DE10219759B3 - Pfahlfuß-Schneidvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pfahlfuß-Schneidvorrichtung zur im Wesentlichen radialen Erweiterung eines Fußbereiches einer Pfahlbohrung. Die Schneidvorrichtung umfasst einen zylindrischen Grundkörper und Schneidflügel, welche als Zylinderschalensegmente des zylindrischen Grundkörpers ausgebildet sind. Die Schneidflügel sind schwenkbar am Grundkörper und seitlich aus diesem mit vorgebbarem Ausstellwinkel ausklappbar.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Pfahlfuß-Schneidvorrichtung zur im Wesentlichen radialen Erweiterung eines Fußbereiches einer Pfahlbohrung, mit einem zylindrischen Grundkörper, an dem ein Aufnahmeraum für abgearbeitetes Bodematerial vorgesehen ist und als Zylinderschalensegmente des zylindrischen Grundkörpers ausgebildeten Schneidflügeln, die schwenkbar am Grundkörper und seitlich aus diesem mit vorgebbarem Ausstellwinkel ausklappbar gelagert sind.
- Die Erfindung liegt im Allgemeinen auf dem Gebiet von in das Erdreich einzubringenden Gründungspfählen, die dadurch erstellt werden, dass in das Erdreich eine Pfahlbohrung eingebracht und diese hinterher mit Beton oder einer anderen aushärtenden Suspension aufgefüllt wird. Pfahlfuß-Schneidvorrichtungen dienen dabei zur Erweiterung der zylindrischen Pfahlbohrung im Fuß- oder Sohlenbereich. Durch diese Erweiterung der Pfahlfuß-Bohrung wird eine vergrößerte Aufstandsfläche des Gründungspfahles erreicht, so dass dieser eine höhere Last in dem anstehenden Baugrund zu tragen vermag als im Falle eines zylindrischen Pfahls. Durch die Pfahlfußerweiterung kann die zulässige Betonspannung innerhalb des Pfahlschachtes optimal ausgenutzt werden, wobei die Tragfähigkeit des Pfahles mit erweitertem Fußbereich weit unter der zulässigen Betonspannung des zylindrischen Pfahlschachtes liegt.
- Eine gattungsgemäße Pfahlfuß-Schneidvorrichtung ist aus den Patent Abstracts of Japan M-458, 5. März 1986, Bd. 10, Nr. 55 (
JP-60-203734 A - Die Patent Abstracts of Japan M-445, 11. Januar 1986, Bd. 10, Nr. 6 (
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JP-56-3714 A - Aus den Patent Abstracts of Japan M-770, 2. Dezember 1988, Bd. 12, Nr. 459 (
JP-63-184612 A - Eine weitere Pfahlfuß-Schneidvorrichtung ist den Patent Abstracts of Japan M-420, 9. Oktober 1985, Bd. 9, Nr. 252 (
JP-60-102417 A - Aus der
DE 14 84 412 B ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Bohrpfählen mit seitlichen Ausbuchtungen bekannt. Die Vorrichtung weist seitlich ausklappbare Druckplatten auf, die das Erdreich an der Wand eines Bohrloches verdichten und dabei die Ausbuchtungen herstellen. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Pfahlfuß-Schneidvorrichtung zu schaffen, welche bei einem einfachen und kompakten Aufbau eine schnelle und zuverlässige Herstellung eines Pfahlfußes ermöglicht.
- Die Aufgabe wird durch eine Pfahlfuß-Schneidvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Die erfindungsgemäße Pfahlfuß-Schneidvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum an dem Grundkörper unterhalb der ausklappbaren Schneidflügel angeordnet ist und dass der Aufnahmeraum an seiner Unterseite mit einem Deckel verschließbar ist, welcher an dem zylindrischen Grundkörper schwenkbar angelenkt ist.
- Die Schneidflügel sind nach der Erfindung Zylinderschalensegmente, welche entlang einer Mantellinie an dem Grundkörper angelenkt sind. An der gegenüberliegenden Längsseite des jeweiligen Schneidflügels sind Schneideinrichtungen angeordnet, welche in der ausgeklappten Position Bodenmaterial abtragen und dabei die Pfahlfußerweiterung bilden. In der eingeklappten Position schließen die zylinderschalensegmentförmigen Schneidflügel bündig mit dem angrenzenden zylindrischen Grundkörper ab, so dass die gesamte Vorrichtung in eine zylindrische Bohrung eingebracht werden kann.
- Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass in dem Grundkörper unterhalb der ausklappbaren Schneidflügel ein Aufnahmeraum für abgearbeitetes Bodenmaterial vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das beim Herstellen der Pfahlerweiterung anfallende Bodenmaterial aufgenommen und aus dem Bohrloch abtransportiert werden. Hierdurch wird verhindert, dass abgearbeitetes Bodenmaterial am Bohrungsgrund verbleibt, was zu Setzungen führen könnte.
- Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Aufnahmeraum an seiner Unterseite mit einem Deckel verschließbar ist, welcher an dem zylindrischen Grundkörper schwenkbar angelenkt und insbesondere verriegelbar ist. Während der Erstellung der Pfahlerweiterung ist der Deckel in seiner geschlossenen Position verriegelt, so dass das abgearbeitete Bodenmaterial in dem Aufnahmeraum mit aus dem Bohrloch gefördert werden kann. Außerhalb des Bohrloches kann der Deckel entriegelt und in eine geöffnete Position geschwenkt werden, so dass der Aufnahmeraum von dem abgearbeiteten Bodenmaterial entleert wird.
- Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht nach der Erfindung darin, dass in der ausgeklappten Position der Schneidflügel der zylindrische Grundkörper seitlich geöffnet ist, so dass von den Schneidflügeln abgearbeitetes Bodenmaterial in den Aufnahmeraum gefördert wird. Dies erlaubt eine besonders kompakte Ausführung der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung, wobei gleichzeitig ein zuverlässiges Abfördern des Bodenmaterials der Pfahlfußerweiterung gewährleistet ist.
- Eine besonders wirtschaftliche Pfahlerstellung wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, dass innerhalb des Grundkörpers ein Seelenrohr zum Druckausgleich verläuft und dass das Seelenrohr in einer Austrittsöffnung im Deckel mündet. Hierdurch kann ein Druckausgleich beim Ziehen des Bohrwerkzeugs erfolgen.
- Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass in dem Grundkörper eine Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, durch welchen die Schneidflügel zwischen einer eingeklappten Position und einer ausgeklappten Position verschwenkbar sind. Die Betätigungseinrichtung kann dabei auch so betrieben werden, dass je nach der gewünschten Pfahlfußerweiterung der Umfang der Ausklappbewegung der Schneidflügel variierbar ist.
- Ein schnelles und zuverlässiges Ausklappen der Schneidflügel selbst in festeren Böden wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Betätigungseinrichtung mindestens einen Hydraulikzylinder umfasst. Bei der bevorzugten Anordnung von zwei Schneidflügeln sind insgesamt zwei Hydraulikzylinder vorgesehen, so dass sich innerhalb des Grundkörpers eine weitgehend symmetrische Belastung und eine Kraftkompensation ergeben kann.
- Zur Verbesserung der Klappbewegung ist es erfindungsgemäß, dass die Betätigungseinrichtung einen Hebelmechanismus umfasst. Diese kann insbesondere einen Kniehebelmechanismus aufweisen, der eine besonders stabile Positionierung der Schneidflügel erlaubt.
- Nach der Erfindung ist es weiter bevorzugt, dass an der Oberseite des Grundkörpers eine Verbindungseinrichtung für einen Bohrstrang, eine Druckausgleichsleitung und/oder eine Hydraulikleitung angeordnet ist. Über die Verbindungseinrichtung kann die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung beispielsweise an einer herkömmlichen Kellystange befestigt werden. Die Energiezuführung kann über herkömmliche Anschlüsse erfolgen.
- Die Erfindung wird weiter anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, welche nachfolgend im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erläutert sind. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Pfahlfuß-Schneidvorrichtung; -
2 eine Schnittansicht der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung gemäß1 entlang dem Schnitt A-A; und -
3 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Pfahlfuß-Schneidvorrichtung bei ausgeklappten Schneidflügeln. - Eine erfindungsgemäße Pfahlfuß-Schneidvorrichtung
10 umfasst gemäß1 einen zylindrischen Grundkörper12 , an dessen mittleren Bereich zwei gegenüberliegende Schneidflügel14 angeordnet sind. Die Schneidflügel14 sind zylindermantelsegmentförmig ausgebildet. Dabei ist ihre Außenfläche ein Zylindermantelsegment17 , welches so ausgebildet ist, dass dieses bündig in eine entsprechende Ausnehmung an dem zylindrischen Grundkörper12 eingeschwenkt werden kann. Hierzu sind die Schneidflügel14 an ihrer einen Längsseite an dem zylindrischen Grundkörper12 schwenkbar angelenkt, während an der gegenüberliegenden freien Längsseite eine Schneideinrichtung mit einer Vielzahl von Schneidzähnen26 ausgebildet ist. Zur Festigkeitserhöhung der Schneidflügel14 sind an deren Innenseite mehrere bogenförmige Versteifungsstreben15 angeordnet. - In
1 ist die erfindungsgemäße Pfahlfuß-Schneidvorrichtung10 mit ausgeklappten Schneidflügeln14 dargestellt. In dieser ausgeklappten Position arbeiten die Schneidzähne26 das angrenzende Bodenmaterial bei Rotation der Vorrichtung ab, so dass ein Hohlraum für eine Pfahlfußerweiterung geschaffen wird. Das abgearbeitete Schneidmaterial wird dabei in Richtung zum zylindrischen Grundkörper12 verdrängt und kann über die Ausnehmung für die ausgeklappten Schneidflügel14 in einen Aufnahmeraum16 gelangen, welcher unterhalb den Schneidflügeln14 in dem zylindrischen Grundkörper12 ausgebildet ist. Der Aufnahmeraum16 ist an seiner Unterseite durch einen Deckel18 verschließbar. Der Deckel18 ist einerseits schwenkbar an dem zylindrischen Grundkörper12 angelenkt und weist andererseits ein Schloss24 auf, welches über eine Riegelbetätigung25 verriegelt und entriegelt werden kann. - Beim Erstellen der Pfahlfußerweiterung ist der Deckel
18 geschlossen, so dass das abgearbeitete Bodenmaterial innerhalb des Aufnahmeraumes16 verbleibt. Nach dem Ausbringen der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung10 aus dem Bohrloch kann der gefüllte Aufnahmeraum16 durch Entriegeln des Deckels18 , wobei dieser durch das Gewicht des Bodenmaterials aufschwenkt, entleert werden. Das Verschließen des Deckels18 kann durch eine Krafteinrichtung, von Hand oder einfach durch Aufsetzen der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung10 auf den Boden erfolgen. - Nach Fertigstellung des Hohlraumes für die Pfahlfußerweiterung kann über ein Seelenrohr
20 , welches mittig innerhalb des zylindrischen Grundkörpers12 angeordnet ist, ein Druckausgleich über eine Austrittsöffnung22 im Deckel18 erfolgen. Nach dem Einschwenken der Schneidflügel14 in eine eingeklappte Position, kann so die erfindungsgemäße Pfahlfuß-Schneidvorrichtung10 aus dem Bohrloch gezogen werden. Die Verbindungseinrichtung40 ist dabei im Wesentlichen ein Rohrstutzen, welcher mit Verstärkungsplatten42 zusätzlich versteift ist. Die Verbindungseinrichtung dient auch zur drehsteifen Befestigung der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung10 an einem nicht dargestellten, drehend angetriebenen Bohrstrang. - Die Betätigung der Schneidflügel
14 wird nachfolgend näher anhand der2 und3 erläutert. Im oberen Bereich des zylindrischen Grundkörpers12 sind insgesamt je zwei Paare von Hydraulikzylindern32 radial gegenüberliegend angeordnet. Die einzelnen Hydraulikzylinder32 sind einerseits an der Innenseite des zylindrischen Grundkörpers12 und andererseits an einem Schwenkhebel35 eines Hebelmechanismus34 angelenkt. Der Hebelmechanismus34 und die Hydraulikzylinder32 bilden die Betätigungseinrichtung30 zum Ein- und Ausklappen der beiden Schneidflügel14 . - In der in
3 gezeigten ausgeklappten Position der Schneidflügel14 sind die Hydraulikzylinder32 eingefahren. Durch Ausfahren des Kolbens aller Hydraulikzylinder32 wird der Schwenkhebel35 verschwenkt. Der Schwenkhebel35 , welcher aus insgesamt drei Platten aufgebaut ist, ist fest mit einer rohrförmigen Buchse36 verbunden, welche schwenkbar um das Seelenrohr20 gelagert ist. Im unteren Bereich der Buchse36 sind je zwei Kniehebelmechanismen37 für einen Schneidflügel14 vorgesehen. Der Kniehebelmechanismus37 ist jeweils einerseits fest mit der Buchse36 verbunden und andererseits an der Innenseite der Schwenkflügel14 angelenkt. Durch entsprechende Druckbeaufschlagung der Hydraulikzylinder kann der Ausstellwinkel der Schwenkflügel14 gezielt variiert und gesteuert werden.
Claims (7)
- Pfahlfuß-Schneidvorrichtung zur im Wesentlichen radialen Erweiterung eines Fußbereiches einer Pfahlbohrung, mit – einem zylindrischen Grundkörper (
12 ), an dem ein Aufnahmeraum (16 ) für abgearbeitetes Bodenmaterial vorgesehen ist, und – als Zylinderschalensegmente des zylindrischen Grundkörpers (12 ) ausgebildeten Schneidflügeln (14 ), die schwenkbar am Grundkörper (12 ) und seitlich aus diesem mit vorgebbarem Ausstellwinkel ausklappbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, – dass der Aufnahmeraum (16 ) an dem Grundkörper (12 ) unterhalb der ausklappbaren Schneidflügel (14 ) angeordnet ist und – dass der Aufnahmeraum (16 ) an seiner Unterseite mit einem Deckel (18 ) verschließbar ist, welcher an dem zylindrischen Grundkörper (12 ) schwenkbar angelenkt ist. - Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ausgeklappten Position der Schneidflügel (
14 ) der zylindrische Grundkörper (12 ) seitlich geöffnet ist, so dass von den Schneidflügeln (14 ) abgearbeitetes Bodenmaterial in den Aufnahmeraum (16 ) gefördert wird. - Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Grundkörpers (
12 ) ein Seelenrohr (20 ) zum Druckausgleich verläuft und dass das Seelenrohr (20 ) in eine Austrittsöffnung (22 ) im Deckel (18 ) mündet. - Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (
12 ) eine Betätigungseinrichtung (30 ) vorgesehen ist, durch welche die Schneidflügel (14 ) zwischen einer eingeklappten Position und einer ausgeklappten Position verschwenkbar sind. - Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (
30 ) mindestens einen Hydraulikzylinder (32 ) umfasst. - Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (
30 ) einen Hebelmechanismus (34 ) umfasst. - Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite des Grundkörpers (
12 ) eine Verbindungseinrichtung (40 ) für einen Bohrstrang, eine Druckausgleichsleitung und/oder eine Hydraulikleitung angeordnet ist.
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