DE2709030A1

DE2709030A1 - Drehbohrkrone fuer erd- und gesteinsformationen

Info

Publication number: DE2709030A1
Application number: DE19772709030
Authority: DE
Inventors: Kurt Blaschke; Josef Roob
Original assignee: Leffer Stahl & App
Current assignee: Leffer Stahl & App
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1978-09-07
Also published as: DE2709030C2; US4193462A; FR2382547B1; GB1588551A; FR2382547A1; ATA120078A; AT375731B; CH626685A5

Description

667 St. Ingbert, den 1. März 1977 Le XI-boe/Kl

Anm.:

Stahl- und Apparatebau
Hans Leffer GmbH
Pfählerstraße 1

6602 Saarbrücken-Dudweiler

Drehbohrkrone für Erd- und Gesteinsformationen

Die Erfindung betrifft eine Drehbohrkrone für Erd- und Gesteinsfornationen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sie geht damit aus von der DT-PS 2 24 2 724, in der eine Drehbohrkrone mit diametral auf einem Meißelträger angeordneten Schwenkflügeln beschrieben ist, die bei Drehbohrarbeiten radial nach außen schwingen und den Bohrkreis vergrößern, da sie wie der Meißelträger mit Rundschaftmeißeln besetzt sind.

Der in Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte, für horizontale Drehbohrarbeiten konzipierte Drehbohrkrone anwendbar zu machen für verrohrte Pfahlgründungen, um sicherzustellen, daß die Schwenkflügel mit Sicher-

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heit in ihre Ruhelage innerhalb des Innendurchmessers der Bohrrohre zurückschwenLen, wenn die Drehbohrkrone nach einem Arbeitsspiel aufwärts gezogen werden soll. Die Umkehr der Drehrichtung der Bohrkrone genügt bei vertikalen Drehbohrarbeiten nicht, und es besteht die Gefahr, daß die noch ausgeschwenkten Schwenkflügel bein Hochfahren der Drehbohrkrone an der unteren Stirnfläche des untersten Bohrrohres anstoßen, wodurch die gesamte Bohranlage blockiert würde.

Die erfindungsgemäßen geneigten Rückstell-Leisten an den Schwenkflügeln beseitigen diese Gefahr auf einfache und fortschrittliche Weise, indem diese Ruckste H-Leis ten bei der Umkehr der Drehrichtung der Bohrkrone sowie beim Aufwärtsfahren derselben durch das auf

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die keilförmigen Rückstell-Leisten drückende Erdreich einen nach innen gerichteten Rückstell-Impuls erfahren, durch den die Schwenkflügel mit Sicherheit wieder einwärts bis innerhalb des Innendurchmessers der Bohrrohre verschwenkt werden. Das Erdreich sowie die geneigten Rückstell-Leisten bilden quasi zusammen ein Keilschubgetriebe. Sollten die Schwenkflügel bei ihrer Annäherung an die untere Stirnfläche des untersten Bohrrohres noch nicht vollständig zurückgeschwenkt sein, so vollendet diese Stirnfläche die Rückstell-Bewegung, indem sie gegen die keilförmigen Rückstell-Leisten anstößt.

Um für vertikale Drehbohrarbeiten in Verbindung mit verrohrten Pfahlgründungen die erfindungsgemäße Drehbohrkrone zum Austragen des gelösten Erdreiches oder Gesteins mit einem Schenckenbohrer zu integrieren, empfiehlt sich eine Weiterbildung der Drehbohrkrone durch die Merkmale des Anspruches 2.

Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Drehbohrkrone nach Anspruch 3 soll die Schwenklager für die Schwenkflügel leichtgängig erhalten, indem die Schwenklagerungen gegen den Eintritt von Erdreich oder Gesteinsbrocken durch abdeckende Blechwände geschützt werden.

Eine lösbare und auswechselbare Anordnung des Meißelträgers an seiner Grundplatte ist Gegenstand des Anspruches 4. Hierdurch wird erreicht, daß man je nach den Bodenverhältnissen eine diesen Verhältnissen angepaßte Drehbohrkrone einsetzen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Drehbohrkrone gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Schneckenbohrer dargestellt« Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht mit axialem Schnitt durch das letzte Bohrrohr,

Fig. 2 eine Ansicht der Drehbohrkrone von unten in Pfeilrichtung "X" in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen losen Schwenkflügel ohne Rundschaftmeißel in Draufsicht,

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Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V - V in Fig.4,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig.4_; und *

Fig. 7 einen Teil der Grundplatte im Bereich der Aufnahme eines Schwenkflügels.

In der Darstellung von Fig. 1 erkennt man die letzten Gänge eines Schneckenbohrers mit der Antriebsachse 1 und dem Schraubengang 2, der in seinem letzten Gang durch einen eingefügten zweiten halben Schraubengang 2a zweigängig ausgeführt ist. Der Schneckenbohrer mit der am unteren Ende angeordneten Drehbohrkrone ist in Arbeitsstellung befindlich dargestellt, was durch das letzte Bohrrohr 3 angedeutet ist.

Die Drehbohrkrone umfaßt zunächst einen doppel-flügelförmigen Meißelträger 4 (Fig. 2) mit einem Mitteldorn 4a und den beiden Flügeln 4b und 4c, die alle in bekannter Weise mit Rundschaft- neißeln 5 besetzt sind. Der Meißelträger 4 ist von unten an einer Grundplatte 6 befestigt, die in nicht näher dargestellter Weise drehfest mit der Schneckenachse 1 verbunden ist und ebenfalls eine doppel-flügeiförmige Gestalt hat, die in Fig. 2 durch eine von dem Umriß ausgehende Schraffur angedeutet ist. Wie in Fig. für' den einen Flügel 4c des Meißelträgers dargestellt ist, ist die zugehörige Schraubenfläche 2a am Auslauf mit der Grundplatte 6 verschweißt und setzt sich in eine schräge Aufnahmeschneide 4c¹ dieses Meißelträgerflügels fort. Ebenso setzt sich die Schraubenfläche 2 mit ihrem letzten Gang über die Grundplatte in eine schräge Aufnahmeschneide des Flügels 4b fort. Die in Fig. 3 ohne Rundschaftmeißel dargestellte Aufnahmeschneide 4c¹ ist einheitlich mit einer zum Meißelträger 4 gehörenden Tragplatte 7, mit der die Grundplatte 6 nahezu übereinstimmend mit deren doppel-flügelartiger Gestalt unterlegt ist.Der Meißel- träger 4 mit der Tragplatte 7 ist also als gegenüber der Grundplatte 6 lösbares Teil ausgeführt und mittels zweier die Grundplatte 6 durchgreifende, das Drehmoment übertragender Bolzen 8, 9 austauschbar mit der Grundplatte 6 verbunden. Fig. 7 zeigt einen Teil der Grundplatte 6 im Bereich des Bolzens 9, der von unten durch die Tragplatte 7 sowie die Grundplatte 6 hindurchge-

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steckt wird und durch einen .gabelförmigen Riegel 10 gesichert wird, der in eine eingestochene Eindrehung des Bolzens 9 ein- -greift. In gleicher Weise wird der Bolzen 8 durch einen gabelförmigen Riegel 11 gesichert. Da die Grundplatte 6 mit der Drehachse 1 drehfest verbunden ist, übertragen die beiden Bolzen 8 und 9 das Drehmoment auf den doppel-flügelartigen Meißelträger

Die nicht von den Flügeln 4b und 4c des Meißelträgers 4 in Anspruch genommenen Bereiche der doppel-flügelartigen Grundplatte 6 tragen diametral angeordnete Schwenkflügel 12,13, die auf zur Rotationsachse des Meißelträgers 4 parallelen Achsen 14 und 15 schwenkbar gelagert sind. Zur Lagesicherung dieser Schwenkflügel 12, 13 dienen ebenfalls gabelförmige Riegel 16, 17, so daß auch die Schwenkflügel 12, 13 lösbar und austauschbar gehaltert sind.

Die ebenfalls mit Rundschaftmeißeln besetzten Schwenkflügel 12, 13 erstrecken sich von ihren Schwenkachsen 14, 15 aus in Drehrichtung der Drehbohrkrone, die durch den Pfeil 18 angedeutet ist. Aufgrund des Widerstandes, den die Rundschaftmeißel beim Drehen der Drehbohrkrone am Erdreich oder an der Gesteinsformation finden, schwenken die Drehflügel 12, 13 nach auswärts und haben damit eine in bezug auf den Meißelträger 4 frei schneidende Wirkung. In Fig. 2 ist lediglich der Schwenkflügel 13 nach außen ausgeschwungen, so daß sein äußerster Rundschaftmeißel 5¹ einen Bohrkreis 20 beschreibt. Der Schwenkflügel 12 ist in rückgestellter Lage dargestellt.

Sowohl die ausgeschwungene Lage des Schwenkflügels 13 als auch die rückgeschwungene Lage des Schwenkflügels 12 sind durch Anschläge begrenzt. Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 5 zeigt, daß beispielsweise der Schwenkflügel 13 außer einer Bohrung 21 zur Aufnahme der Schwenkachse 15, die auch eine Bohrung 23 in der Grundplatte 6 (und selbstverständlich auch in der Tragplatte 7) durchgreift, eine außermittige Bohrung 22 aufweist, durch die ein Anschlagbolzen gesteckt werden kann, der bis in einen bogenförmigen Schlitz 24 der Grundplatte 6 eingreift. Der Verstellweg dieses nicht dargestellten Anschlagbolzens innerhalb des bogen-

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j förmigen Schlitzes 24 bestimmt den Schwenkbereich des Schwenk- j

flügeis 13. j

An den radial außenliegenden Seitenflächen sind an den Schwenk- ' flügeln 12,13 keilförmige Rückstell-Leisten 25,26 angeformt, J die innerhalb des äußersten Bohrkreises 20 liegen und daher > beim Bohren selbst nicht stören. Die aus dem Schnitt nach Fig. 6 .; ersichtliche Rückstell-Leiste 26 hat eine in Bohrrichtung 27 j radial ansteigende Seitenfläche 26'. Die Bohrrichtung 27 ist i in Verbindung mit Fig. 6 deshalb nach oben gerichtet, weil der : in Fig. 4 dargestellte Schwenkflügel 13 in der Ansicht von unten,· d.h. in Pfeilrichtung "X" nach Fig. 1, dargestellt ist.Für den Schwenkflügel 12 in Fig. 1 verläuft daher dessen geneigte Seiten-; wandung 25' umgekehrt. Diese geneigten Seitenwandungen 25' und 26' bzw. die sie bildenden Rückstell-Leisten 25,26 haben die Wirkung, daß beim Zurückziehen der Schneckenbohrer-Achse 1 und der daran befestigten Drehbohrkrone das gelöste Erdreich oder Gestein einen Druck auf die Oberflächen 25' und 26' ausübt mit der Folge, daß radial nach innen gerichtete Kraftkomponenten als Rückstellimpulse für die Schwenkflügel 12 und 13 erzeugt werden. Hierdurch wird sichergestellt, und entsprechend ist auch die Schwenklagenbegrenzung für die Schwenkflügel ausgelegt, daß die Schwenkflügel beim Hochziehen der Bohrvorrichtung mit Sicherheit bis innerhalb des Innendurchmessers des Bohrrohres 3 zurückschwenken, wie in Fig. 2 für den Schwenkflügel 12 dargestellt ist.

Zurückkommend auf Fig. 1 ist zu bemerken, daß die Schwenkflügel 12, 13 mit ihren Schwenkbolzen 14, 15 unterhalb der von der Grundplatte 6 ausgehenden Schraubengänge 2 bzw. 2a gelagert sind, also in keilförmigen Räumen, die sich leicht durch Erdreich und gelöste Gesteinsbrocken zusetzen können. Um die Schwenklagerungen für die Schwenkflügel leichtgängig zu halten, sind diese keilförmigen Räume zwischen den Schraubengängen und der Grundplatte im Bereich der Schwenklagerungen der Schwenkflügel durch keilförmige,sich axial und kreisbogenförmig ersteckende Blechwände 29 und 30 gegen den Eintritt von Erdreich oder Gesteinsbrocken geschützt. In Fig. 1 sieht man auf die Außenfläche der Blechwand 29, wogegen die Blechwand 30 in Ansicht auf die nach innen gerichtete Fläche erkennbar ist.

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Die Wirkungsweise der dargestellten zweischneidigen FeIsbohr-Schnecke mit den zum Freischnitt dienenden Schwenkflügeln 12 und 13 ist folgende:

Zur Fortsetzung einer Bohrung wird die Schnecke 1, 2 mit der an der Grundplatte 6 befestigten Drehbohrkrone in ein eingelassenes Bohrrohr 3 abgesenkt, wobei die Schwenkflügel 12 und 13 nach innen geschwungen sind. Wenn nach dem Auftreffen auf das Erdreich oder auf eine Gesteinsformation mit dem Bohren begonnen werden soll, wird die Schneckenachse 1 in Drehrichtung 18 angetrieben, wodurch sich die freischneidenden Schwenkflügel 12 und 13 nach außen arbeiten, wie für den Schwenkflügel 13 dargestellt ist. Wenn der Schraubengang 2 genügend mit gelöstem Material gefüllt ist, muß die Bohrvorrichtung aufwärts gezogen werden, um das Material auszutragen, Hierzu wird zunächst die Drehrichtung 18 umgekehrt, wodurch die Schwenkflügel 12 und 13 die Tendenz haben, in ihre eingeschwungene Lage zurückzukehren. Dies wird beim Hochziehen der Bohrvorrichtung durch die schrägen radialen Seitenwandungen 25* und 26' der Schwenkflügel in der beschriebenen Weise unterstützt, so daß sie nicht an der unteren Stirnfläche des Bohrrohres 3 anstoßen können. Wenn sie dort noch anstoßen sollten, dann mit den geneigten Keilflächen 25', 26', was sich nur dahin auswirken kann, daß die Schwenkflügel vollends bis innerhalb des Innendurchmessers des Bohrrohres 3 zurückgestellt werden.

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Claims

PATENTANWALT DiPLrING. CO. BOECKER 6670 ST.INGBERT(SAAR). ENSHEIMERSTR.48 667 St. ingbert, den 1. März 1977 Le XI-boe/Kl Anm.: Stahl- und Apparatebau Hans Leffer GmbH Pfählerstraße 1 Saarbrücken-Dudweiler PATENTANSPRÜCHE SCHUTZANSPROCHE

1. Drehbohrkrone für Erd- und Gesteinsformationen mit einem rotierenden, mit Rundschaftmeißeln besetzen doppel-flügelförmigen Meißelträger und mit auf zur Rotationsachse des Meißelträgers parallelen Achsen gelagerten, ebenfalls mit Rundschaftmeißeln besetzten diametral angeordneten Schwenkflügeln, die in einer durch Anschlag begrenzten radial nach außen geschwungenen Arbeitslage mit ihren Meißeln den Meißelträger freischneiden und bei Umkehr der Drehrichtung der Bohrkrone in eine innere Ruhelage zurückschwingen, wenn die Bohrkrone aus dem Bohrloch herausgezogen werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung der Drehbohrkrone für verrohrte Pfahlgründungen jeder Schwenkflügel (12, 13) an seiner radial außen liegenden Seitenfläche (25', 26') mit einer in Bohrrichtung ansteigend geneigten Rückstell-Leiste (25, 26) versehen ist, die bei nach innen geschwungener Ruhelage der Schwenkflügel innerhalb des Innendurchmessers des verwendeten Bohrrohres(3) liegen.

2. Drehbohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der doppel-flügeiförmige Meißelträger (4) an einer doppelflügeiförmigen Grundplatte (6) eines Schneckenbohrers (1,2) befestigt ist, dessen beide letzten doppelgängige Schraubenflächen (2,2a) sich jeweils in eine schräge Aufnahme-Schneide (4c¹) eines jeden Meißelträger-Flügels (4b, 4c) fortsetzen.

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Drehbohrkrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkflügel (JL2,13) unterhalb der von der Grundplatte (6) ausgehenden Schraubengänge (2, 2a) an der Grundplatte schwenkbar gelagert sind und die keilförmigen Räume zwischen den Schraubengängen und der Grundplatte im Bereich der Schwenklagerungen (14, 15) der Schwenkflügel durch keilförmige, sich axial und kreisbogenförmig erstreckende Blechwände (29,30) gegen den Eintritt von Erdreich oder Gesteinsbrocken geschützt sind.

Drehbohrkrone nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß der doppel-flügeiförmige Meißelträger (4) über mindestens zwei die Grundplatte (6) durchgreifende, das Drehmoment übertragende Bolzen (8,9) lösbar und austauschbar mit der an der Schneckenbohrer-Achse (1) befestigten Grundplatte verbunden ist.

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