylinder 43, 44 ausgefahren (siehe 1, 6, 7 und 10), so dass die Gleitelemente 38 mit den Gleitbelägen 39 an der Innenwand des Gründungspfahls anliegen, wie dieses in 10 gezeigt ist. Der gestichelte Kreis 53 gibt dabei die Innenwand des Gründungspfahls wieder. Die dabei aufgebrachte Kraft ist so, dass der untere Körper 13 gegenüber dem Gründungspfahl beweglich und dabei gleichzeitig geführt ist. Anschließend wird der Bohrkopf 15 in Rotation versetzt und der Arm 14 wird über das Drehelement 16 und die Hydraulikzylinder 18 gedreht und verschwenkt. Parallel dazu wird über die Vorschubelemente 45 der untere Körper 13 gegenüber dem oberen Körper abgesenkt. Über die Führungsvorrichtung 34 wird ein stabiler Bohrvorschub und damit eine korrekte Bohrrichtung gewährleistet.At the same time, the guiding devices become 34 via the actuation of the hydraulic cylinder 43 . 44 extended (see 1 . 6 . 7 and 10 ), so that the sliding elements 38 with the sliding linings 39 abut the inner wall of the foundation pile, as in 10 is shown. The engraved circle 53 it reflects the inner wall of the foundation pile. The applied force is such that the lower body 13 is movable relative to the foundation pile while being guided at the same time. Subsequently, the drill head 15 set in rotation and the arm 14 is about the rotary element 16 and the hydraulic cylinders 18 turned and swiveled. Parallel to this is via the feed elements 45 the lower body 13 Lowered to the upper body. About the guide device 34 a stable drilling feed and thus a correct drilling direction is guaranteed.

Sind die Vorschubelemente 45 vollständig ausgefahren, werden sie wieder in Richtung des oberen Körpers 12 eingefahren, so dass sich der untere Körper 13 und damit einhergehend der Bohrkopf 15 wieder in den Gründungspfahl hinein bewegen. Sind die Vorschubelemente 45 wieder vollständig eingefahren, befindet sich der Bohrkopf an einer sicheren Position innerhalb des Gründungspfahls. Anschließend wird der Gründungspfahl in den durch die Bohrvorrichtung 10 hergestellten Hohlraum abgesenkt und der Bohrvorgang wird erneut durchgeführt, bis die Bohrung die vorgesehene Tiefe erreicht hat, auf der der Gründungspfahl angeordnet werden soll.Are the feed elements 45 When fully extended, they will return to the upper body 12 retracted, so that the lower body 13 and with it the drill head 15 move back into the foundation pile. Are the feed elements 45 fully retracted, the drill bit is in a safe position within the foundation pile. Subsequently, the foundation pile in the through the drilling device 10 lowered cavity and the drilling operation is carried out again until the hole has reached the intended depth, on which the foundation pile is to be arranged.

Um zu gewährleisten, dass die Bohrvorrichtung 10 an der korrekten Position innerhalb des Gründungspfahls angeordnet wird, sind an der entsprechenden Position an der Innenwand des Gründungspfahls Positionierungselemente 46 angeordnet (siehe 12 und 13). Diese weisen eine Grundfläche 47 auf, die an der Wand vorgesehen ist. Desweiteren ist rechtwinklig dazu eine Auflagefläche 48 vorgesehen. Zur Stabilisierung der Auflagefläche 48 gegenüber der Grundfläche 47 ist eine Knagge 49 vorgesehen. Die Grundfläche 47 kann auch weggelassen werden, so dass die Auflagefläche 48 und die Knagge 49 direkt an der Innenwand des Gründungspfahls angebracht werden. Am Verbindungselement 28 beziehungsweise dem Klemmelement 30 ist ein Sensor 50 vorgesehen, bei dem es sich wie in 12 und 13 bevorzugt dargestellt, um ein Hydraulikzylinder handelt.To ensure that the drilling device 10 is disposed at the correct position within the foundation pile, positioning members are provided at the corresponding position on the inner wall of the foundation pile 46 arranged (see 12 and 13 ). These have a base area 47 on, which is provided on the wall. Furthermore, it is perpendicular to a support surface 48 intended. To stabilize the support surface 48 opposite the base 47 is a cudgel 49 intended. The base area 47 can also be omitted, leaving the support surface 48 and the cudgel 49 be attached directly to the inner wall of the foundation pile. On the connecting element 28 or the clamping element 30 is a sensor 50 provided, which is like in 12 and 13 preferably shown, is a hydraulic cylinder.

Ist die Bohrvorrichtung 10 in der Bohrposition innerhalb des Gründungspfahls angekommen, wird dass Klemmelement 30 gegen die Grundfläche 47 durch Ausfahren des Zylinders 33 und Verschwenken in Richtung D angelegt und der Hydraulikzylinder 50 über die äußere Erstreckung des Klemmelements 30 ausgefahren. Anschließend wird die Bohrvorrichtung 10 weiter abgesenkt, bis der Hydraulikzylinder 50 mit der Auflagefläche 48 des Positionierungselements 46 in Verbindung kommt. Das Absenken der Bohrvorrichtung 10 wird so lange fortgesetzt, bis der Kolben 51 des Zylinders 50 eingefahren ist und eine Kontaktfläche 52 auf der Auflagefläche 48 des Positionierungselements aufliegt. Alternativ werden der beim Einfahren der Zylinder 50 entstehende Druck und die Position der Kolben 51 überwacht. Wird ein Solldruck der Zylinder 50 erreicht, und befinden sich die Kolben 51 dann in einer vorgegebenen Position, dann befindet sich die Bohrvorrichtung 10 in der gewünschten Position im Gründungspfahl. Der Abtrag der statischen Last der Bohrvorrichtung 10 erfolgt dabei dann über Kontaktflächen 55 des hydraulikzylinders 50 am Kolben 51. Anschließend wird der Hydraulikzylinder 33 weiter betätigt und das Klemmelement 30 gegenüber der Grundfläche 47 verspannt. Die Auflagefläche 48 und die Knagge 49 sind dabei so ausgelegt, dass sie die statische Last der Bohrvorrichtung 10 tragen können. Diese Last wird über die Kontaktfläche 52 in das Positionierungselement 46 eingeleitet.Is the drilling device 10 arrived in the drilling position within the foundation pile, that clamping element 30 against the base 47 by extending the cylinder 33 and pivoting in direction D and the hydraulic cylinder 50 over the outer extent of the clamping element 30 extended. Subsequently, the drilling device 10 further lowered until the hydraulic cylinder 50 with the support surface 48 of the positioning element 46 comes in contact. Lowering the drilling device 10 will continue until the piston 51 of the cylinder 50 retracted and a contact surface 52 on the support surface 48 of the positioning element rests. Alternatively, when retracting the cylinder 50 resulting pressure and the position of the piston 51 supervised. Will be a set pressure of the cylinders 50 reached, and are the pistons 51 then in a predetermined position, then the drilling device is located 10 in the desired position in the foundation pile. The removal of the static load of the drilling device 10 takes place via contact surfaces 55 of the hydraulic cylinder 50 on the piston 51 , Subsequently, the hydraulic cylinder 33 further actuated and the clamping element 30 opposite the base 47 braced. The bearing surface 48 and the cudgel 49 are designed so that they are the static load of the drilling device 10 can carry. This load is over the contact surface 52 in the positioning element 46 initiated.

In 11 ist des Weiteren durch einen gestrichelten Kreis 54 der kleinste Umfang der Bohrvorrichtung 10 dargestellt. Dieser stellt den geringsten Querschnitt dar, durch den die Bohrvorrichtung 10 hindurchgeführt werden kann, wenn Gründungspfähle mit unterschiedlichen Durchmessern zur Gründung eingesetzt werden.In 11 is further indicated by a dashed circle 54 the smallest circumference of the drilling device 10 shown. This represents the smallest cross section through which the drilling device 10 can be passed through when foundation piles are used with different diameters for foundation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Bohrvorrichtungdrilling
1111: Grundkörperbody
1212: oberer Körperupper body
1313: unterer Körperlower body
1414: Armpoor
1515: Bohrkopfwellhead
1616: Drehelementrotating member
1717: Gelenkjoint
1818: Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
1919: Gelenkjoint
2020: Gelenkjoint
2121: Verspannvorrichtungbracing
21a21a: Verspannelementbracing
2222: Armpoor
22a22a: Armabschnittarm
22b22b: Armabschnittarm
23 23: Gelenkjoint
23a23a: Gelenkjoint
2424: Achseaxis
2525: Verbindungselementconnecting element
25a25a: Verbindungselementconnecting element
2626: Gelenkjoint
2727: Lenkerhandlebars
27a27a: Lenkerabschnittarm section
27b27b: Lenkerabschnittarm section
2828: Verbindungselementconnecting element
2929: Gelenkjoint
3030: Klemmelementclamping element
3131: Reibbelagfriction lining
3232: Gelenkjoint
3333: Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
3434: Führungsvorrichtungguiding device
34a34a: Führungselementguide element
3535: Armpoor
3636: Gelenkjoint
3737: Gelenkjoint
3838: GleitelementSlide
3939: Gleitbelagsliding lining
4040: Lenkerhandlebars
4141: Gelenkjoint
4242: Gelenkjoint
4343: Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
4444: Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
4545: Vorschubelement/HydraulikzylinderAdvancing element / hydraulic cylinder
4646: Positionierungselementpositioner
4747: GrundflächeFloor space
4848: Auflageflächebearing surface
4949: Knaggecleat
5050: Sensor/HydraulikzylinderSensor / hydraulic cylinder
5151: Kolbenpiston
5252: Kontaktflächecontact area
5353: gestrichelter Kreis/Innenwand Gründungspfahldashed circle / inner wall foundation pile
5454: gestrichelter Kreis/kleinster Umfangskreis der Bohrvorrichtungdashed circle / smallest circumferential circle of the drilling device
5555: Kontaktflächecontact area
AA: Drehrichtungdirection of rotation
BB: Schwenkrichtungpan direction
CC: Rotationsrichtungdirection of rotation
DD: Schwenkrichtungpan direction
Ee: Schwenkrichtungpan direction
FF: Vorschubrichtungfeed direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2010/139380 A1 [0004]
WO 2013/081455 A1 [0005]

Claims

Drilling device for producing a bore for a foundation pile for establishing a structure in a body of water with a body consisting of at least a first and a second body, which are arranged one above the other and movable against each other, wherein the movement is provided by a feed device, with a drilling tool, the is arranged on an arm movably connected to the lower body, with a bracing device adapted for bracing the drilling device in the foundation pile, which is arranged with a first end on the upper body and at its second end a clamping element acting as an abutment wherein the bracing device comprises an arm on which the clamping element is arranged, wherein the arm of the bracing device is pivotable by means of a drive from a first position to a second position, wherein the clamping element with the wall of the foundation pile is engaged, characterized in that a guide device is provided, which is designed for guiding the drilling device in the foundation pile, which is arranged with a first end on the lower body and having at its second end a sliding element, that the guide device has an arm, on which the sliding element is arranged, wherein the arm of the guiding device is pivotable by means of a drive from a first position to a second position, wherein the sliding element is in engagement with the wall of the foundation pile.

Drilling device according to claim 1, characterized in that the guide device is designed so that the sliding element abuts flat against the inner wall of the foundation pile in the extended state and / or that the bracing device is designed so that the clamping element surface on the inner wall of the foundation pile in the extended state is applied.

Drilling device according to claim 1 or 2, characterized in that parallel to the arm of the guide device and / or the bracing device a handlebar is arranged with the same length as the arm, which is connected on both sides in each case via a connecting element parallelogrammartig with the arm, that the sliding element and / or clamping element is connected to the respective connecting element, that the parallelogram of arm, link and connecting elements is arranged so that the sliding element or the clamping element is aligned with the central axis of the drilling device and thus parallel to the wall of the foundation pile.

Drilling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the arm of the bracing device and / or arm of the guide device and the respective body there is an opening angle which opens in the direction of the drill head.

Drilling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive for pivoting the arm of the bracing device and / or the arm of the guide device is at least one hydraulic cylinder, and / or the feed device is at least one hydraulic cylinder.

Drilling device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sliding element is arranged pivotably relative to the arm, and / or that the drive element of the guide device engages the sliding element.

Drilling device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the clamping element is provided with a friction lining, and / or that the sliding element is provided with a sliding coating.

Drilling device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the arm of the drilling tool via a rotary member and at least one linear drive, preferably a hydraulic cylinder, is pivotable, and / or that it is in the drill head about a longitudinal axis of the arm rotating Drill, preferably a cutting head with drilling tools, acts.

Drilling device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the clamping element has at a lower substantially at right angles to the friction side provided a support surface in which preferably in the direction of the wellbore deepest a sensor, more preferably a hydraulic cylinder is provided.

System for positioning a drilling device, preferably according to one of claims 1 to 9, for creating a bore for a foundation pile for establishing a structure in a body of water in the foundation pile, characterized in that the drilling device has radially movable clamping elements relative to an inner wall of the foundation pile the foundation pile has at least one positioning element provided on the inner wall of the pile, and in that the clamping element of the drilling device has at least one support surface with at least one contact sensor for determining the contact between the positioning element and the clamping element.

System according to claim 10, characterized in that the positioning element a lug is or has a lug, and / or that a positioning element is provided per clamping element of the drilling device.

System according to claim 10 or 11, characterized in that the positioning element is designed so that the static load of the drilling device on the support surface of the clamping element on the positioning element can be removed, and / or that it is the sensor is a hydraulic cylinder.

System according to one of claims 10 to 12, characterized in that a controller according to claim 15 is provided.

Method for positioning the drilling device, preferably with a system according to one of claims 10 to 13, is provided in a foundation pile for establishing a structure in a body of water, a positioning element on the inner wall of the pile, that the drilling device in the foundation pile with engaging arranged clamping elements and uses is lowered, that the drilling device is aligned in the foundation pile, so that the clamping elements are radially aligned with the positioning elements, that the drilling device is lowered to above the positioning elements, the clamping element are moved radially until a contact with the borehole wall is made, the clamping elements grinding be arranged movably relative to the borehole wall, that the boring device is lowered until, via sensors arranged in the clamping elements, a contact with the positioning elements is ascertained that the boring device is lowered until the position is reached at least partially carry the static load of the drilling device, and that the clamping elements are moved against the inner wall of the foundation pile, so that the force acting on the drilling device during drilling dynamic load is transferable to the pile.

Control for positioning a drilling device, preferably with a system according to one of claims 10 to 12, in particular for carrying out the method according to claim 14, which is designed so that after the drilling device has been inserted and lowered into the pile, wherein clamping elements of the drilling device so are arranged so that they are not in engagement with the inner wall of the pile, the drilling device is aligned in the pile, so that the clamping elements are aligned with respect to located on the inner wall of the drilling device position elements radially that the drilling device is lowered to above the positioning elements, that the Clamping element can be moved in the direction of the borehole wall until a contact with the borehole wall is made, wherein the clamping elements against the inner wall of the pile are slidably movable, that the drilling device is lowered, up to above the clamping elements arranged in the contact with the Positionieru ngselementen is determined that the drilling device is lowered until the positioning elements at least partially carry the static load of the drilling device, and that the clamping elements are extended relative to the inner wall of the foundation pile so that the force acting on the drilling device during drilling dynamic load is transferable to the pile ,