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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft den Bereich des Bohrens im Boden, insbesondere für die Fertigung von Fundamenten, wie z.B. kontinuierliche Abschirmwände aus nebeneinander angeordneten Betonwandelementen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Bohrmaschine zur Herstellung von Ausschachtungen im Boden in einer im Wesentlichen vertikalen Bohrrichtung und insbesondere in hartem Untergrund.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Auf dem Gebiet der Erfindung sind z.B. aus der
EP 0 811 724 A1 Bohrmaschinen bekannt, die jeweils ein Verankerungsmodul, das mit mindestens einem Verankerungselement versehen ist, um die Verschiebung des Verankerungsmoduls relativ zu den Wänden der Ausschachtung in Bohrrichtung zu blockieren, wobei das Verankerungsmodul eine im Wesentlichen vertikale Längsrichtung aufweist, ein Bohrmodul, das mit Schneidelementen versehen ist, wobei das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul in Bohrrichtung translatorisch bewegbar ist, und eine Verschiebevorrichtung umfassen, die zwischen dem Verankerungsmodul und dem Bohrmodul angeordnet ist, um das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul in Bohrrichtung zu verschieben.
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Solche Bohrmaschinen werden in der Regel zum Bohren in hartem Boden, z.B. in Granit, verwendet. Dabei ermöglicht es die Verschiebevorrichtung, einen zusätzlichen Druck auf die Bohrwerkzeuge auszuüben, was zum Ziel hat, das Ausschachten zu erleichtern. Das Verankerungsmodul erlaubt es, die Bohrmaschine in der Ausschachtung zu immobilisieren.
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Bei Bohrmaschinen der bekannten Art trägt die aus Zylindern bestehende Verschiebevorrichtung das Gewicht des Bohrmoduls, wenn die Maschine aufgehängt ist, d.h. wenn sie nicht mit dem zu bohrenden Boden im Kontakt steht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Bohrmaschine bewegt wird, z.B. um nach rechts von dem zu bohrenden Bereich gebracht zu werden, oder wenn sie nach dem Bohrvorgang aus der Ausschachtung entnommen wird.
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Das Bohrmodul ist besonders schwer, da es motorisierte Schneidelemente, Hydraulikkreise sowie das Pumpenelement umfasst. Somit müssen die Zylinder ein sehr großes Gewicht tragen, wenn die Bohrmaschine aufgehängt ist, wodurch sie beschädigt werden können.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Bohrmaschinen zu beheben und eine besonders robuste Bohrmaschine anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst von einer Bohrmaschine gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird die Bohrmaschine an einem Tragseil aufgehängt, das an einem Befestigungsteil des Bohrmoduls befestigt ist. Erfindungsgemäß hängt dann das Bohrmodul am Tragseil, während bei den bekannten Maschinen das Verankerungsmodul am Tragseil hängt. Da das Bohrmodul in der Regel schwerer als das Verankerungsmodul ist, trägt dann, wenn die Bohrmaschine aufgehängt ist, die Verschiebevorrichtung nur das Gewicht des Verankerungsmoduls und die Verschiebevorrichtung wird weniger beansprucht und ihre Lebensdauer wird erhöht.
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Die Erfindung ermöglicht es, dass im Falle einer Loslösung des Verankerungsmoduls das Bohrmodul weiterhin durch das Tragseil gehalten wird. Dazu wird das Tragseil direkt mit dem Bohrmodul und über das Bohrmodul und die Verschiebevorrichtung indirekt mit dem Verankerungsmodul verbunden.
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Die Bohrmaschine weist eine ausgefahrene Position, in der die Schneidelemente vom Verankerungsmodul entfernt sind, und eine eingefahrene Position, in der die Schneidelemente in der Nähe des Verankerungsmoduls sind, auf. Dabei wird unter „im Wesentlichen vertikal“ eine Richtung gemeint, die einen Winkel von maximal etwa 10° oder weniger zur Vertikalen bildet.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich das Befestigungsteil oberhalb des Verankerungsmoduls. Durch diese Ausgestaltung bleibt das Verankerungsmodul unter dem Tragseil, wodurch es möglich wird, eine Beschädigung des Seils zu vermeiden.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform weist das Bohrmodul einen unteren Abschnitt, der die Schneidelemente trägt, und einen oberen Abschnitt, der sich in Längsrichtung des Verankerungsmoduls innerhalb des Verankerungsmoduls erstreckt, auf, wobei der Befestigungsteil am oberen Ende des oberen Abschnitts des Bohrmoduls angeordnet ist. Dabei ragt der obere Abschnitt über das obere Ende des Verankerungsmoduls hinaus.
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Das Verankerungsmodul weist ferner Mittel zur translatorischen Führung des oberen Abschnitts des Bohrmoduls in Längsrichtung des Verankerungsmoduls auf.
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Bevorzugt handelt es sich bei dem obere Abschnitt um eine in dem Verankerungsmodul gleitend montierte Stange, wobei die Stange in Längsrichtung das Verankerungsmodul durchquert. Vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, erstreckt sich die Stange dabei oberhalb des oberen Endes des Verankerungsmoduls.
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Gemäß einer bevorzugten Variante weist das Verankerungsmodul zwei Verankerungselemente auf, die auf beiden Seiten der Stange angeordnet sind, wobei die Verankerungselemente miteinander verbunden sind und sich in Längsrichtung des Verankerungsmoduls erstrecken. Diese Ausgestaltung ermöglicht es vorteilhaft, das Gewicht des Verankerungsmoduls zu reduzieren. Die beiden Verankerungselemente sind durch Führungselemente miteinander verbunden, in denen der obere Abschnitt, insbesondere die Stange, des Bohrmoduls gleitet.
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Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform weist das Bohrmodul einen unteren Abschnitt, der die Schneidelemente trägt, und einen oberen Abschnitt, der das Verankerungsmodul umgibt, auf, wobei der Befestigungsteil am oberen Ende des oberen Abschnitts des Bohrmoduls angeordnet ist. Dementsprechend ist das Verankerungsmodul im oberen Abschnitt des Bohrmoduls angeordnet.
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Eine Besonderheit einer solchen Ausgestaltung besteht darin, dass das Bohrmodul dann zwei gegenüberliegende, breite Verankerungsflächen aufweist, was in bestimmten Geländearten vorteilhaft Halt gewährleistet. Damit kann auch die Anzahl der für das Ausfahren der Verankerungselemente benötigten Betätiger reduziert werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul in einer ersten vertikalen Ebene schwenkbar montiert und mindestens einer der unteren und oberen Abschnitte weist Bahnkorrekturmittel zum Schwenken des Bohrmoduls relativ zum Verankerungsmodul in der ersten vertikalen Ebene auf. Dazu wird das Bohrmodul vorzugsweise mit einem Spiel am Verankerungsmodul montiert, das eine solche Schwenkung in der ersten vertikalen Ebene zulässt.
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Die Bahnkorrekturmittel ermöglichen es, die räumliche Position des Bohrmoduls relativ zum Verankerungsmodul zu ändern, um die Position der Schneidelemente zu verändern, was eine Anpassung des Bohrverlaufs erlaubt. Diese Anpassung des Verlaufs durch Schwenken des Bohrmoduls erfolgt vorzugsweise nach der Immobilisierung des Verankerungsmoduls in der Ausschachtung.
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Bevorzugt weisen die Bahnkorrekturmittel ausfahrbare Kufen auf, die an den Vorder- und Rückseiten der unteren und/oder oberen Abschnitte angeordnet sind, um an mindestens einer der Wände der Ausschachtung anzuliegen, um das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul zu schwenken.
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Die Vorder- und Rückseiten des unteren und des oberen Abschnitts sind diejenigen, die den größten Wänden der Ausschachtung zugewandt sind.
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Wenn eine der ausfahrbaren Kufen an einer der Wände der Ausschachtung anliegt, wird durch eine Gegenreaktion das Schwenken des Bohrmoduls relativ zum Verankerungsmodul und damit relativ zur Ausschachtung bewirkt.
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Vorzugsweise weist der untere Abschnitt ferner eine Anti-Schwingvorrichtung auf. Dies erlaubt es, das Schwingen des Bohrmoduls zu verhindern, wodurch ermöglicht wird, ein Abweichen des Bohrverlaufs von dem gewünschten Verlauf zu vermeiden.
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Die Anti-Schwingvorrichtung kann vorteilhaft ausfahrbare Kufen aufweisen, die dazu ausgelegt sind, an mindestens einer der Ausschachtungswände anzuliegen, um das Schwenken des Bohrmoduls in einer zweiten vertikalen Ebene orthogonal zur ersten vertikalen Ebene zu verhindern. Die ausfahrbaren Kufen werden vorzugsweise an den Seitenkanten des unteren Abschnitts des Bohrmoduls angeordnet.
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Vorzugsweise weist die Verschiebevorrichtung einen oder mehrere zwischen dem Verankerungsmodul und dem Bohrmodul angeordnete Druckzylinder auf.
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Die Verschiebevorrichtung wird vorzugsweise zwischen dem Verankerungsmodul und dem unteren Abschnitt des Bohrmoduls angeordnet.
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Vorzugsweise weist die Verschiebevorrichtung Dämpfungsmittel zum Dämpfen der Vibrationen auf, die durch die Schneidelemente des Bohrmoduls während der Durchführung des Bohrens erzeugt werden.
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Vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, ist die Dämpfung in hydraulischer Weise mittels der hydraulischen Dämpfungsvorrichtung realisiert. Letztere weist vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, einen Federspeicher mit mindestens einer Düse auf. Bei einem Stoß wird das in einer der Kammern des hydraulischen Druckzylinders enthaltene Öl komprimiert und fließt durch die Düse zum Federspeicher, um den Druckanstieg des Öls zu dämpfen, was es ermöglicht, die Dämpfung durchzuführen. Die Leckrate der Düse und die Federvorspannung des Federspeichers sind vorzugsweise einstellbar, wodurch es möglich wird, den Dämpfungskoeffizienten und den Rückstoßwiderstand der Zylinder in Abhängigkeit von dem auf die Schneidelemente aufgebrachten Gewicht einzustellen.
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Alternativ können die Dämpfungsmittel eine oder mehrere Federn umfassen, die den Druckzylindern zugeordnet sind.
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Das Verankerungselement kann vorteilhaft mindestens eine vordere Verankerungskufe und mindestens eine hintere Verankerungskufe aufweisen, wobei die vorderen und hinteren Verankerungskufen in Querrichtung zur Längsrichtung des Verankerungsmoduls ausfahrbar sind, sodass sie an den Wänden der Ausschachtung anliegen, um das Verankerungsmodul im Boden zu immobilisieren.
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Das Ausfahren der Verankerungskufen erfolgt vorzugsweise mittels Betätigern, wie z.B. Zylindern, die im Verankerungsmodul angeordnet sind.
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Die Bohrmaschine kann vorteilhaft ein Fräser sein, dessen Schneidelemente zwei Paare von Trommeln aufweisen, die um parallele, getrennte Drehachsen drehbar sind, die senkrecht zur Bohrrichtung liegen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannte erste vertikale Ebene dann parallel zu den Drehachsen verläuft, während die zweite vertikale Ebene orthogonal zu den Drehachsen verläuft.
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Um das Entfernen des abgetragenen Bodens zu ermöglichen, weist das Bohrmodul ferner eine Vorrichtung zum Absaugen des Aushubs auf, die ein am unteren Teil des Bohrmoduls angeordnetes Pumpenelement und eine mit dem Pumpenelement verbundene Abführleitung umfasst, die sich innerhalb des Bohrmoduls zu einem oberen Ende des Bohrmoduls erstreckt, das über dem Verankerungsmodul liegt. Die Tatsache, dass das Bohrmodul am Tragseil aufgehängt ist, hat die vorteilhafte Wirkung, dass die Integration von Schläuchen in die Bohrmaschine erleichtert wird, und insbesondere die Abführleitung des Aushubs.
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Wenn das Bohrmodul einen oberen Abschnitt in Form einer Stange aufweist, erstreckt sich die Abführleitung innerhalb dieser Stange.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der acht Figuren umfassenden Zeichnung.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrmaschine.
- 2A ist eine Frontansicht der Bohrmaschine der 1, wobei sich das Bohrmodul in eingefahrener Position befindet.
- 2B ist eine Frontansicht der Bohrmaschine der 2A in ausgefahrener Position.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrmaschine ist, wobei sich das Bohrmodul in eingefahrener Position befindet.
- 4 ist eine Frontansicht der Bohrmaschine der 3 ist, wobei sich das Bohrmodul in eingefahrener Position befindet.
- 5 ist eine Frontansicht der Bohrmaschine der 3, wobei sich das Bohrmodul in ausgefahrener Position befindet.
- 6 ist eine von der Seite gesehene schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Bohrmaschine während des Bohrens, wobei das Verankerungsmodul im Boden immobilisiert ist.
- 7 ist eine Veranschaulichung der Bohrmaschine der 6, wobei das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul geneigt ist.
- 8 zeigt beispielhaft hydraulische Dämpfungsmittel.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Hilfe der 1, 2A und 2B wird zunächst eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrmaschine 10 beschrieben. Die Bohrmaschine 10 ist dazu ausgelegt, eine Ausschachtung E in einem Boden S in einer im Wesentlichen vertikalen Bohrrichtung F herzustellen. Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäße Bohrmaschine 10 für das Herstellen von vertikalen Gräben im Boden ausgelegt.
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Die Bohrmaschine 10 weist ein Bohrmodul 12 auf, das mit Schneidelementen 14 versehen ist, die in diesem Beispiel zwei Paare von Trommeln 16, 18 aufweisen, die um Drehachsen A, B drehbar sind, die parallel, getrennt und senkrecht zur Bohrrichtung F liegen. Die Paare von Trommeln 16 und 18 haben Schneidzähne, die mit 20 bezeichnet werden. Man versteht, dass in diesem Beispiel die Bohrmaschine 10 ein Fräser ist.
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Die Bohrmaschine 10 weist außerdem ein Verankerungsmodul 22 auf, das sich oberhalb der Schneidelemente 14 befindet und eine im Wesentlichen vertikale Längsrichtung L hat. Das Verankerungsmodul 22 umfasst Verankerungselemente 24, die die Funktion haben, die Verschiebung des Verankerungsmoduls 22 relativ zu den Wänden der Ausschachtung E in Bohrrichtung F zu blockieren. Anders gesagt immobilisieren die Verankerungselemente das Verankerungsmodul im Boden, wenn sie betätigt werden. In der ersten Ausführungsform weist das Verankerungsmodul 22 zwei Verankerungselemente 24 auf, wobei jedes Verankerungselement vier vordere Verankerungskufen 30 und vier hintere Verankerungskufen 32 aufweist. Man versteht, dass die vorderen Verankerungskufen 30 auf der Vorderseite 26 des Verankerungsmoduls 22 angeordnet sind, während die hinteren Verankerungskufen 32 auf der Rückseite 28 des Verankerungsmoduls 22 angeordnet sind.
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Die vorderen und hinteren Verankerungskufen 30, 32 sind in einer Querrichtung T, die quer zur Längsrichtung L des Verankerungsmoduls liegt, ausfahrbar, sodass sie an den beiden größten gegenüberliegenden Wänden P1, P2 der Ausschachtung E anliegen, und zwar um das Verankerungsmodul 22 im Boden S zu immobilisieren. Dazu werden die Verankerungskufen mit Hilfe von im Verankerungsmodul angeordneten Zylindern ausgefahren.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 2A ist zu erkennen, dass das Bohrmodul 12 einen unter dem Verankerungsmodul 22 angeordneten unteren Abschnitt 40 aufweist, der die Schneidelemente 14 sowie ein Pumpenelement 42 und eine Vorrichtung zum Absaugen des Aushubs 44 trägt. Das Pumpenelement 42 weist eine Düse 46 auf, die zwischen den beiden Paaren von Trommeln 16, 18 mündet, um ausgehobene Bodenfragmente abzusaugen.
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Das Bohrmodul 12 weist ferner einen oberen Abschnitt 51 in Form einer vertikal ausgerichteten Längsstange auf, die sich von einem oberen Ende 40a des unteren Abschnitts 40 aus erstreckt.
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Wie in den 1, 2A und 2B dargestellt, erstreckt sich der stangenförmige obere Abschnitt 51 in Längsrichtung L des Verankerungsmoduls innerhalb des Verankerungsmoduls 22. Genauer gesagt durchquert der stangenförmige obere Abschnitt 51 das Verankerungsmodul 22 in Längsrichtung und ragt über das obere Ende 22a des Verankerungsmoduls 22 hinaus.
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Zu erkennen ist außerdem, dass die beiden Verankerungselemente 24 auf beiden Seiten des stangenförmigen oberen Abschnitts 51 angeordnet sind.
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Außerdem ist das Bohrmodul 12 relativ zum Verankerungsmodul in Bohrrichtung F, d.h. in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung, translatorisch bewegbar. Auf diese Weise kann das Bohrmodul von einer eingefahrenen Position, wie in 2A gezeigt, in der sich die Schneidelemente 14 in der Nähe des Verankerungsmoduls 22 befinden, in eine ausgefahrene Position, wie in 2B gezeigt, in der die Schneidelemente 14 vom Verankerungsmodul entfernt sind, übergehen.
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Dazu weist die Bohrmaschine 10 eine Verschiebevorrichtung 50 auf, in diesem Fall hydraulische Druckzylinder 52, 54, die zwischen dem Verankerungsmodul 22 und dem Bohrmodul 12 angeordnet sind, um das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul in Bohrrichtung translatorisch zu verschieben. Genauer gesagt ist die Verschiebevorrichtung 50, bestehend aus den Druckzylindern 52 und 54, zwischen dem unteren Ende 22b des Verankerungsmoduls und dem oberen Ende 40a des unteren Abschnitts 40 des Bohrmoduls 12 angeordnet. Man versteht daher, dass die Betätigung der Druckzylinder 52, 54 bewirkt, dass das Bohrmodul 12 relativ zum Verankerungsmodul 22 in Bohrrichtung F translatorisch verschoben wird. Insbesondere wenn das Verankerungsmodul im Boden immobilisiert ist, bewirkt die Betätigung der Druckzylinder, dass auf die Schneidelemente 14 ein in Bohrrichtung F gerichteter Druck ausgeübt wird.
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Die Vorrichtung zum Absaugen des Aushubs 44 weist ferner eine Abführleitung 45 auf, die mit dem Pumpenelement 42 verbunden ist und sich innerhalb des Bohrmoduls, und genauer gesagt innerhalb des stangenförmigen oberen Abschnitts 51, zu einem oberhalb des Verankerungsmoduls 22 liegenden oberen Ende des Bohrmoduls 12 erstreckt. Die Funktion dieser Abführleitung 45 besteht darin, den ausgehobenen Abraum zu einer an der Oberfläche liegenden Aufbereitungsanlage für Abraum abzuführen.
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In dem Beispiel von 2A weist die Verschiebevorrichtung 50 ferner Dämpfungsmittel 60 zum Dämpfen der Vibrationen auf, die durch die Schneidelemente 14 des Bohrmoduls während der Durchführung des Bohrens erzeugt werden.
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Diese Dämpfungsmittel 60 sind in 8 dargestellt. Letztere weisen eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung 62 auf, die fluidisch mit den hydraulischen Druckzylindern 52, 54 verbunden ist. In diesem Beispiel weist die hydraulische Dämpfungsvorrichtung vorzugsweise einen Federspeicher 64 mit mindestens einer Düse auf. Wenn die Schneidelemente 14 einen Stoß erleiden, wird das in einer der Kammern 52a, 54a der hydraulischen Druckzylinder 52, 54 enthaltene Öl komprimiert und fließt durch die Düse zum Federspeicher 64, um den Druckanstieg des Öls zu dämpfen, was es ermöglicht, die Dämpfung durchzuführen. Die Dämpfungsmittel 60 weisen ferner eine Vorrichtung 66 zur Regelung des Dämpfungskoeffizienten der Dämpfungsmittel und genauer gesagt des Dämpfungskoeffizienten des Federspeichers 64 auf. Auch werden bei einem Stoß die von den Schneidelementen erzeugten Vibrationen nicht auf das Verankerungsmodul 22 übertragen.
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Die Leckrate der Düse und die Federvorspannung des Speichers sind vorzugsweise ferngesteuert einstellbar.
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Erfindungsgemäß ist die Bohrmaschine 10 an einem Tragseil 70 aufgehängt, das an einem Befestigungsteil 53 des Bohrmoduls 12 befestigt ist. In diesem Beispiel befindet sich der Befestigungsteil 53 am oberen Ende des Bohrmoduls. Das Tragseil 70 ermöglicht es, die Bohrmaschine 10 an einem anderweitig bekannten Hebezeug (hier nicht dargestellt) aufzuhängen.
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Genauer gesagt wird in dieser ersten Ausführungsform das Tragseil 70 an einem oberen Ende 51a des oberen Abschnitts 51 des Bohrmoduls 12 befestigt. Es ist zu erkennen, dass dieses obere Ende 51a des oberen Abschnitts 51 des Bohrmoduls 12 den Befestigungsteil 53 bildet, der sich über das Verankerungsmodul 22 erstreckt, an dem das Tragseil 70 befestigt ist.
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Wie in 2A erkennbar, sind die beiden Verankerungselemente 24 durch Verbindungselemente 25 miteinander verbunden, die gleichzeitig translatorische Führungsmittel des stangenförmigen oberen Abschnitts 51 darstellen. Die Verbindungselemente 25 bilden Leerrohre, in denen der stangenförmige obere Abschnitt 51 in Bohrrichtung verschiebbar montiert ist.
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Betrachtet in der Querrichtung T, parallel zur Ausfahrrichtung der Verankerungskufen, ist zwischen dem oberen Abschnitt 51 und den Verbindungselementen 25 ein Spiel vorgesehen, sodass das Bohrmodul 12 in einer ersten vertikalen Ebene Q1, die parallel zu den Drehachsen A und B der Trommeln verläuft, relativ zum Verankerungsmodul 22 schwenken kann. Diese erste vertikale Ebene Q1 ist in 1 dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass das Schwenken des Bohrmoduls 12 relativ zum Verankerungsmodul 22 in der Größenordnung von wenigen Grad liegt und es ermöglicht, die Position der Schneidelemente 14 zu verändern, um gegebenenfalls den Bohrverlauf zu korrigieren.
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Mit Hilfe der 6 und 7, die die erfindungsgemäße Bohrmaschine in einer Seitenansicht schematisch zeigen, wird nun erklärt, wie das Bohrmodul 12 relativ zum Verankerungsmodul 22 geschwenkt wird. Der untere Abschnitt 40 des Bohrmoduls 12 weist Bahnkorrekturmittel 80 auf, die die Funktion haben, das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul in der ersten vertikalen Ebene Q1 zu schwenken. Hierzu umfassen diese Bahnkorrekturmittel ausfahrbare Kufen 82, 84, die auf der Vorderseite 40a und Rückseite 40b des unteren Abschnitts 40 des Bohrmoduls angeordnet sind.
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Die ausfahrbaren Kufen 82, 84 sind dazu ausgelegt, an der einen oder anderen der größten Wände P1, P2 der Ausschachtung E anzuliegen, um das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul zu schwenken. Im Beispiel von 7 ist es die ausfahrbare Kufe 84 auf der Rückseite des unteren Abschnitts 40 des Bohrmoduls, die an der Wand P2 anliegt. Durch Gegenreaktion schwenkt das Bohrmodul 12 in der ersten vertikalen Ebene Q1, sodass sich die Schneidelemente 14 der gegenüberliegenden Wand P1 der Ausschachtung nähern. Sofern es zwischen den Verbindungselementen 25 und dem oberen Abschnitt des Bohrmoduls ein Spiel gibt, versteht man, dass das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul leicht geneigt werden kann, wodurch es möglich ist, die Position der Schneidelemente anzupassen. Offensichtlich wurde in 7 der Schwenkwinkel α übertrieben dargestellt, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern.
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Es ei auch darauf hingewiesen, dass das Schwenken des Bohrmoduls 12 relativ zum Verankerungsmodul 22 durchgeführt werden kann, während das Verankerungsmodul dank der Betätigung der Verankerungselemente 24 im Boden S immobilisiert ist, wobei die Verankerungskufen 30, 32 ausgefahren sind.
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Gemäß einem weiteren Anwendungsbeispiel wird zunächst das Bohrmodul geschwenkt, um den Bohrverlauf zu korrigieren, dann wird das Verankerungsmodul im Boden immobilisiert und anschließend werden die Schneidelemente betätigt.
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Um zu verhindern, dass die Bohrmaschine 10 am Ende des Tragseils 70 in einer Pendelbewegung in einer vertikalen Ebene Q2 orthogonal zur ersten vertikalen Ebene Q1 schwingt, weist der untere Abschnitt 40 ferner eine Anti-Schwingvorrichtung 86 auf. Diese Anti-Schwingvorrichtung 86 weist, wie in 1 schematisch dargestellt, ausfahrbare Seitenkufen 88 auf, die dazu ausgelegt sind, an der einen oder anderen der kleinsten Wände P3, P4 anzuliegen, die orthogonal zu den größten Wänden P1, P2 liegen. Man versteht, dass die Betätigung der ausfahrbaren Seitenkufen das Bohrmodul so stabilisiert, dass es in der zweiten vertikalen Ebene Q2 keine Pendelbewegung aufweist.
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Mit Hilfe von 3 bis 5 wird nun eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrmaschine 110 beschrieben. Die technischen Merkmale, die mit denen der ersten Ausführungsform übereinstimmen, tragen das gleiche Bezugszeichen, erhöht um den Wert 100.
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Die Bohrmaschine 110 weist ein Bohrmodul 112 auf, das mit Schneidelementen 114 versehen ist. Die Bohrmaschine 110 weist ferner ein Verankerungsmodul 122 auf, das sich in einer im Wesentlichen vertikalen Längsrichtung L erstreckt und das mit zwei Verankerungselementen 124 versehen ist, um die Verschiebung des Verankerungsmoduls 122 relativ zu den Wänden der Ausschachtung E in der ebenfalls im Wesentlichen vertikalen Bohrrichtung F zu blockieren.
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Die Verankerungselemente weisen vordere 130 und hintere (nicht sichtbar) Verankerungskufen auf, die auf jeder der größten Vorder- und Rückseiten des Verankerungsmoduls angeordnet sind. Diese Verankerungskufen sind ausfahrbar, sodass sie an den größten Wänden P1, P2 der Ausschachtung anliegen können, um das Verankerungsmodul im Boden S zu immobilisieren.
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Das Bohrmodul 112 ist ebenfalls mit Schneidelementen 114 versehen, wobei dieses Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul in Bohrrichtung F translatorisch bewegbar ist. In dieser zweiten Ausführungsform weist das Bohrmodul 112 einen unteren Abschnitt 140, der die Schneidelemente 114 trägt, sowie einen oberen Abschnitt 151, der sich über dem unteren Abschnitt 140 erstreckt, auf. Im Wesentlichen stellt der obere Abschnitt 151 in dieser zweiten Ausführungsform eine Struktur dar, die das Verankerungsmodul 122 umrahmt.
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Wie mit Hilfe der 4 und 5 deutlich wird, ist das Verankerungsmodul 122 gleitend im oberen Abschnitt 151 des Bohrmoduls montiert. Die Verschiebung des Bohrmoduls 112 relativ zum Verankerungsmodul wird durch eine in 5 sichtbare Verschiebevorrichtung 150 erreicht, die einen einzigen Druckzylinder 152 aufweist. Dieser Druckzylinder 152 wird zwischen dem Verankerungsmodul 122 und dem unteren Abschnitt 140 des Bohrmoduls 112 angeordnet. 4 zeigt die Bohrmaschine in eingefahrener Position, während 5 die Bohrmaschine in ausgefahrener Position zeigt, wobei der Druckzylinder 152 selbst ausgefahren ist, sodass die Schneidelemente 114 vom Verankerungsmodul 122 beabstandet sind.
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Die Bohrmaschine 110 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ebenfalls an einem Tragseil 170 aufgehängt, das an einem Befestigungsteil 153 des Bohrmoduls befestigt ist, das an einem oberen Ende 112a des Bohrmoduls 112 angeordnet ist. Der Befestigungsteil 153 erstreckt sich über dem Verankerungsmodul 122, sodass das Tragseil 170 somit am Befestigungsteil 153 befestigt ist.
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Das Bohrmodul 112 ist ebenfalls relativ zum Verankerungsmodul 122 mit einem Spiel gleitend montiert. Dadurch wird, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform, das Bohrmodul 112 der Bohrmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform ebenfalls relativ zum Verankerungsmodul 122 schwenkbar montiert. Dieses Schwenken erfolgt in ähnlicher Weise wie in 7 dargestellt.
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Um dieses Schwenken durchzuführen, weist der untere Abschnitt 140 erste Bahnkorrekturmittel 180 auf, die vordere untere ausfahrbare Kufen 182 auf der Vorderseite 140a und hintere untere ausfahrbare Kufen 184 auf der Rückseite 140b umfassen. Ferner weist der obere Abschnitt 151 zweite Bahnkorrekturmittel 190 auf, die vordere obere ausfahrbare Kufen 192, die auf der Vorderseite 151b angeordnet sind, und hintere obere ausfahrbare Kufen 194, die auf der Rückseite 151c des oberen Abschnitts des Bohrmoduls angeordnet sind, umfassen.
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Diese ausfahrbare Kufen 182, 184, 192, 194 sind dazu ausgelegt, an der einen oder anderen der größten Wände P1, P2 der Ausschachtung E anzuliegen, um das Bohrmodul relativ zum Verankerungsmodul in der ersten vertikalen Ebene Q1 zu schwenken. Man versteht, dass die unteren vorderen ausfahrbaren Kufen 182 des unteren Abschnitts 140 des Bohrmoduls zusammen mit den oberen hinteren ausfahrbaren Kufen 194, die auf der Rückseite des oberen Abschnitts 151 angeordnet sind, betätigt werden, sodass das Schwenken des Bohrmoduls relativ zum Verankerungsmodul in eine erste Richtung erleichtert wird. Umgekehrt werden die hinteren unteren ausfahrbaren Kufen 184 des unteren Abschnitts 140 zusammen mit den vorderen oberen ausfahrbaren Kufen 192 des oberen Abschnitts 151 des Bohrmoduls betätigt, sodass das Schwenken des Bohrmoduls relativ zum Verankerungsmodul auch in eine zweite Drehrichtung entgegen der ersten Drehrichtung erleichtert wird.
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Auch versteht man, dass die Schwenkachse des Bohrmoduls horizontal ist und sich im Wesentlichen zwischen den ausfahrbaren Kufen 192, 194 des oberen Abschnitts und den ausfahrbaren Kufen 182, 184 des unteren Abschnitts befindet.
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Der untere Abschnitt 140 des Bohrmoduls weist außerdem eine Anti-Schwingvorrichtung 186 auf, die ausfahrbaren Seitenkufen 188 umfasst, die entlang der Seitenkanten des unteren Abschnitts 140 angeordnet sind, wobei diese ausfahrbaren Seitenkufen dazu ausgelegt sind, an der einen oder anderen der kleinsten Wände der Ausschachtung P3, P4 anzuliegen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Seitenkanten 140c, 140d des unteren Abschnitts 140 an die Vorder- und Rückseite dieses unteren Abschnitts 140 angrenzen.
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Die Bohrmaschine 110 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst ähnliche Dämpfungsmittel wie die der ersten Ausführungsform, wie in 8 dargestellt.
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In Anlehnung an die erste Ausführungsform ist auch die Bohrmaschine 110 gemäß der zweiten Ausführungsform ein Fräser, dessen Schneidelemente 114 zwei Paare von mit Schneidzähnen versehenen Trommeln 116, 118 aufweisen, die um parallele, getrennte Drehachsen A, B drehbar sind, die senkrecht zur Bohrrichtung F liegen.
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Das Bohrmodul 112 weist auch eine Vorrichtung zum Absaugen des Aushubs 144 auf, die ein am unteren Abschnitt des Bohrmoduls angeordnetes Pumpenelement 142 und eine Abführleitung 145 zum Entfernen des Aushubs umfasst.
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Die Abführleitung 145 ist mit dem Pumpenelement 142 verbunden und erstreckt sich innerhalb des Bohrmoduls und des Verankerungsmoduls bis zu einem oberen Ende des Bohrmoduls, das sich oberhalb des Verankerungsmoduls befindet, wobei die Abführleitung 145 durch den Befestigungsteil 153 verläuft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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