DE19950599A1 - Bohrwerkzeug in Form einer Felsbohrschnecke mit Imlochhammer - Google Patents
Bohrwerkzeug in Form einer Felsbohrschnecke mit ImlochhammerInfo
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Abstract
Ein insbesondere für die Herstellung von Pfahlbohrungen vorgesehenes Bohrwerkzeug 1 verfügt über eine Bohrschnecke 3 mit einem endseitigen Meißelbesatz 4 sowie einem Bohrhammer 10, der in der Schneckengrunddrehstange 2 in axialer Richtung beweglich angeordnet ist. Dieser als Imlochhammer ausgebildete Bohrhammer 10 ist gegen ein Luftpolster 23 in der Schneckengrunddrehstange 2 abgefedert und wird dementsprechend gezielt gegen die Bohrlochsohle 9 angepresst. Über den Bohrhammer 10 wird so ein Vorbohrloch 37 erzeugt, während mit der Bohrschnecke 3 und dem Meißelbesatz 4 der entlastete Randbereich 38 hereingewonnen wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, insbesondere für die Herstellung von
Pfahlbohrungen mit einer Bohrschnecke und endseitigem Meißelbesatz sowie einem in
dem Schneckengrundrohr angeordneten, getrennt antreibbaren Bohrhammer mit Bohr
krone.
Grundsätzlich bekannt sind Bohrwerkzeuge für die Herstellung von Pfahlbohrun
gen und ähnlichen Felsbohrungen, bei denen mittig ein geringfügig voreilender Fel
spilot mit Bohrzähnen angeordnet ist und mit der Bohrschnecke zugeordnetem Meißel
besatz, wobei diese den Meißelbesatz bildenden Bohrzähne im entspannten Bereich eine
gute Bohrleistung ermöglichen. Alle diese bis zum heutigen Tage am Markt existieren
den Felspiloten sind mehr oder weniger schlechte Kompromisse, die sich aus der Tatsa
che ergeben, dass aufgrund der räumlichen Möglichkeiten eine Bohrzahnstellung, die
die wesentlichen Einflussgrößen für eine eindringende und sprengende Wirkung des
Bohrzahns auf das Felsgestein ausübt, gar nicht möglich ist. Ebenso ist eine Abför
derung des Felsgesteins in die Schneckenwendel von einem herkömmlichen Felspiloten
nur in höchst unzureichendem Maße zu bewerkstelligen. Die Folge ist der bereits er
wähnte Kompromiss mit geringer Bohrleistung und hohem Verschleiß. Als ein wesentli
ches Element einer Felsbohrung ist die Pilotbohrung jedoch vor allem wegen ihres
Entspannungseffektes von ausschlaggebender Bedeutung für den Bohrfortschritt und
somit für die Bohrleistung. Von daher muss mit den bekannten Bohrwerkzeugen mit
einem vorgeordneten Felspiloten gearbeitet werden, obwohl diese Nachteile auftreten.
Grundsätzlich bekannt sind Großlochbohrvorrichtungen, bei denen der Bohr
schnecke mit Meißelbesatz ein Hammer zugeordnet ist, der in der Schneckengrund
stange sich auf- und abbewegend auf die Bohrlochsohle einwirkt und somit als Pilot
wirkt. Ein derartiges Bohrwerkzeug baut aber sehr aufwendig, zumal das Bohrgut von
Schürfelementen aufgenommen und in einer Bohrgutaufnahmevorrichtung gespeichert
wird. Von daher muss diese Bohrgutaufnahmevorrichtung in regelmäßigen Abständen
aus dem Bohrloch gehoben und entleert werden. Abgesehen von dieser aufwendigen
Bauweise ist von Nachteil, dass die Hauptzerkleinerungsarbeit wenn nicht sogar die
ausschließliche Zerkleinerungsarbeit vom Hammer geleistet werden muss. Die Leistung
ist daher insgesamt unbefriedigend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug zu schaf
fen, das auch im härteren Fels sicher und mit hohem Bohrfortschritt zu betreiben ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der Bohrhammer
als Imlochhammer ausgebildet und in dem Schneckengrundrohr zur Vermeidung der
Einwirkung von Andruckkräften der Bohrschnecke auf den Bohrhammer gegen ein
Luftpolster abgefedert und axial verschiebbar angeordnet ist.
Mit einem derartigen Bohrwerkzeug ist es möglich, zielgenau und mit großem
Bohrfortschritt zu arbeiten, weil der Imlochhammer optimal als Felspilot arbeitet und
damit den notwendigen Entspannungseffekt hervorruft, der für die wirkungsvolle Arbeit
der nacheilenden Bohrschnecke mit Meißelbesatz sorgt. Der Imlochhammer bzw. der
Bohrhammer arbeitet damit durch das Luftpolster abgefedert ideal, wobei durch die
Ausgestaltung des Luftpolsters der jeweilige Andruck genau so vorbestimmt werden
kann, dass die optimale Bohrarbeit auf der Bohrlochsohle verwirklicht werden kann.
Bohrhammer und Bohrschnecke mit Meißelbesatz können genau aufeinander abge
stimmt arbeiten, wobei sich die ausströmende Druckluft auch noch positiv auf den
Transport des Bohrkleins auswirkt, das in die Bohrschnecke hineingedrückt wird. Beim
Aufsetzen des Bohrwerkzeuges auf die Bohrlochsohle schiebt sich der Bohrhammer
bzw. Imlochhammer innerhalb des Schneckengrundrohres in eine obere Position ohne
Luftpolster und zwar so, dass die Bohrkrone hinter den Rundschaftmeißeln noch zu
rücksteht. Dadurch werden die aufstehenden Eigenlasten einschließlich eines über den
Bohrgetriebevorschub ausgeübten Andrucks über die Rundschaftmeißel und somit über
die Schnecke selbst auf den Fels übertragen. Der Bohrhammer wird damit nicht be
ansprucht. Nach dem Aufsetzen des Bohrwerkzeuges erfolgt dann der gezielte Andruck
des Bohrhammers über das Luftpolster, sodass nun die Bohrarbeit vom Bohrhammer
und von der Bohrschnecke erbracht werden.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der
Bohrhammer mit seiner Bohrkrone in Arbeitsstellung gegenüber dem Meißelbesatz vor-
und in Ruhestellung nacheilend in dem Schneckengrundrohr angeordnet ist. Damit ist es
möglich, den Bohrhammer in Form eines Imlochhammers schonend in das Bohrloch
einzuführen, um erst per Druckluftaufgabe den Bohrhammer in die Arbeitsstellung zu
bringen und zu aktivieren.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung sieht vor, dass Schneckengrundrohr und
Zylinderrohr des Bohrhammers zur Durchleitung von Spülluft einen Ringraum zwi
schen ihnen ergebend ausgebildet sind. Damit ist sichergestellt, dass weder Bohrklein
noch sonstige Schmutzteilchen in den Zwischenraum, d. h. in den Ringraum eindringen
und ein Hin- und Herschieben in axialer Richtung verhindern können. Die ausströmen
de Druckluft sorgt vielmehr dafür, dass durch den Ringraum hindurch Spülluft sogar
zusätzlich im Bereich der Bohrschnecke austritt, wozu nach einer zweckmäßigen Wei
terbildung vorgesehen ist, dass der Ringraum an die Druckluftversorgung des Bohr
hammers angeschlossen ist und im Bereich der unteren Führungsbuchse über Auslässe
verfügt. Die Druckluft wird dadurch durch die gesamte Ringkammer hindurchgeführt
und wirkt wie schon erwähnt im Bereich der Bohrschnecke bzw. ihres unteren Endes
Bohrklein fördernd vorteilhaft mit.
Weiter vorne ist bereits erläutert worden, dass der Imlochhammer gegen ein im
Gestänge ausgebildetes Luftpolster oder durch dieses abgefedert axial verschiebbar
angeordnet ist. Dabei wirkt dieses Luftpolster zugleich auch als pneumatische Stoß
dämpfung bezüglich der Rückschläge des Bohrhammers. Zweckmäßigerweise sieht
hierzu die Erfindung vor, dass im Anschlussbereich zwischen Schneckengrundrohr und
Anschlussgestänge ein das Luftpolster sichernder Druckraum ausgebildet ist, der einer
seits durch einen Anschlussgestänge und Schneckengrundrohr verbindenden Adapter
und andererseits durch einen den Bohrhammer fixierenden Spezialadapter mit Innenboh
rung sowie die Innenwandung des Schneckengrundrohres begrenzt ist. Dieser Druck
raum liegt also innerhalb des entsprechenden Gestänges und ist so angeordnet, dass die
im Anschlussgestänge geführte Druckluft sich zunächst im Druckraum ausbreitet und
das beschriebene Luftpolster bildet, bevor sie durch den Spezialadapter in Richtung
Imlochhammer strömen kann. Dieses Luftpolster zwischen Spezialadapter und Adapter
führt dann eben dazu, dass eine Abfederung des Imlochhammers immer gewährleistet
ist und gleichzeitig die beschriebene Stoßdämpfung. Gleichzeitig wird die Druckluft
dann auch noch wie weiter vorn beschrieben dazu benutzt, um den Ringraum zu durch
strömen und dafür zu sorgen, dass der Imlochhammer sich immer einwandfrei im
Schneckengrundrohr auf- und abbewegen kann und sich entsprechend dreht.
Um die Druckluft einwandfrei aus dem Anschlussgestänge in den Druckraum
einströmen zu lassen, ist vorgesehen, dass der Adpater mit einer an den Innenkanal des
Anschlussgestänges anschließenden und damit die Verbindung zum Druckraum vor
gebenden Axialbohrung ausgerüstet ist. Die Druckluft strömt somit gleichmäßig durch
den Innenkanal und die Axialbohrung in den Druckraum ein und von dort aus weiter
wie beschrieben durch den Spezialadapter in Richtung Imlochhammer.
Der Adapter kann formschlüssig das Drehmoment vom oberen Anschlussgestän
ge auf das eigentliche Bohrwerkzeug übertragen, indem er als Mehrkant und mit den
den Übertragungsflächen der Innenwandung des Schneckengrundrohres korrespondie
rende Mehrkantflächen aufweisend ausgebildet und axiale Bewegungen über Radialbol
zen verhindernd mit dem Schneckengrundrohr verbunden ist. Der Adapter dreht sich
somit gleichmäßig mit dem Anschlussgestänge, wobei er in axialer Richtung praktisch
eine Einheit mit dem Schneckengrundrohr bildet. Das Schneckengrundrohr dreht sich
somit einwandfrei in radialer Richtung und überträgt damit das Drehmoment vom An
schlussgestänge auf die Rundschaftmeißel, die der Bohrschnecke am unteren Ende des
Schneckengrundrohres zugeordnet sind. Sie können das das Vorbohrloch umgebenden
Gebrigsbereich problemlos lockern und dann zu Tage fördern. Der als Mehrkant ausge
bildete Adapter wird von oben her in das Schneckengrundrohr eingeschoben und dann
über die Radialbolzen festgelegt, wobei vorher der Imlochbohrhammer eingeschoben
worden ist, der wie weiter hinten noch erklärt wird über ähnliche Mehrkantfläche bzw.
Mitnahmeflächen verfügt. Diese mit der Innenwandung des Schneckengrundrohres
korrespondierenden Flächen sorgen für die einwandfreie formschlüssige Übertragung
des Drehmomentes.
Wie bereits erläutert verfügt auch der Imlochhammer über korrespondierende
Mehrkantflächen bzw. Mitnahmeflächen, weil er ebenfalls vom Anschlussgestänge mit
dem notwendigen Drehmoment versorgt werden muss. Das Mitnehmen des Imlochham
mers in radialer Richtung erfolgt dann besonders günstig, wenn der Spezialadapter über
den Gewindekopf mit dem Bohrhammer verbunden ist und am im Druckraum angeord
neten Ende ein Kopfstück mit einem mit den Übertragungsflächen der Innenwandung
des Schneckengrundrohres korrespondierende Mitnahmeflächen aufweist. Spezialadapter
und Bohrhammer, d. h. also hier Imlochhammer sind im Bereich des Gewindekopfes
drehfest miteinander verbunden, wobei das notwendige Drehmoment wie erwähnt über
die dem Kopfstück zugeordneten Mitnahmeflächen übertragen wird, die wiederum mit
den Übertragungsflächen der Innenwandung zusammenwirkend ausgebildet sind. Dabei
kann das Ablösen und ggf. Austauschen des Bohrhammers im Bereich des Gewinde
kopfes erfolgen, indem er losgeschraubt wird; es ist aber auch denkbar, ihn durch eine
Trennung im Bereich des Kopfstückes herausnehmbar auszubilden. Einzelheiten hierzu
werden weiter hinten erläutert.
Dieses Lösen des Bohrhammers im Bereich des Kopfstückes ist gemäß der Er
findung dadurch möglich, dass das Kopfstück innen und außen als Mehrkant ausge
bildet und die hier endende Innenbohrung aufweist. Über die Innenbohrung wird die
Druckluft weitergeführt, während die Doppelausführung des Kopfstückes die Möglich
keit bietet, das innere Kopfstück vom äußeren zu lösen, sodass dann der Spezialadapter
durch die Innenverengung im Schneckengrundrohr hindurchgeschoben werden kann,
ohne dass es erforderlich ist, den Bohrhammer abzuschrauben und zwar im Bereich des
Gewindekopfes.
Das unbeabsichtigte Lösen des inneren vom äußeren Kopfstück auch durch das
Auf- und Abbewegen des Bohrhammers und die plötzlichen Bewegungen wird sicher
dadurch unterbunden, dass der Spezialadapter im Bereich des Kopfstückes über eine
Sicherungsmutter mit Sicherungsschrauben gesichert und in Position gehalten ist. Auf
diese Weise sind inneres und äußeres Kopfstück miteinander verbunden, wobei statt der
Mehrkantausbildung, also vor allem der Achtkantausbildung auch die Möglichkeit gege
ben ist, einen Sechskant oder eine andere formschlüssige Verbindung zu wählen, z. B.
Vielkeil- oder Mausverzahnung. Bevor also die beiden Teile des Kopfstückes vonein
ander getrennt werden, muss zunächst einmal die Sicherungsschraube bzw. müssen die
Sicherungsschrauben gelöst werden, bevor dann die eigentliche Sicherungsmutter abge
löst wird. Das äußere mehrkantförmige Kopfstück verbleibt dann im Bereich des
Druckraums, während das innere Kopfstück durch die Innenverengung hindurchgescho
ben werden kann, wobei die Sicherungsmutter und die Sicherungsschrauben nur dann
erreichbar sind, wenn vorher die Radialbolzen gelöst sind, sodass der Adapter aus dem
Schneckengrundrohr herausgezogen werden kann, um den eigentlichen Druckraum für
Werkzeuge freizumachen.
Die den Druckraum verlassende Druckluft wird wie schon erwähnt über die
Bohrung durch das Kopfstück und des Spezialadapters hindurchgeführt, wobei sie in
einer abgezweigten Menge als Spülluft durch den Ringraum hindurchgeführt wird. Um
dies zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Spezialadapter im Bereich des Ringrau
mes diesen mit der Innenbohrung verbindende Spülbohrungen aufweist. Durch die Be
messung der Spülbohrungen bedingt wird so eine gewisse Menge Druckluft immer in
den Ringraum hineingeleitet und in Richtung Bohrkrone geführt, wo die Druckluft dann
austritt, ohne dass in diesem Bereich Wasser oder Staub o. Ä. eindringen kann. Die
radialen Spülbohrungen sind mit ringraumseitig angeordneten Düsen ausgerüstet, um
den Spül-Luftbedarf den Ringraumverhältnissen anzupassen. Der so frei gespülte Rin
graum ermöglicht die freie axiale Verschiebbarkeit des Imlochhammers.
Wird das Bohrwerkzeug ohne aktivierten Bohrhammer, d. h. also Imlochham
mer betrieben, besteht die Gefahr, dass Bohrklein, Schlamm und Schmutzpartikel in
den Ringraum eindringen. Um dies auch in diesem Zustand wirkungsvoll zu verhin
dern, ist vorgesehen, dass in der Innenbohrung des Spezialadapters ein die Spülbohrun
gen im drucklosen Zustand verschließendes Rückschlagventil positioniert ist. Dieses
Rückschlagventil dichtet insbesondere den oberen Druckraum ab, in dem die radialen
Spülbohrungen gegenüber der zentralen Bohrung zur Luftzufuhr verschlossen werden.
Bei geschlossenem Rückschlagventil kann dann weder Wasser noch Schmutz aus dem
Bohrloch in den Ringraum zwischen Imlochhammer und Schneckengrundrohr eintreten,
was die freie axiale Verschiebbarkeit des Bohrhammers erheblich beeinträchtigen und
blockieren könnte. Durch das Rückschlagventil bildet sich ein Luftpolster im Ringraum,
das das weitere Eindringen von Schmutz aus dem Bohrloch in den Ringraum wirksam
und auf Dauer verhindert. Dass in den unteren Teil des Ringraumes evtl. etwas
Schmutz eindringt, ist dabei unerheblich. Dieser kann bei Wiederaktivieren des Bohr
hammers problemlos durch die Spülluft herausgespült werden.
Eine feste Einstellung dieses Rückschlagventils erreicht man auf zweckmäßige
Weise dadurch, dass das Rückschlagventil einen über eine Feder belasteten Kegelkörper
aufweist. Dieser Kegelkörper wird gegen die Kraft der Feder durch die den Druckraum
verlassende Spülluft verschoben, sodass die Spülbohrungen frei werden. Die Druckluft
strömt dann nicht nur durch die Spülbohrungen, sondern auch am Kegelkörper vorbei
zur Versorgung des Imlochhammers. Wird die Druckluftversorgung gedrosselt oder gar
auf Null gestellt, um die Wirkung des Imlochhammers außer Kraft zu setzen, erfolgt
das Rückschnellen des Kegelkörpers über die Federkraft in den Dichtsitz, sodass dann
die wirksame Abdichtung des Ringraums wie weiter vorn beschrieben erfolgen kann.
Um auch Schleichströme von Druckluft wirksam auszuschalten und damit die
Wirkung des Luftpolsters im Druckraum abzusichern, ist vorgesehen, dass der Schaft
des Spezialadapters zwischen Gewindekopf und Kopfstück eine Ringnut mit Dichtring
aufweist, der an der Wandung der Innenverengung des Schneckengrundrohres abdich
tend anliegt. Zweckmäßigerweise ist dann auch noch im Verbindungsbereich zwischen
Schneckengrundrohr und Anschlussgestänge ein weiterer Dichtring vorgesehen, sodass
die Druckluft nur durch die vorgegebenen Wege strömen kann.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Bohrwerkzeug geschaffen ist,
das auch im härteren Fels sicher und mit hohem Bohrfortschritt arbeiten kann, das aber
auch durch seine besondere Ausbildung mit relativ geringen Energiekosten auskommt,
weil der Luftverbrauch gering gehalten wird und dabei gezielt so eingesetzt wird, dass
der Bohrhammer bzw. Imlochhammer seine Arbeit optimal ausübt. Die Druckluft, d. h.
die Abluft wird dann noch zur Abförderung des Bohrkleins miteingesetzt. Vorteilhaft
ist weiter, dass mit einem relativ klein bauenden Bohrhammer gearbeitet werden kann,
weil man die Bohrschnecke mit dem Bohrhammer bzw. Imlochhammer kombiniert.
Dies führt zu geringeren Werkzeugkosten. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass der
zum Einsatz kommende Bohrhammer als Imlochhammer ausgebildet sein kann, weil
über das Luftpolster eine Überlastung des Imlochhammers wirksam verhindert ist. Das
entsprechend ausgebildete Luftpolster wirkt abfedernd und gleichzeitig als pneumatische
Stoßdämpfung bezüglich der Rückschläge des eigentlichen Bohrhammers selbst. Vor
teilhaft ist schließlich auch die Möglichkeit der separaten Verwendung des Bohrham
mers für andere Bohraufgaben ebenso wie auch die Bohrschnecke nach entsprechender
Komplettierung als herkömmliche Bohrschnecke einzusetzen ist. Damit ist ein insge
samt wirtschaftlich arbeitendes Bohrwerkzeug geschaffen, das gerade für die Herstel
lung von Pfahlbohrungen aber auch den Vorteil bietet, im härteren Felsgestein mit
großem Bohrfortschritt zu arbeiten.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt
ist. Es zeigen
Fig. 1 ein Bohrwerkzeug mit Bohrhammer kurz vor dem
Aufsetzen auf der Bohrlochsohle,
Fig. 2 ein auf der Bohrlochsohle aufstehendes Bohrwerk
zeug,
Fig. 3 den oberen Bereich des Bohrwerkzeuges mit
Druckraum und Luftpolster,
Fig. 3a einen Querschnitt im Bereich x-x durch das Kopf
stück des Bohrhammers und
Fig. 4 ein Bohrwerkzeug in verschiedenen Phasen des
Bohrverfahrens.
Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Bohrwerkzeug 1 handelt es sich um eine
Bohrschnecke 3, die am unteren Ende des Schneckengrundrohres 2 mit einem wir
kungsvollen Meißelbesatz 4 ausgerüstet ist. Dieser Meißelbesatz 4 besteht aus mehreren
Rundschaftmeißeln 5, 6, die mindestens zwei Meißelkämme 7, 8 bildend, das untere
Ende der eigentlichen Bohrschnecke 3 darstellen.
Fig. 1 zeigt ein derartiges im Absenkvorgang befindliches Bohrwerkzeug 1,
wobei die entsprechenden Rundschaftmeißel 5, 6 sich noch nicht im Kontakt mit der
Bohrlochsohle 9 befinden.
Nach dem vollständigen Absenken des Bohrwerkzeuges 1 erreicht dieses die
Position gemäß Fig. 2, wobei sich nun die einzelnen Rundschaftmeißel 5, 6 im Kon
takt mit dem Gebirge 17 befinden. Dies gilt aber nicht nur für die Rundschaftmeißel 5,
6 auf den Meißelkämmen 7, 8, sondern auch für den Bohrhammer 10, der in dem
Schneckengrundrohr 2 in axialer Richtung verschieblich angeordnet ist. Dieser Bohr
hammer 10 verfügt über eine Bohrkrone 11, die mit Hartmetallwarzen 12, 13 besetzt
ist.
Sowohl wie Fig. 1 wie Fig. 2 ist zu entnehmen, dass die Bohrkrone 11 eine
Bohrkopfplatte aufweist, die seitlich mit einer Schräge 14 ausgerüstet ist. Auch hier
sind Hartmetallwarzen 16 angeordnet und außerdem rundum angeordnete Axialkerben
15, über die der Abtransport des Bohrkleins aus dem Vorbohrloch möglich ist.
Erkennbar ist sowohl in Fig. 1 wie auch in Fig. 2, dass rund um den in axia
ler Richtung beweglich angeordneten Bohrhammer 10 ein Ringraum 20 ausgebildet ist,
die bis zur unteren Führungsbuchse 18 führt. Dort sind nur angedeutete Auslässe 19
vorgesehen, über die den Ringraum 20 durchströmende Druckluft so austreten kann,
dass sie die Abförderung für das Bohrklein begünstigt.
Den oberen Teil des Bohrhammers 10 oder besser gesagt dessen Zylinderrohr
25 zeigt Fig. 3. Das Zylinderrohr 25 weist im Anschlussbereich 21 einen Druckraum
22 auf, in dem sich ein Luftpolster 23 ausbilden kann, wie weiter hinten noch beschrie
ben wird. Der Weg dieser Druckluft ist durch Pfeile gekennzeichnet. Erkennbar ist
dabei, dass die Druckluft zunächst durch das Anschlussgestänge 29 oder genauer gesagt
durch deren Innenkanal 41 bis in den Anschlussbereich 21, d. h. also dem Verbin
dungsbereich zwischen Anschlussgestänge 29 und Schneckengrundrohr 2 strömt.
Anschlussgestänge 29 und Schneckengrundrohr 2 sind über einen Adapter 28
verbunden, der als Mehrkant ausgebildet ist und Mehrkantflächen 46 besitzt, die mit
den Übertragungsflächen 44, 45 der Innenwandung 30 des Schneckengrundrohres 2
korrespondierend geformt und ausgebildet sind. Über diese Übertragungsflächen 44, 45
und die Mehrkantflächen 46 wird eine einwandfreie Übertragung des Drehmomentes
von dem Anschlussgestänge 29 auf das Schneckengrundrohr 2 garantiert. Die Verschie
bung des Schneckengrundrohres 2 gegenüber dem Anschlussgestänge 29 wird durch die
Radialbolzen 47 unterbunden, die zweckmäßigerweise sternförmig, die Wandung des
Schneckengrundrohres 2 teilweise durchdringend eingeschraubt sind. Fig. 3 verdeut
licht dies.
Durch die beschriebene Verbindung des Anschlussgestänges 29 und des Schnek
kengrundrohres 2 kann sich das Schneckgrundrohr 2 mit der Bohrschnecke 3 im Bohr
loch 24 drehen und für das Abfördern des Bohrkleins sorgen.
Der Adapter 28 verfügt über eine Radialbohrung 42, sodass die Druckluft vom
Innenkanal 41 durch die Axialbohrung 42 in den Druckraum 22 einströmen kann. Auf
die Pfeile ist weiter vorne schon hingewiesen worden.
Zur Verbindung des Schneckengrundrohres 2 mit dem darin angeordneten Bohr
hammer 10 in Form des Imlochhammers ist ein Spezialadapter 35 vorgesehen. Dieser
Spezialadapter 35 verfügt über eine Gewindeausnehmung, in die der Gewindekopf 36
des Bohrhammers 10 eingeschraubt werden kann. Der Adapter ist hier teilweise im
Schnitt wieder gegeben.
Am gegenüberliegenden Ende verfügt der Spezialadapter 35 über ein Kopfstück
27 dem Mitnahmeflächen 48 zugeordnet sind, die wiederum mit den Übertragungs
flächen 44, 45 der Innenwandung 30 des Schneckengrundrohres 2 korrespondierend
ausgebildet sind. Dadurch ist sichergestellt, dass das entsprechende Drehmoment von
dem Anschlussgestänge 29 auch auf den Imlochhammer wirksam übertragen wird.
Während der Adapter 28 über die Radialbolzen 47 so fest gelegt ist, dass auch hohe
Andruckkräfte auf die Meißel der Bohrschnecke 3 übertragen werden können, ohne
dass der Imlochhammer bzw. der Bohrhammer 10 belastet wird, ist eine solche Über
tragung von Andruckkräften aufgrund der Ausbildung und Anordnung des Kopfstückes
27 überhaupt nicht möglich. Vielmehr kann sich der Bohrhammer 10 auch unter Be
rücksichtigung der Mitnahmeflächen 48 und der Übertragungsflächen 44, 45 in axialer
Richtung innerhalb des Druckraumes 22 bewegen. Der Bewegungsspielraum 43 ist von
der Außenfläche des Adapters 28 einerseits und der Außenfläche des Spezialadapters 35
bzw. dessen Sicherungsschraube 50 vorgegeben und wird durch das Luftpolster 23
beeinflusst.
Um den Bohrhammer 10 auch nach unten hin aus dem Schneckengrundrohr 2
herausziehen zu können, ist das Kopfstück zweiteilig ausgebildet. Es besteht aus einem
inneren Kopfstück 49 und einem äußeren Kopfstück 59, jeweils mit entsprechenden
Mitnahmeflächen 48. Entsprechendes verdeutlicht Fig. 3a. Erkennbar ist hier auch die
Innenbohrung 40, über die die Druckluft aus dem Druckraum 22 in den Ringraum 20
einströmen kann.
Die Festlegung des Kopfstückes 27 erfolgt über die Sicherungsmutter 26, die
ihrerseits wiederum über Sicherungsschrauben 50 gesichert ist, die von hoben her in die
Sicherungsmutter 26 eindrehbar sind. Dadurch können die beiden Kopfstücke 49, 59
erst nach Lösen der Sicherungsschrauben 50 und dann der Sicherungsmutter 26 vonein
ander getrennt werden, sodass der Bohrhammer 10 nach unten hin aus dem Schnecken
grundrohr 2 herausgezogen werden kann.
Die Druckluft, die über den Innenkanal 41, die Axialbohrung 42 und dann die
Innenbohrung 40 geströmt ist, dient zur Versorgung des Bohrhammers 10. Gleichzeitig
erfolgt eine Abzweigung einer Teilmenge als Spülluft, die den Ringraum 20 durch
strömt. Hierzu sind Spülbohrungen 31, 32 vorgesehen, die als Radialbohrungen ausge
bildet sind und endseitig mit Düsen 51 ausgerüstet werden können.
In der Innenbohrung 40 im Bereich der Spülbohrungen 31, 32 ist ein Rück
schlagventil 33 vorgesehen und zwar in Form eines durch die Feder 52 belasteten Ke
gelkörpers 53, wobei in Fig. 3 die Position gezeigt ist, wo der Kegelkörper 53 aus
den Dichtflächen 54 herausgedrückt ist, sodass die Druckluft wie durch die Pfeile ge
kennzeichnet am Kegelkörper 53 vorbei zum Bohrhammer 10 und durch die Spülboh
rungen 31, 32 hindurch in den Ringraum 20 strömen kann. Soll nun der Bohrhammer
10 nicht aktiviert werden, so erfolgt durch die Kraft der Feder 52 ein Andrücken des
Kegelkörpers 53 in die Dichtflächen 54, sodass dann keine weitere Druckluft aus dem
Druckraum 22 mehr einströmen kann. Gleichzeitig kann aber die im Ringraum 20 ver
bliebene Druckluft nicht entweichen, sodass von der Bohrlochsohle 9 aus in den Rin
graum 20 Bohrklein und sonstiger Schmutz aber auch Spülflüssigkeit nicht eindringen
kann. Dieser bleibt somit wirksam vor Verschmutzung und Festsetzen gesichert, sodass
die freie axiale Verschiebbarkeit des Imlochhammers, d. h. also Bohrhammers 10 nicht
beeinträchtigt oder gar blockiert werden kann.
Das Luftpolster 23 im Druckraum 22 wird auch gegen Schleichströme gesichert,
wozu im Bereich des Schaftes 55 eine Ringnut 56 vorgesehen ist, in der ein Dichtring
57 gegen die Wandung der Innenverengung 58 absichernd angeordnet ist. Gleichzeitig
ist ein Dichtring 60 im Anschlussbereich 21 zwischen Schneckengrundrohr 2 und An
schlussgestänge 29 vorgesehen, sodass wie schon erwähnt immer das wirkungsvolle
Luftpolster 23 gesichert ist, wenn sich der Bohrhammer 10 in Aktivposition befindet.
Fig. 4 zeigt in drei Phasen den Einsatz des Bohrwerkzeuges 1, wobei Fig. 4
a) das Bohrwerkzeug 1 während des Absenkens in das Bohrloch 24 wiedergibt. Erkenn
bar ist, dass bei praktisch nicht vorhandenem Luftpolster 23 im Druckraum 22 der
Bohrhammer 10 sich in einer voreilenden Position befindet, die aber beim Aufsetzen
gemäß Fig. 4b) auf der Bohrlochsohle 9 aufgehoben wird. Der Bohrhammer 10 wird
nun zurückgeschoben und da sich wie erwähnt ein Luftpolster 23 noch nicht gebildet
hat bis dicht an den Adapter 28 herangeschoben. Die äußeren Flächen des Adapters 28
und des Spezialadapters 35 liegen praktisch aneinander. Der Bewegungsspielraum 43 ist
voll ausgewertet.
Mit Beginn des Bohrvorganges wird zunächst einmal das Luftpolster 23 im
Druckraum 22 gebildet, sodass sich nun der Bohrhammer 10 mit der Bohrkrone 11 in
die voreilende Position begibt, wobei der das Vorbohrloch 37 herstellt. Dabei strömt
über die Luftbohrungen 34 Druckluft auf die Bohrlochsohle 9 und treibt das Bohrklein
in Richtung Bohrschnecke 3, sodass eine gezielte Abförderung erreicht ist.
Aufgrund des so geschaffenen Vorbohrloches 37 ist der Randbereich 38 ent
spannt und die mit Rundschaftmeißeln 5, 6 besetzten Meißelkämme 7, 8 können ihre
Zerkleinerungsarbeit optimal vollziehen.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden,
werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.
Claims (15)
1. Bohrwerkzeug, insbesondere für die Herstellung von Pfahlbohrungen
mit einer Bohrschnecke (3) und endseitigem Meißelbesatz (4) sowie einem in dem
Schneckengrundrohr (2) angeordneten, getrennt antreibbaren Bohrhammer (10) mit
Bohrkrone (11),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bohrhammer (10) als Imlochhammer ausgebildet und in dem Schneckengrund
rohr (2) zur Vermeidung der Einwirkung von Andruckkräften der Bohrschnecke (3) auf
den Bohrhammer (10) gegen ein Luftpolster (23) abgefedert und axial verschiebbar
angeordnet ist.
2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bohrhammer (10) mit seiner Bohrkrone (11) in Arbeitsstellung gegenüber dem
Meißelbesatz (4) vor- und in Ruhestellung nacheilend in dem Schneckengrundrohr (2)
angeordnet ist.
3. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Schneckengrundrohr (2) und Zylinderrohr (25) des Bohrhammers (10) zur Durch
leitung von Spülluft einen Ringraum (20) zwischen ihnen ergebend ausgebildet sind.
4. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ringraum (20) an die Druckluftversorgung des Bohrhammers (10) angeschlos
sen ist und im Bereich der unteren Führungsbuchse (18) über Auslässe (19) verfügt.
5. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Anschlussbereich (21) zwischen Schneckengrundrohr (2) und Anschlussgestän
ge (29) ein das Luftpolster (23) sichernder Druckraum (22) ausgebildet ist, der einer
seits durch einen Anschlussgestänge (29) und Schneckengrundrohr (2) verbindenden
Adapter (28) und andererseits durch einen den Bohrhammer (10) fixierenden Speziala
dapter (35) mit Innenbohrung (40) sowie die Innenwandung (30) des Schneckengrund
rohres (2) begrenzt ist.
6. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Adpater (28) mit einer an den Innenkanal (41) des Anschlussgestänges (29)
anschließenden und damit die Verbindung zum Druckraum (22) vorgebenden Axialboh
rung (42) ausgerüstet ist.
7. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Adapter (28) als Mehrkant und mit den den Übertragungsflächen (44, 45) der
Innenwandung (30) des Schneckengrundrohres (2) korrespondierende Mehrkantflächen
(46) aufweisend ausgebildet und axiale Bewegungen über Radialbolzen (47) verhindernd
mit dem Schneckengrundrohr (2) verbunden ist.
8. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Spezialadapter (35) über den Gewindekopf (36) mit dem Bohrhammer (10)
verbunden ist und am im Druckraum (22) angeordneten Ende ein Kopfstück (27) mit
einem mit den Übertragungsflächen (44, 45) der Innenwandung (30) des Schnecken
grundrohres (2) korrespondierende Mitnahmeflächen (48) aufweist.
9. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kopfstück (27) innen und außen als Mehrkant ausgebildet ist und die hier
endende Innenbohrung (40) aufweist.
10. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Spezialadapter (35) im Bereich des Kopfstückes (27) über eine Sicherungs
mutter (26) mit Sicherungsschrauben (50) gesichert und in Position gehalten ist.
11. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Spezialadapter (35) im Bereich des Ringraumes (20) diesen mit der Innenboh
rung (40) verbindende Spülbohrungen (31, 32) aufweist.
12. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die radialen Spülbohrungen (31, 32) mit ringraumseitig angeordneten Düsen (51)
ausgerüstet sind.
13. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Innenbohrung (40) des Spezialadapters (35) ein die Spülbohrungen (31, 32)
im drucklosen Zustand verschließendes Rückschlagventil (33) positioniert ist.
14. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rückschlagventil (33) einen über eine Feder (52) belasteten Kegelkörper (53)
aufweist.
15. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schaft (55) des Spezialadapters (35) zwischen Gewindekopf (36) und Kopf
stück (27) eine Ringnut (56) mit Dichtring (57) aufweist, der an der Wandung der In
nenverengung (58) des Schneckengrundrohres (2) abdichtend anliegt.
Priority Applications (1)
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DE19950599A DE19950599A1 (de) | 1999-09-17 | 1999-10-21 | Bohrwerkzeug in Form einer Felsbohrschnecke mit Imlochhammer |
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ID=7922392
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