DE1484454C

DE1484454C - Earth auger for undercutting drill locators

Info

Publication number: DE1484454C
Authority: DE
Inventors: Gustav Wolfgang Stoneleigh Epsom Surrey; Woolgar Reginald John Hayes Middlesex; Amann (Großbritannien)
Original assignee: Economic Foundations Ltd., Hayes, Middlesex (Großbritannien)

Description

Die. Erfindung bezieht sich auf einen Erdbohrer zum Unterschneiden von Bohrlöchern mit einem oben offenen zylindrischen Unterteil als Auffangbehälter für das Bohrgut und mit symmetrisch um die vertikale Bohrachse an einer Oberkonstruktion angeordneten Scharen, die in im wesentlichen vertikalen Ebenen zwischen einer geschlossenen Stellung und einer Arbeitsstellung verschwenkbar sind.The. The invention relates to an auger for undercutting boreholes with a Cylindrical lower part open at the top as a container for the cuttings and symmetrically around the vertical drilling axis on a superstructure arranged shares, which in substantially vertical Levels are pivotable between a closed position and a working position.

Bei bekannten Erdbohrern dieser Art mußte das gelöste Erdreich zum größten Teil (USA.-Patent 2 697 582) oder ganz mitgedreht werden, so daß eine erhebliche Reibung am Boden entstand und ein erheblicher Teil des Kraftaufwandes für das Mitdrehen des Erdreichs benutzt werden mußte.In known auger bits of this type, most of the loosened soil (USA. Patent 2 697 582) or turned completely at the same time, so that there was considerable friction on the floor and a Considerable part of the effort had to be used to rotate the soil.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Kraftaufwand zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß der zylindrische Auffangbehälter über ein Lager drehbar mit der die Schare tragenden Oberkonstruktion verbunden ist.The invention is therefore based on the object of avoiding this expenditure of force. The solution to this According to the invention, the object is that the cylindrical collecting container can be rotated via a bearing is connected to the upper structure carrying the shares.

Die Oberkonstruktion ruht auf einem Drucklager des zylinderförmigen Unterteils und kann aus einem Stützteii bestehen und aus einem Betätigungsteil, der axial beweglich relativ zum zylinderförmigen Unterteil und dem Stützteil ist.The upper structure rests on a thrust bearing of the cylindrical lower part and can consist of a Support part and consist of an actuating part which is axially movable relative to the cylindrical lower part and the support part is.

Der Boden des zylinderförmigen Unterteils wird vorzugsweise durch wenigstens eine bewegliche Klappe gebildet, wobei Mittel vorhanden sind, die Klappe oder die Klappen lösbar in Verschlußstellung zu halten. Die Klappen können durch selbsttätig arbeitende Schnellverschlüsse festgehalten werden, beispielsweise durch gefederte Klinken.The bottom of the cylindrical lower part is preferably movable by at least one Formed flap, wherein means are present, the flap or flaps releasably in the closed position to keep. The flaps can be held in place by automatic quick-release fasteners, for example by spring-loaded pawls.

Ofmais ist es erwünscht, den Boden des Bohrloches unmittelbar vor dem Einbringen des Betons zu säubern, um kleine Stücke losen Materials zu entfernen, die sich dort während des Bohrvorganges angesammelt haben können. Zu diesem Zweck können in den Bodenklappen radial verlaufende Schlitze vorgesehen sein.Ofmais it is desirable to have the bottom of the borehole immediately prior to placing the concrete to be cleaned to remove small pieces of loose material that may have gotten there during the drilling process may have accumulated. For this purpose, radially extending slots can be made in the bottom flaps be provided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es stellt darAn embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 die Seitenansicht eines Erdbohrers nach der Erfindung teilweise im Schnitt, wobei die Scharen in Arbeitsstellung ausgeschwenkt sind,F i g. 1 is a side view of an auger according to the invention, partially in section, with the shares are swiveled out in the working position,

Fig.2 einen Schnitt durch einen Einzelteil der F i g. 1 entlang der Linie H-II in F i g. 1,2 shows a section through an individual part of the F i g. 1 along the line H-II in FIG. 1,

F i g. 3 eine F i g. 1 entsprechende Ansicht, wobei die Scharen in die geschlossene Stellung eingeschwenkt sind, . /F i g. 3 a fig. 1 corresponding view, with the shares pivoted into the closed position are, . /

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV inF i g. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG

ilil

g.G.

F i g. 5 einen Schnitt entlang der ' Linie V-V in Fig.3.F i g. 5 shows a section along the line V-V in FIG.

Ein enges, hohles, zylindrisches Unterteil 10 besitzt eine kurze, zentrale, axiale Buchse 11, die mit dem zylindrischen Unterteil 10 durch Streben 12 verbunden ist. Das untere Ende des Unterteiles 10 wird durch zwei halbkreisförmige Klappen 13 verschlossen, die mit Hilfe zweier radialer Bolzen 14 gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die radialen Bolzen 14 zwischen den Seitenwänden des Unterteiles 10 und der Buchse 11 auf dem gemeinsamen Durchmesser der Klappen 13 angebracht sind. An der Oberseite jeder Klappe 13, nahe der Kreisbogenmitte, ist ein Haken 15 befestigt, während federbelastete hakenförmige Klinken 16 um horizontale Bolzen schwenkbar an der Innenseite des zylindrischen Unterteiles 10 angeordnet sind, um die Haken 15 und damit die Klappen 13 in einer Stellung festzuhalten, bei der das Unterteil 10 verschlossen ist. Löcher 17 in der Wand des Unterteils 10 gestatten ein Lösen der Klinken 16 durch Einführen einesA narrow, hollow, cylindrical lower part 10 has a short, central, axial bush 11, which with the cylindrical lower part 10 is connected by struts 12. The lower end of the lower part 10 is closed by two semicircular flaps 13, which are articulated with the aid of two radial bolts 14 are connected to one another, the radial bolts 14 between the side walls of the lower part 10 and the bush 11 are mounted on the common diameter of the flaps 13. At the Top of each flap 13, near the arc center, a hook 15 is attached while spring-loaded hook-shaped pawls 16 pivotable about horizontal bolts on the inside of the cylindrical Lower part 10 are arranged to hold the hooks 15 and thus the flaps 13 in a position in which the lower part 10 is closed. Allow holes 17 in the wall of the lower part 10 releasing the pawls 16 by inserting a

S Hebels oder Stiftes, der die Enden der Klinken abhebt. Die angelenkten Kanten der Klappen 13 sind leicht abgebogen, so daß, wenn die Klappen 13 frei nach unten hängen, sie nicht völlig senkrechte gegeneinander liegende Lagen einnehmen können, sondernS lever or pin that lifts off the ends of the pawls. The hinged edges of the flaps 13 are slightly bent so that when the flaps 13 hang freely down, they are not completely perpendicular to each other can take up lying positions, but rather

ίο nach unten auseinanderlaufen. Dadurch wird sichergestellt, daß die Klappen 13 einfach und sicher dadurch geschlossen und verriegelt werden können, daß der Bohrer auf die Erde oder den Boden des Bohrloches aufgesetzt wird.ίο diverge downwards. This ensures that the flaps 13 can be easily and safely closed and locked in that the drill is placed on the earth or the bottom of the borehole.

Am oberen Ende der Buchse 11 ist ein Lager 18 mit einer Messingunterlagscheibe 19 vorgesehen, und das Oberteil des Lagers 18 trägt eine vertikale innere Hohlwelle 20, die quadratischen Querschnitt aufweist. Ein Zentralständer 21 mit oberem und unteremAt the upper end of the bush 11, a bearing 18 with a brass washer 19 is provided, and the upper part of the bearing 18 carries a vertical inner hollow shaft 20 which has a square cross-section. A central stand 21 with upper and lower

te Lager ist innerhalb der inneren Hohlwelle 20 angeordnet und dient dazu, die Oberkonstruktion senkrecht zum zylindrischen Unterteil 10 zu halten. Über den oberen Teil der inneren Hohlwelle 20 kann eine größere Hohlwelle 22 gleiten, die gleichfalls einente bearing is arranged within the inner hollow shaft 20 and serves to hold the upper structure perpendicular to the cylindrical lower part 10. Over the upper part of the inner hollow shaft 20 can slide a larger hollow shaft 22, which also has a

»5 quadratischen Querschnitt hat, und an deren Oberteil ein kurzer Kopfzylinder 25 befestigt ist, dessen Durchmesser gleich dem des zylindrischen Unterteils 10 ist. Der Oberteil der äußeren Hohlwelle 22 trägt eine Kupplung 24 zum Kuppeln mit dem unteren Ende einer bekannten Mitnehmerstange bzw. deren Kupplung. Zwei parallele Schwenkbolzen 25 sind symmetrisch quer zum Kopfzylinder 23 an dessen Innenseite angebracht und tragen schwenkbar zwei Stahlblechscharen 26, die durch an ihren Unterseiten angeordnete Rippen 27 versteift sind. Jede Schar 26 besitzt eine gerade Führungskante, die senkrecht zu dem Schwenkbolzen 25 verläuft, und eine gezogene Kante, die vom anderen Ende des Schwenkbolzens 25 zum äußeren Ende der Führungskante gekrümmt ist.»5 has a square cross-section, and to the top of which a short cylinder head 25 is attached, its The diameter is the same as that of the cylindrical lower part 10. The upper part of the outer hollow shaft 22 carries a coupling 24 for coupling to the lower end of a known drive rod or their Coupling. Two parallel pivot pins 25 are symmetrically transverse to the head cylinder 23 on the latter Attached to the inside and pivotably carry two sheet steel panels 26, which pass through on their undersides arranged ribs 27 are stiffened. Each coulter 26 has a straight leading edge that is perpendicular to the pivot pin 25 and a drawn edge extending from the other end of the pivot pin 25 is curved towards the outer end of the leading edge.

Die Scharen 26 sind von der Führungskante zur gezogenen Kante nach innen gekrümmt, so daß bei Drehung der Oberkonstruktion in Richtung der Führungskante (wie durch die Pfeile in F i g. 4 gezeigt) die Krümmung der Scharen 26 den Abraum auf die Mitte des Werkzeuges zu und somit in den zylindrischen Unterteil 10 räumt. Parallel zu und nahe an der Führungskante trägt jede Schar 26 eine tiefe nach innen verlaufende Versteifungsrippe 28, und ein Stück Winkeleisen 29 ist zwischen der Versteifungsrippe 28 und der Führungskante der Schar 26 angeordnet und erstreckt sich von der äußeren Spitze der Schar 26 bis nahe zum Schwenkbolzen 25. Mii dem Winkeleisen 29 ist eine flache Schneidklinke 31 verbolzt, deren äußere Kante als gerade SchneidkanteThe shares 26 are drawn from the leading edge Edge curved inwards, so that when the superstructure is rotated in the direction of the leading edge (as shown by the arrows in Fig. 4) the curvature of the shares 26 the spoil on the Center of the tool and thus in the cylindrical lower part 10 clears. Parallel to and near at the leading edge, each coulter 26 has a deep, inwardly extending stiffening rib 28, and A piece of angle iron 29 is arranged between the stiffening rib 28 and the leading edge of the coulter 26 and extends from the outer tip of the blade 26 to near the pivot pin 25. Mii the angle iron 29 has a flat cutting pawl 31 bolted, the outer edge of which is a straight cutting edge

U ausgebildet ist, die etwas über die Führungskante der Schar 26 vorsteht. Löcher 32, die entiang dem Winkeleisen 29 in die Schar 26 gebohrt sind, ermöglichen einen Zugang zu den Bolzen, welche die Schneidklinke 31 halten, so daß die Schneidklinke 31 leicht ersetzt werden kann. Die Schneidklinke 31 ist so angeordnet, daß sie etwa senkrecht zur der konischen Fläche verläuft, die bei Betätigung des Bohrers ausgeräumt wird. An einem Punkt, etwa in der Nähe der Mitte der Führungskante der Scharen 26, sind U is formed, which protrudes slightly over the leading edge of the coulter 26. Holes 32 drilled into the blade 26 along the angle iron 29 provide access to the bolts holding the cutting pawl 31 so that the cutting pawl 31 can be easily replaced. The cutting pawl 31 is arranged so that it is approximately perpendicular to the conical surface which is cleared when the drill is operated. At one point, approximately near the center of the leading edge of the blades 26 are

6$ Stahlschwingen 33 angelenkt, und zwar an den Versteifungsrippen 28. Die anderen Enden der Schwingen 33 sind am unteren Ende der inneren Hohlwelle 20 angelenkt, unmittelbar oberhalb des Drucklagers 6 $ steel rocker arms 33 are articulated to the stiffening ribs 28. The other ends of the rocker arms 33 are articulated to the lower end of the inner hollow shaft 20, directly above the thrust bearing

18. Der Verbindungspunkt der Stahlschwingen 33 zur Schar 26 hat etwa gleichen Abstand von der Spitze der Schar 26, dem Schwenkbolzen 25 für die Schar 26 und dem anderen Schwenkpunkt der Stahlschwinge 33. Dadurch wird erreicht, daß die Spitze der Schar 26 sich auf einem etwa horizontalen Wege nach außen bewegt.18. The connection point of the steel rocker 33 to the coulter 26 is approximately the same distance from the Tip of the coulter 26, the pivot pin 25 for the coulter 26 and the other pivot point of the steel rocker 33. This ensures that the tip of the flock 26 is on an approximately horizontal path moved outwards.

Das obere Ende des Zylinders 34 eines hydraulischen Hebers ist nahe dem unteren Ende der äußeren Hohlwelle 22 angelenkt, und das untere Ende der Kolbenstange 35 des Hebers ist an einer Stahlschwinge 33 angelenkt. Ölleitungen 36 führen das öl von dem Heber einem kleinen Sumpf 37 zu, der (F i g. 4) innerhalb des Kopfzylinders 23 angeordnet ist. Ein nicht dargestelltes Drosselventil in der Rückleitung gestattet eine wahlweise Veränderung der Geschwindigkeit des Ausschwenkens der Stahlschwingen 33 und damit der Geschwindigkeit des Vorschubes der Scharen 26.The upper end of the cylinder 34 of a hydraulic jack is near the lower end of the outer one Hollow shaft 22 is articulated, and the lower end of the piston rod 35 of the lifter is on a steel rocker 33 hinged. Oil lines 36 lead the oil from the jack to a small sump 37, the (Fig. 4) is arranged within the head cylinder 23. A throttle valve, not shown, in the return line allows an optional change in the speed of swinging out of the steel rocker 33 and thus the speed of the advance of the shares 26.

Beim Betrieb wird der Erdbohrer mit dem unteren Ende einer bekannten Mitnehmerstange über eine Kupplung verbunden, die am oberen Ende der äußeren Hohlwelle 22 der Oberkonstruktion angreift. Der Erdbohrer hängt damit an der Mitnehmerstange, und die innere Hohlwelle 20 hängt an ihrer untersten Stellung in bezug auf die äußere Hohlwelle 22, wie in F i g. 3 dargestellt. Die oberen Enden der Scharen 26, die im Kopfzylinder 23 angelenkt sind, sind nach oben gezogen, und die Spitzen der Schneidklinken 31 werden nahe an die vertikale Bohrerachse herangezogen und befinden sich in der geschlossenen Stellung. In operation, the auger is with the lower end of a known driving rod over a Coupling connected, which engages the upper end of the outer hollow shaft 22 of the upper structure. the Auger hangs so on the driving rod, and the inner hollow shaft 20 hangs on its lowest Position with respect to the outer hollow shaft 22, as in F i g. 3 shown. The upper ends of the flocks 26, which are hinged in the head cylinder 23, are pulled up, and the tips of the cutting pawls 31 are pulled close to the vertical drill axis and are in the closed position.

Der Bohrer wird in diesem Zustand in ein vorgebohrtes zylindrisches Loch entsprechenden Durchmessers eingeführt, und dann wird die Mitnehmerstange gedreht. Wenn das Unterteil 10 des Bohrers den Boden des Bohrloches erreicht, liegt es auf dem Boden, und die Oberkonstruktion des Bohrers läuft auf dem Drucklager 18 um. Das Drehmoment wird direkt von der Mitnehmerstange durch den Kopfzylinder 23 auf die Scharen 26 übertragen. Wenn die Mitnehmerstange weiter gesenkt wird, drückt ihr Gewicht auf die äußere Hohlwelle 22. Zusätzlicher Druck wird noch ausgeübt, wenn der Vorschub der Mitnehmerstange durch Kräfte beschleunigt wird. Hierdurch werden die oberen Enden der Scharen 26 nach unten gedrückt, und die Spitzen der Scharen 26 beginnen ihre Auswärtsbewegung zur Arbeitsstellung. Mit dem Fortschreiten dieser Bewegung wird der Boden des Bohrloches kegelstumpfförmig ausgeräumt, wobei der Abraum durch die Scharen 26 in das zylindrische Unterteil 10 geräumt wird. Die Bewegung der Scharen 26 ist derart, daß zunächst nur die Spitzen wirksam werden, jedoch danach größere Teile der Schneidklinken 31 zum Einsatz kommen. Dieses ergibt, gemeinsam mit dem Vorhandensein des Drucklagers, eine hohe Wirksamkeit des Erdbohrers und könnte bei weichem Boden zu einem überschnellen Vorschub der Scharen 26 führen, wenn dies nicht durch hydraulische Dämpfer, etwa durch Zylinder 34 und Kolben 35, verhindert würde. Innerhalb der durch den Dämpfer festgelegten Grenzen ist die Schneidgeschwindigkeit abhängig von der Mitnehmerstange und kann von dieser durch die Absenkgeschwindigkeit gesteuert werden.In this state, the drill is inserted into a pre-drilled cylindrical hole of the appropriate diameter inserted, and then the drive rod is rotated. When the lower part 10 of the drill When it reaches the bottom of the borehole, it lies on the ground and the top structure of the drill moves on the thrust bearing 18 to. The torque is taken directly from the drive rod through the head cylinder 23 transferred to the shares 26. As the drive rod is lowered further, its weight pushes on the outer hollow shaft 22. Additional pressure is still exerted when the advance of the Driving rod is accelerated by forces. This causes the upper ends of the shares 26 pressed down, and the tips of the shares 26 begin their movement outward to the working position. As this movement progresses, the bottom of the borehole is cleared in the shape of a truncated cone, the spoil is cleared into the cylindrical lower part 10 by the shares 26. The movement the shares 26 is such that initially only the tips are effective, but then larger parts the cutting pawls 31 are used. This, together with the presence of the Thrust bearing, a high effectiveness of the auger and could over-accelerate on soft ground Feed the shares 26 lead, if this is not done by hydraulic dampers, such as cylinders 34 and piston 35 would be prevented. The is within the limits set by the damper The cutting speed depends on the drive rod and can be controlled by the lowering speed being controlled.

Das konische Ausräumen des Bodens des Bohr-The conical clearing of the bottom of the drilling

S loches wird durch ein fortschreitendes Auswärtsschneiden bewirkt, und die Reaktionskraft der Erde auf die Scharen 26 trägt dazu bei, daß der Bohrer stets in Berührung mit dem Boden des Bohrloches gehalten wird. Wenn die äußere Hohlwelle 22 ihreHole is caused by progressive outward cutting, and the reaction force of the earth on the shares 26 helps ensure that the drill is always in contact with the bottom of the borehole is held. When the outer hollow shaft 22 their

ίο tiefste Stellung relativ zur inneren Hohlwelle 20 erreicht hat, sind die oberen Enden der Scharen 26 voll heruntergedrückt, und diese sind in ihrer offenen Stellung. Das Ausräumen des Bodens des Bohrloches ist dann beendet.ίο lowest position reached relative to the inner hollow shaft 20 has, the upper ends of the shares 26 are fully depressed, and these are in their open Position. The clearing of the bottom of the borehole is then finished.

Dann wird die Mitnehmerstange angehoben, und die Scharen werden dadurch in ihre geschlossene Stellung gezogen. Wenn die äußere Hohlwelle 20 ihre oberste Stellung erreicht hat, wird der ganze Bohrer aus dem Bohrloch gehoben und kann dann in eineThen the drive rod is raised, and the shares are thereby closed in their Position drawn. When the outer hollow shaft 20 has reached its uppermost position, the whole drill lifted out of the borehole and can then be inserted into a

*o Endladestellung über einem Abraumhügel oder einem Transportfahrzeug gebracht werden. Das Ausschütten des Abraumes erfolgt dadurch, daß die Enden der Klinken 16 durch die Löcher 17 in dem zylinderförmigen Unterteil 10 betätigt werden, so daß die* o be brought into the unloading position over a mound or a transport vehicle. The overburden is poured out by the fact that the ends the pawls 16 are actuated through the holes 17 in the cylindrical lower part 10, so that the

»5 Klappen 13 sich nach unten fallend öffnen. Wenn der gesamte Abraum herausgefallen ist, können die Klappen 13 durch Abstellen des Bohrers auf den Boden oder durch abermaliges Absenken in das Bohrloch geschlossen werden, wobei die auseinanderlaufenden Klappen 13 in die Verschlußstellung gedrückt und dort durch die Klinken 16 festgehalten werden. Wenn der Bohrer auf dem Boden abgesetzt wird, werden die Scharen 26 unter dem Gewicht der Mitnehmerstange herausgedrückt. Dieses erfolgt jedoch nicht mit übermäßiger Geschwindigkeit, und zwar wegen der Begrenzung der Bewegungsgeschwindigkeit durch den hydraulischen Dämpfer.»5 flaps 13 open falling downwards. If the If the entire overburden has fallen out, the flaps 13 can be removed by placing the drill on the ground or closed by lowering it again into the borehole, the diverging Flaps 13 are pressed into the closed position and held there by the pawls 16. When the drill is placed on the ground, the shares 26 are under the weight of the driving rod pushed out. However, this is not done at excessive speed because of the limitation of the speed of movement by the hydraulic damper.

Wenn der Bohrer wieder angehoben wird, werden die Scharen 26 eingezogen, und der leere Bohrer kann erneut in ein Bohrloch eingeführt werden.When the drill is raised again, the shares 26 are retracted and the empty drill can be reinserted into a borehole.

Claims

Patent claims:

1. Auger for undercutting boreholes with a cylindrical open top Lower part as a collecting container for the drilling material and with symmetrical around the vertical drilling axis arranged on a superstructure shares, which in substantially vertical planes between a closed position and a working position are pivotable, thereby characterized in that the cylindrical lower part (10) via a bearing (18) rotatable with the the upper structure (20, 21, 22) carrying the shares (26) is connected.

2. Earth drill according to claim 1, characterized in that the bottom of the cylindrical The lower part (10) has at least one hinged flap (13) which can be released by means of pawls (16) is kept in the closed state.

3. Auger according to claim 2, characterized in that the flaps (13) are radial Slots are recessed.

1 sheet of drawings