DE2439063C3 - Device for making boreholes in the ground - Google Patents
Device for making boreholes in the groundInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Bohrlöchern im Boden mit Hilfe von frei auf Wellen drehbaren, konisch erweiterten Elementen, die quergeschnittene Teile eines sich konisch erweiternden Körpers darstellen und hintereinander auf die Zapfen einer Kurbelwelle unter einem Winkel zur Längsachse angeordnet sind.The invention relates to a device for producing boreholes in the ground with the help of free Conically widened elements rotatable on shafts, which represent cross-sectioned parts of a conically widening body and one behind the other on the Pins of a crankshaft are arranged at an angle to the longitudinal axis.
Art bekannt, bei der das Schneidwerkzeug in Form von frei auf Wellen drehbaren konisch erweiterten Elementen, die quergeschnittene Teile eines sich konisch erweiternden Körpers darstellen, und hintereinander auf die Zapfen einer Kurbelwelle unter einem Winkel zur Längsachse angeordnet sind, ausgebildet ist, um durch Erhöhung des Anteils der Schlagwirkung den für die Schneidwirkung erforderlichen Antriebsbedarf herabzusetzen. Daher sollen die Schneidwerkzeuge aufArt known in which the cutting tool in the form of freely rotatable on shafts conically flared elements, the cross-sectioned parts of a conical expanding body, and one behind the other on the journals of a crankshaft at an angle are arranged to the longitudinal axis, is designed to by increasing the proportion of the impact effect for reduce the cutting action required drive requirement. Therefore, the cutting tools should be on
ίο gekrümmten Wegen so bewegt werden, daß sie einander überlagert radiale und axiale Bewegungskomponenten besitzen, damit das Werkzeug wiederholt das Felsengestein schlagend beaufschlagt Aus der DE-PS 6 23 572 ist ein Erdtorpedo mitίο curved paths are moved so that they have superimposed radial and axial movement components so that the tool repeats this Rock rock impacted From DE-PS 6 23 572 a ground torpedo is with motorisch angetriebenem Fräskopf bekannt, bei dtm sich an den konisch zugespitztem Fräskopf ein nach hinten verjüngender, das Abrutschen der Erdmassen erleichternder Teil anschließt Eine sich schraubenartig vorwärts bewegende Erdbohrvorrichtung, die einen sichmotor-driven milling head known at dtm At the conically tapered milling head there is a backward tapering, the slipping of the earth masses The easing part is connected to a screw-like forward moving earth boring device, which has a nach vorne verjüngenden Körper aufweist der an seiner Außenseite mit auf Schraubellinien angeordneten, sich in das Erdreich einschneidenden Ansätzen, z. B. Gewindegängen, versehen ist, ist aus der DE-PS 1193 081 bekannt, wobei zwei sich gegensinnigthe body tapering towards the front has on its outside with arranged on screw lines, itself in the soil incisive approaches, z. B. threads, is provided is from DE-PS 1193 081 known, with two opposing each other drehende jeweils mit äußeren Ansätzen versehene Körper hintereinander angeordnet sind.rotating each provided with outer lugs Bodies are arranged one behind the other.
Aus der US-PS 33 44 871 sind eine Erdbohrmaschine und ein Verfahren zum Setzen von Pfählen bekannt bei denen zur Erweiterung der Bohrungen frei auf WellenFrom US-PS 33 44 871 an earth boring machine and a method for setting piles are known in those for expanding the bores freely on shafts drehbare ausschwenkbar angeordnete konisch ausgebildete und mit Riffeluiig versehene Verdichtungselemente vorgesehen sind, wobei das Werkzeug von oben mittels Gestänge eingeführt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerotatable, swivel-mounted, conical compression elements provided with corrugated flutes are provided, the tool being introduced from above by means of a linkage. The invention is based on the object of a selbstfahrende — und damit insbesondere auch für horizontale Bohrungen geeignete — Vorrichtung anzugeben, die ein Bohrloch durch Bodenverdichtung vortreibt und erweitert und dabei gleichzeitig die erforderliche Vortriebskraft liefertself-propelled - and especially for horizontal drilling suitable - device to indicate which a borehole by soil compaction propels and expands and at the same time supplies the necessary propulsive force
Dies wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die konischen Elemente den Boden verdichtende Abwälzelemente darstellen, und das Gehäuse des die Kurbelwelle antreibenden Motors mit einer FührungsIn the case of a device, this is the case initially mentioned type achieved according to the invention in that the conical elements compacting the soil Represent rolling elements, and the housing of the engine driving the crankshaft with a guide einrichtung versehen ist, die das Gehäuse bezüglich der Bohrlochwandung gegen freie Drehung sichertMeans is provided that the housing with respect to the Borehole wall secures against free rotation
Dadurch, daß die unter einem Winkel zur Längsachse auf die Zapfen einer Kurbelwelle angeordneten konischen Elemente als Abwälzelemente bei ihrerIn that they are arranged on the journals of a crankshaft at an angle to the longitudinal axis conical elements as rolling elements in their
so Abwälzbewegung gleichzeitig eine Vortriebskraft liefern, ist die Vorrichtung selbstfahrend, wobei die auf das Gehäuse des die Kurbelwelle antreibenden Motors einwirkenden Reaktionskräfte von der Führungseinrichtung aufgenommen werden. Daher kann sich dieso the rolling motion can deliver a propulsive force at the same time, the device is self-propelled Housing of the engine driving the crankshaft reaction forces are absorbed by the guide device. Therefore, the Vorrichtung unter Abwälzung auf den zu verdichtenden Bohrlochwandungsabschnitten selbsttätig vorwärtsbewegen.Moving the device forward automatically while rolling on the borehole wall sections to be compacted.
Vorteilhaft ist die Führungseinrichtung, die das Gehäuse des Motors gegen Drehung sicher^ von amThe guide device, which secures the housing of the motor against rotation, is advantageous
Die Führungseinrichtung kann in Weiterbildung der Erfindung auch von am Gehäuse radial angebrachten Rädern gebildet sein. Vorzugsweise sind die Zapfen der Kurbelwelle zurIn a further development of the invention, the guide device can also be attached radially to the housing Be formed wheels. The pins of the crankshaft are preferably used for Längsachse der Vorrichtung räumlich und paarweise in Gegenstellung angebracht.Longitudinal axis of the device spatially and in pairs in Opposite position attached.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht nach der Erfindung darin, daß die Kurbelwelle aus zweiAnother advantageous embodiment of the invention is that the crankshaft consists of two
konzentrisch angeordneten Teilwellen gebildet ist, wobei die Abwälzelemente an beiden Teilwellen angebracht sind sowie die äußere konzentrische Teilwelle fest mit dem Gehäuse des Motors verbunden ist und als gegen freie Drehung sichernde Führungseinrichtung dient, und wobei die Abwälzelemente darauf unter einem Gegenwinkel zum Winkel, unter dem die Abwälzelemente auf der inneren Teilwelle angeordnet sind, gelagert sind.concentrically arranged partial shafts is formed, the rolling elements on both partial shafts are attached and the outer concentric partial shaft firmly connected to the housing of the motor is and serves as a guide device preventing free rotation, and wherein the rolling elements thereon at an opposite angle to the angle at which the rolling elements are arranged on the inner partial shaft are stored.
Eine Vorrichtung, die einen reversierbaren Antrieb besitzt, ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie mit zylindrischen Rollen versehen ist, und der Antrieb der Kurbelwelle kinematisch mit den zylindrischen Rollen verbunden ist, deren Achsen unter einem Winkel β zur Längsachse der Vorrichtung angeordnet sind, wobei die zylindrischen Rollen ihrerseits kinematisch mit der Kurbelwelle gekoppelt sind.A device which has a reversible drive is preferably designed so that it is provided with cylindrical rollers, and the drive of the crankshaft is kinematically connected to the cylindrical rollers, the axes of which are arranged at an angle β to the longitudinal axis of the device, the cylindrical rollers are in turn kinematically coupled to the crankshaft.
Vorteilhaft besteht die Oberfläche der mit der Wandung des Bohrloches in Berührung stehenden Abwälzelemente aus einem elastischen Werkstoff.The surface is advantageously in contact with the wall of the borehole Rolling elements made of an elastic material.
Damit kann einem Abblättern des Bodens der Bohrlochwandung begegnet werden.This can counteract peeling of the bottom of the borehole wall.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigtThe invention will now be based on exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings
F i g. 1 eine im Bohrloch angeordnete erfindungsgemäße Vorrichtung, schematisch in Seitenansicht,F i g. 1 a device according to the invention arranged in the borehole, schematically in side view,
Fig.2 diese in auseinandergezogener Darstellung, aus der sich ergibt, daß die Zapfen der Kurbelwelle unter einem Winkel zur Längsachse der Vorrichtung angeordnet sind,2 this in an exploded view, from which it can be seen that the journal of the crankshaft are arranged at an angle to the longitudinal axis of the device,
F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-1II in F i g. 1,F i g. 3 shows a section along the line III-1II in FIG. 1,
Fig.4 eine abgewandelte Ausführungsform, bei der als Führungseinrichtung Räder verwendet sind,4 shows a modified embodiment in which Wheels are used as a guide device,
F i g. 5 schematisch eine räumliche paarweise Anordnung der konischen Abwälzelemente, in Gegenstellung,F i g. 5 schematically shows a spatial arrangement in pairs of the conical rolling elements, in opposite position,
F i g. 6 eine Ausführungsform der Vorrichtung, deren Kurbelwelle aus zwei konzentrischen Teilkurbelwellen ausgebildet ist,F i g. 6 shows an embodiment of the device, the crankshaft of which consists of two concentric partial crankshafts is trained,
F i g. 7 eine abgewandelte Ausführungsform, die auch selbsttätig rücKwärtsfahrend ist,F i g. 7 a modified embodiment, which is also automatically reversing,
Fig.8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7,FIG. 8 a section along the line VIII-VIII in FIG. 7,
F i g. 9 eine der zylindrischen, in F i g. 7 abgebildeten Rollen und den Winkel, unter welchem diese Rollen zur Längsachse der Vorrichtung angeordnet sind undF i g. 9 one of the cylindrical ones shown in FIG. 7 roles shown and the angle at which these roles to Are arranged longitudinal axis of the device and
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, deren konische Abwälzelemente mit einem elastischen Werkstoff überzogen sind.10 shows a further embodiment of the device, whose conical rolling elements are coated with an elastic material.
Die Vorrichtung zum Erweitern von Bohrlöchern besitzt eine Kurbelwelle 1, auf deren Zapfen frei drehbar vorn ein kegelförmiges Element 2 und dahinter nacheinander weitere konische Abwälzelemente 3,4,5, 6 und 7 angebracht sind, die Teile eines quergeschnittenen, sich konisch erweiternden Körpers darstellen.The device for expanding boreholes has a crankshaft 1, on the journal of which is free rotatable at the front a conical element 2 and behind it further conical rolling elements 3, 4, 5, 6 and 7 are attached which represent parts of a cross-sectional, flared body.
Dadurch, daß die Zapfen der Kurbelwelle 1 unter einem bestimmten Winkel <x (F i g. 2) zur geometrischen Längsachse 8 der Vorrichtung in Ebenen angeordnet sind, welche zur Längsachse 8 parallel verlaufen, wird ein selbsttätiges Eindringen der Vorrichtung in den Boden erreicht. Die Drehung der Kurbelwelle 1 erfolgt durch einen Antrieb 9, dessen Gehäuse mit einer Führungseinrichtung versehen ist, die das Gehäuse bezüglich der Bohrlochwandung gegen freie Drehung sichert. Als Führungseinrichtung können radiale Erhebungen 11 (Fig. I13/oder radial angebrachte Rädler 12 (Fig. 4) dienen. Wenn der Winkel α, unter dem die Zapfen der Kurbelwelle ι jr geometrischen Achse der Vorrichtung angeordnet sind, etwa Γ beträgt, und durch die Führungseinrichtung in Form der radial angebrachten Erhebungen 11 oder der radial angebrachten Räder 12 das Gehäuse des Antriebs gegen Drehung gesichert ist, erfolgt eine selbstfahrende Vorwärtsbewegung der Vorrichtung in dem Boden, ohne daß ein zwangsläufiger axialer Vorschub von außen her erforderlich ist.Because the pins of the crankshaft 1 are arranged at a certain angle <x (FIG. 2) to the geometric longitudinal axis 8 of the device in planes which run parallel to the longitudinal axis 8, the device automatically penetrates the ground. The rotation of the crankshaft 1 takes place by a drive 9, the housing of which is provided with a guide device which secures the housing against free rotation with respect to the borehole wall. As guide means radial elevations can 11 (Fig. I 1 3 / or radially mounted Rädler 12 (Fig. 4) are used. If the angle α at which the pins of the crankshaft ι jr geometric axis of the device are arranged about Γ is, and the housing of the drive is secured against rotation by the guide device in the form of the radially attached elevations 11 or the radially attached wheels 12, a self-propelled forward movement of the device in the ground takes place without an inevitable axial advance from the outside being necessary.
Selbstfahrend ist die Vorrichtung auch, wenn die Kurbelwelle aus zwei konzentrisch angeordneten Teilwellen 13,14 gebildet ist, wobei Abwälzelemente 2, 3, 4, 5, 6, 7 an beiden Teilwellen 13,14 angebracht sind und die äußere konzentrische Teilwelle 13 fest mit dem Gehäuse des Motors 9a verbunden ist und als gegen freie Drehung sichernde Führungseinrichtung dient, indem die Abwälzelemente 5, 6, 7 darauf unter einem Gegenwinkel zu dem Winkel, unter dem die Abwälzelemente 2, 3, 4, auf der inneren Teilwella 14 angeordnet sind, gelagert sind.The device is also self-propelled if the crankshaft consists of two concentrically arranged Partial shafts 13,14 is formed, with rolling elements 2, 3, 4, 5, 6, 7 are attached to both partial shafts 13, 14 and the outer concentric part shaft 13 is firmly connected to the housing of the motor 9a and as against Free rotation securing guide device is used by the rolling elements 5, 6, 7 on it under a Opposite angle to the angle at which the rolling elements 2, 3, 4 are arranged on the inner partial shaft 14 are stored.
Bei dieser in F i g. 6 näher dargestellten Ausführung der Vorrichtung drehen sich die Teilw.-.'ien 13 und 14 in zueinander entgegengesetzten Drehiieb'ungen, wodurch eine selbstfahrende Vorwärtsbewegung sichergestellt istWith this in F i g. The embodiment of the device shown in more detail in FIG. 6 rotates the parts 13 and 14 in FIG mutually opposite Drehiieb'ungen, whereby a self-propelled forward movement is ensured
Um auch beispielsweise für die Herstellung von Blindbohvungen einen selbsttätigen Rückwärtslauf zu verwirklichen, ist bei der in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform die Kurbeiwelle 1 mit dem Antrieb 9a mittels zylindrischer Rollen 17 verbunden, welche entlang einer Kreislinie um die Längsachse 8 der Vorrichtung angeordnet sind, wie es am besten aus F i g. 7 und 8 zu erkennen ist. Die zylindrischen Rollen 17 sitzen frei drehbar auf Achsen 18 und werden durch den reversierbar ausgebildeten Antrieb 9a über Zahnräder 19 gedreht. Die Enden der Achsen 18 der zylindrischen Rollen 17 sind starr in Flanschen 20 und 21 befestigt Der Flansch 21 ist starr mit der Kurbelwelle 1 und der Flansch 20 mit dem Gehäuse des Antriebs 9a verbunden. Auf diese Weise wird die Kurbelwelle 1 mitgedrehtIn order, for example, to allow automatic reverse rotation for the production of blind bores realize is with the in F i g. 7 embodiment shown the crankshaft 1 with the drive 9a by means of cylindrical rollers 17 connected, which along a circular line around the longitudinal axis 8 of the device are arranged as best shown in FIG. 7 and 8 can be seen. The cylindrical rollers 17 sit freely rotatable on axles 18 and are driven by the reversible drive 9a via gears 19 rotated. The ends of the axes 18 of the cylindrical rollers 17 are rigidly fastened in flanges 20 and 21 Flange 21 is rigidly connected to crankshaft 1 and flange 20 to the housing of drive 9a. In this way, the crankshaft 1 is also rotated
Die Achsen 18 der zylindrischen Rollen 17 sind unter einem Winkel β zur geometrischen Längsachse 8 der Vor-ichtung (F i g. 9) in Ebenen angeordnet, welche jeweils zu dieser Achse parallel verlaufen.The axes 18 of the cylindrical rollers 17 are arranged at an angle β to the geometric longitudinal axis 8 of the device (FIG. 9) in planes which each run parallel to this axis.
Der Winkel β beträgt praktisch ebenso- wie der Winkel « höchstens 1° und ist zu der Seite gerichtet, die der Richtung der Arbeitsbewegung der Vorricntung gegenüberliegt.The angle β is practically just like the angle at most 1 ° and is directed to the side which is opposite to the direction of the working movement of the device.
Bei dieser Ausführung der Vorrichtung treten die zylindrischen Rollen 17 beim Drehen der Antriebswelle in eine Richtung aufgrund der vorstehend erläuterten Anordnung der Achsen 18 unter dem Winkel β als Stützen zur Erzeugung eines wirksamen Drehmomentes auf der Kurbelwelle 1 auf. Falls der Antrieb in u-ngekeh-tem Drehsinn rotiert bewirken dieselben zylindrischen Rollen einen selbsttätigen Rückwärtslauf.In this embodiment of the device, the cylindrical rollers 17 act as supports for generating an effective torque on the crankshaft 1 when the drive shaft rotates in one direction due to the above-explained arrangement of the axes 18 at the angle β. If the drive rotates in reverse direction, the same cylindrical rollers cause an automatic reverse rotation.
Bei allen Ausfühnngsformen der Vorrichtung ist es günstig, die Zapfen der Kurbelwelle 1 bzw. la räumlich und paarweise in Gegenstellung um die geometrische Längsachse 8 anzuordnen, wodurch eine Laufunruhe der rotierenden Ar_>eitselemente der Vorrichtung, also der konischen Abwälzelemente 2, 3, 4, 5, 6, 7 völlig vermieden wird.In all embodiments of the device, it is advantageous to place the journals of the crankshaft 1 or la spatially and to be arranged in pairs in opposition to the geometric longitudinal axis 8, which causes uneven running the rotating Ar_> eitselemente of the device, so of the conical rolling elements 2, 3, 4, 5, 6, 7 completely is avoided.
Um einem Abblättern und Bruch des Bodens der Wandung eines Bohrlochs beim Vortrieb in nicht ausreichend standfesten Gesteinen zu begegnen und dadurch Dichte und Fertigkeit der Bohrlochwandung zu erhöhen, ist es zweckmäßig, alle konischen Abwälzelemente 2 bis 7, die mit der Wandung des Bohrloches inSo as not to flake off and break the bottom of the wall of a borehole when driving in To meet sufficiently stable rocks and thereby density and skill of the borehole wall increase, it is advisable to use all conical rolling elements 2 to 7, which are connected to the wall of the borehole in
Berührung kommen, mit einer Schicht 22 (Fig. 10) aus einem elastischen Werkstoff, z. B. aus Gummi, u. ä. zu überziehen.Come into contact with a layer 22 (Fig. 10) an elastic material, e.g. B. made of rubber, and the like. To be covered.
Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung lassen sich Bohrlöcher mit einem Durchmesser von 800 mm und darüber in beliebigen verdichtbaren Böden herstellen, wobei sich in allen Fällen die Wandung des Bohrloches als genügend fest und standfest erwiesen hat.With the aid of the device described, drill holes with a diameter of 800 mm and produce about it in any compressible soils, in all cases the wall of the borehole has proven to be sufficiently firm and steadfast.
Diese Bohrungen können zu Verlegung von Rohrleitungen und Kabeln sowie zum Bau von Verkehrstunneln u. ä. dienen.These holes can be used to lay pipes and cables and to build traffic tunnels serve and the like.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2439063A1 (en) | 1976-02-26 |
| DE2439063B2 (en) | 1980-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |