DE2505299C3

DE2505299C3 - Gesteins- und Erdbohrgerät

Info

Publication number: DE2505299C3
Application number: DE19752505299
Authority: DE
Inventors: Jean Fabre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1975-02-07
Publication date: 1979-03-08
Also published as: FR2260665B1; BE874125Q; IT1031359B; DE2505299B2; FR2260665A1; ES434539A1; DE2505299A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gesteins- und Erdbohrgerät mit einem drehbaren, vorwärts offenen und rückwärts geschlossenen Zylinder, welcher mit einer Antriebswelle drehfest verbunden und axial druckbeaufschlagbar ist.

Aus den DE-PS 8 26 896, 8 46 975 und 8 49 230 ist es bekannt, zylinderförmige Körper in das Erdreich einzudrehen, wobei jedoch die Antriebswelle fehlt. Bei den aus der DE-AS 10 14 942 und der US-PS 34 56 747 bekannten Getäten ist zwar der Zylinder undrehbar auf einer Antriebswelle befestigt und an seinem hinteren Ende geschlossen, aber er ist auf der Antriebswelle nicht axial verschiebbar. Schließlich zeigt die DE-OS 08 143 ein Gerät, bei dem ein Zylinder, welcher allerdings gegenüber der Antriebswelle nicht axial verschiebbar ist, axial druckbeaufschlagt wird, damit der Zylinder in das Erdreich eindringen kann. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Drehantrieb zusammen mit dem Zylinder axial vorgeschoben werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gesteins- und Erdbohrgerät zu schaffen, welches diesen Nachteil beseitigt und sich durch eine einfache Bauart auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zylinder axial verschiebbar auf der Antriebswelle gelagert ist.

Dadurch wird erreicht, daß die Drehkraft des Bohrgerätes von der Vorschubkraft getrennt ist, so daß der Drehantrieb nicht mit vorgeschoben zu werden

ίο braucht und unabhängig von der axialen Druckbeaufschlagung des Zylinders arbeiten kann. Die Antriebswelle kann dabei einen beliebigen vieleckigen, geriffelten, genuteten oder runden Querschnitt aufweisen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den folgenden Unteranspriichen beschrieben. Die Verwendung von Druckmittelzylindern für die axiale Druckbeaufschlagung des Zylinders gemäß Unteranspruch 3 gewährleistet eine große Geschmeidigkeit und Anpassungsfähigkeit der Funktion des Bohrgerätes, da

zn diese Druckmittelzylinder direkt auf den Zylinder wirken, welcher die Schneidwerkzeuge trägt. Das Hinausfördern der ausgehobenen Erde oder Steinschuttes kann gemäß den Unteransprüchen 6 bis 8 dadurch erleichtert werden, daß im Innern des Zylinders eine mit

J> der Antriebswelle verbundene Scheibe angeordnet ist, durch welche die Rückwand des Zylinders gegen die Antriebswelle abdichtbar ist, wobei diese Scheibe als Auswerfer für das den Zylinder füllende Material ausgebildet ist. Schließlich ist es gemäß Unteranspruch 9

3d vorteilhaft, die Antriebswelle an ihrem freien Ende mit einer auswechselbaren Spitze zu versehen. Dadurch wird eine Zentrierung des Bohrgerätes auf jedem Gelände gewährleistet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise

ii veranschaulicht, wobei die einzelnen Figuren der Zeichnung verschiedene Teile des Bohrgerätes teils in Ansicht, teils im Schnitt zeigen.

Gemäß F i g. 1 und 2 besteht das Bohrgerät aus einem Metallzylinder 5, der an seinem oberen Teil geschlossen

4(i und an seinem unteren Teil offen ist. Dieser Zylinder ist axial verschiebbar auf einer Antriebs- und Motorwelle 3 gelagert, deren Drehung curch einen schematisch angedeuteten Motor 1 hervorgerufen wird.

Das freie Ende der Antriebswelle 3 ist mit einer

■1 > abnehmbaren oder auswechselbaren Spitze 12 nach Art eines Körners od. dgl. versehen.

Die für das Bohren erforderlichen Druckkräfte werden von zwei Hydraulikzvlindern 4 erzeugt, welche doppeltwirkend ausgebildet und gekoppelt sind. Diese

·"><) Druckmittelzylinder haben «inen Hub von 1 m und entwickeln eine Gesamtkraft von etwa 5000 bis 6000 Newton. Diese Kraft wirkt auf den oberen Teil des Zylinders 5 durch Vermittlung von zwei mit dem Zylinder verbundenen Gelenken, Kappen oder Jochen.

^r>^r> Die Druckmittelzylinder werden aus einem hydraulischen Kreislauf des Antriebsrnotors durch Vermittlung einer drehbaren Kupplung 2 von üblicher Bauart gespeist.

Die Drehgeschwindigkeit des Zylinders 5 kann z. B.

t><> zwischen 20 und 40 Umdrehungen/Minute liegen, wobei die Drehzahl in Abhängigkeit von der Art des zu bohrenden Bodens gewählt wird.

Wie in Fig.3 gezeigt ist, gestattet es ein Verlängerungs- oder Auszugstück 9 der Antriebswelle 3 dem

h¹"' Zylinder 5, eine Tiefe etwa zwischen 3 bis b ^:n zu ei reichen. Dieses Verlängerungs- oder Auszugstück 9 ist durch eine Hülse oder Muffe 7 mit der Antriebswelle 3 verbunden.

Die Montage des Verlängerungs- oder Auszugstückes 9 erfordert eine Verbindungsmuffe 6 für die beiden Druckmittelzylinder 4 und Kupplungsstangen 8, welche die Kraft der Druckmittelzylinder auf den Zylinder 5 übertragen.

In Fig.4 und 5 sind die Ausrüstungsteile für den unteren Teil des Zylinders 5 mit Schuhen od. dgl. 13 und Zähnen 14 gezeigt.

Ein solcher Schuh 13 besteht gemäß F i g. 6, 7 und 8 aus drei Blechplatten, welche entsprechend Jer Krümmung des Zylinders 5 gebogen sind. Diese Blechplatte» sind derart aufeinandergelegt bzw. geheftet, daß die mittlere Platte, deren Dicke gleich der Wandungsstärke des Zylinders 5 ist und welche als Querstück oder Versteifungsstück zwischen den äußeren Platten dient, die Einfügung des Schuhes 13 auf der Basis des Zylinders 5 gestattet. Die Halterung -ies Schuhes auf der Zylinderwandung wird durch Stifte gesichert, welche durch Löcher 15 hindurchgeführt sind, oder durch sonstige Befestigungsmittel.

Die Antriebskräfte des Schuhes 13 sind verteilt, und zwar einesteils durch eine in dem Zylinder angebrachte Kerbe od. dgl. und das Mittelstück des Schuhes, und andernteils durch zwei Schultern, welche beiderseits der senkrechten Kanten des äußeren Teiles des Schuhes vorgesehen sind; diese Schultern sind durch eine Verkleidung oder einen Überzug aus Schleifmaterial od. dgl. geschützt.

Der vordere Teil des Schuhes 13 ist mittels eines üblichen Verfahrens an allen seinen Flächen mit einem Schleifmittel überzogen, welches aus einer Verbindung von Teilchen aus Wolframkarbid bestehen kann.

Beim Bohren von Felsgestein mittlerer Härte können die Schleifschuhe allein verwendet werden, und zwar in jeder der beiden Drehrichtungen des Zylinders 5.

Im Falle von sehr hartem Felsgestcin werden mindestens drei zusätzliche, zweckmäßig zylindrische Zähne 14 an sich bekannter Art verwendet, welche in Zahnträgern angeordnet sind, welche auf dem Zylinder verteilt sind. Diese Zähne können gegebenenfalls auch allein verwendet werden, entsprechend dem Felsgestein, auf welches das Bohrwerkzeug trifft.

In allen Fällen ist es zweckmäßig, die Schnittflächen des Bohrwerkzeuges reichlich zu benetzen bzw. zu bespülen.

Die maximale Wirksamkeit des Bohrwerkzeuges resultiert alles in allem genommen aus der Kombination der beiden vorstehend beschriebenen Organe, d. h. der Schleifschuhe und der Zähne, deren Wirkungen unterschiedlich sind.

Die Zähne haben hauptsächlich den Zweck, durch Auflockerung einen kreisförmigen Weg in dem Felsgestein vorzubereiten, und die Schleifschuhe haben vor allem den Zweck, diesen Weg durch Verschleißen bzw. Abschleifen der Wandungen dieses Weges zu verbreitern und dadurch die Arbeit der Zähne in ihrer Wirkung zu regulieren, um zu vermeiden, daß sich diese Zähne in dem Felsgestein verfahren, wodurch Nachteile entstehen würden, die Vibrationen oder Blockierungen des Werkzeuges verursachen können.

Bei erfolgter Abnutzung können die Zähne und die Schleifschuhe od. dgl. auf der Baustelle selbst mit Hilfe eines einfachen Splintausziehers oder eines ähnlichen Werkzeuges ausgewechselt werden.

In F i g. 9 ist ein Zubehörteil 10 dargestellt, welches aus einer runden Platte besteht, deren Durchmesser

in »twas kleiner als der Innendurchmesser des Zylindei-s 5 ist. Diese Platte ist mit der Antriebswelle fest verbunden durch Versplintung, Verstiftun^, Verbolzung oder sonstige Mittel, und sie ist an ihrem hinteren Teil mit einem plastischen Gelenk-, Kupplungs- oder Verbindungsteil od. dgl. versehen, welches zur Abriegelung oder Abdichtung zwischen dem Zylinder und der Antriebswelle dient

Das Zubehörteil 10 hat zwei Funktionen: Vor der Extraktion ist es notwendig, die Dichtheit des Zylinders zu sichern, indem das genannte Kupplungs- oder Verbindungsstück durch Ausziehen der Druckmittelzylinder mit dem hinteren Teil des Zylinders in Berührung gebracht wird. Auf diese Weise kann das in dem Zylinder eingeschlossene Erdreich durch Saugwirkung

y, aus der Aushöhlung herausgezogen werden. Die Zurückziehung der Druckmittelzylinder ruft ein Eindringen von Luft hervor, welches das Ausdringen von Erdreich gestattet.

im Falle der Abdichtung oder Abriegelung verlängert

so man die Zurückziehung der Druckmittelzylinder, und der vordere Teil des Zubehörteiles 10 wird das Erdreich aus dem Zylinder herausstoßen.

In Fig. 10 ist schließlich ein Zubehörteil 11 dargestellt, welches aus einer Scheibe besieht, die eine

r, öffnung mit einem Angriffsrand aufweist, der mit Schleifmittel od. dgl. besetzt ist und der leicht geneigt ist; diese Ausbildung gestattet den Durchgang von nicht festem Material wie Kies, Geröll, Sand od. dgl. nach rückwärts der Scheibe. Eine Klappe, etwa in Form eines

in angelenkten oder sonstwie angebrachten Sektors, kann sich an die öffnung anlegen und letztere verschließen, wodurch das Zurückhalten dieses in dem Zylinder eingeschlossenen Materiah ermöglicht wird. Die vollständige Zurückziehung der Druckmittelzylinder be-

4Ί wirkt ein Zurückstoßen des Zubehörteils 11 aus dem Zylinder und ermöglicht auf diese Weise das Entweichen des betreffenden Materials.

Es ist im übrigen vorteilhaft, bei der Anwendung des Bohrwerkzeuges die Stangen der Druckmittelzylinder

ΊΙ) z. B. mit Hilfe eines sie umgebenden Kunststoffrohres od. dgl. zu schützen; dieses Rohr kann fest mit dem hinteren Teil des Zylinders verbunden sein, und sein hintere,- Teil kann durch innere Gleitschuhe auf dem Rohr geführt sein und mit den äußeren Körpern der

ν, Druckmittelzylinder in Berührung stehen, um eine Zentrierung dieses Schutzorgans zu gewährleisten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gesteins- und Erdbohrgeräte mit einem drehbaren, vorwärts offenen und rückwärts geschlossenen Zylinder, welcher mit einer Antriebswelle drehfest verbunden und axial druckbeaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (5) axial verschiebbar auf der Antriebswelle (3) gelagert ist

2. Bohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (3) einen vieleckigen, geriffelten, genuteten oder runden Querschnitt aufweist

3. Bohrgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die axiale Druckbeaufschlagung des Zylinders (5) Druckmittelzylinder

(4) vorgesehen sind.

4. Bohrgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Vorderseite des Zylinders

(5) mit Schleifschuhen (13) oder mit Zähnen (14) aus behandeltem Stahl od. dgl. versehen ist.

5. Bohrgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite des Zylinders (5) mit Schleifschuhen (13) und mit Zähnen (14) aus behandeltem Stahl od. dgl. versehen ist.

6. Bohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Zylinders (5) eine mit der Antriebswelle (3) verbundene Scheibe (10) angeordnet ist, durch welche die Rückwand des Zylinders (5) gegen die Antriebswelle (3) abdichtbar ist.

7. Bohrgerät nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) als Auswerfer für das den Zylinder (5) füllende Material ausgebildet ist.

8. Bohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Zylinders (5) eine mit der Antriebswelle (3) verbundene Scheibe (11) angeordnet ist, welche eine Öffnung aufweist, die durch eine Klappe oder einen angelenkten Sektor od. dgl. verschließbar ist.

9. Bohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (3) an ihrem freien Ende eine auswechselbare Spitze (12) trägt.