DE2709030C2

DE2709030C2 - Drehbohrkrone mit Schwenkflügeln

Info

Publication number: DE2709030C2
Application number: DE2709030A
Authority: DE
Inventors: Kurt 6602 Dudweiler Blaschke; Josef 6690 St Wendel Roob
Original assignee: Stahl- und Apparatebau Hans Leffer 6602 Dudweiler De GmbH
Current assignee: Stahl- und Apparatebau Hans Leffer 6602 Dudweiler De GmbH
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1985-05-15
Also published as: FR2382547B1; US4193462A; GB1588551A; DE2709030A1; AT375731B; ATA120078A; CH626685A5; FR2382547A1

Description

Aufnahme eines Schwenkflügels.

In der Darstellung von F i g. 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 Mantelrohr 3 angedeutet ist.

Die Drehbohrkrone umfaßt zunächst einen doppelilügel-förmigen Meißelträger 4 (Fig.2) mit einem Mitteldorn 4a und den beiden Flügeln Ab und 4c, die alle in bekannter Weise mit Rundschaftmeißeln 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 doppelflügel-förmige Gestalt hat, die in Fig. 2 durch eine von dem Umriß ausgehende Schraffur angedeutet ist Wie in F i g. 3 fit^r 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 4c' dieses Meißelträgerflügels fort. Ebenso setzt sich die Schraubenfläche 2 mit ihrem letzten Gang über die Grundplatte 6 in eine schräge Aufnahmeschneide des Flügels Ab fort. Die in F i g. 3 ohne Rundschaftmeißel dargestellte Aufnahmeschneide 4c' ist einheitlich mit einer zum Meißelträger 4 gehörenden Tragplatte 7, der die Grundplatte 6 nahezu übereinstimmend mit deren doppelflügel-artiger Gestalt unterlegt ist. Der Meißelträger 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. F i g. 7 zeigt einen Teil der Grundplatte 6 im Bereich des Bolzens 9, der von unten durch die Tragplatte 7 sowie die Grundplatte 6 hindurchgesteckt wird und durch einen gabelförmigen Riegel 10 gesichert wird, der in eine eingestochene Eindrehung des Bolzens 9 eingreift. 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 doppelflügel-artigen Meißelträger 4.

Die nicht von den Flügeln Ab und 4c des Meißelträgers 4 in Anspruch genommenen Bereiche der doppelflügel-artigen 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 5' 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 Schwenkflügel 12, 13 nach auswärts und haben damit eine in bezug auf den Meiüelträger 4 freischneidende Wirkung. In F i g. 2 ist lediglich der Schwenkflügel 13 nach außen ausgeschwungen, so daß sein äußerster Rundschaftmeißel 5' 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 F i g. 4 in Verbindung mit F i g. 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

ίο Schlitz 24 der Grundplatte 6 eingreift. Der Verstellweg dieses nicht dargestellten Anschlagbolzens innerhalb des bogenförmigen Schlitzes 24 bestimmt den Schwenkbereich des Schwenkflügels 13.

An den radial außenliegenden Seitenflächen sind an den Schwenkflügeln 12, 13 keilförmige Rückstelleisten 25, 26 angeformt, die innerhalb des äußersten Bohrkreises 20 liegen und daher beim Bohren selbst nicht stören. Die aus dem Schnitt nach F i g. 6 ersichtliche Rückstell-Leiste 26 hat eine in Bohrrichtung 27 radial ansteigende Seitenfläche 26'. Die Bohrrichtung 27 ist in Verbindung mit Fig. 6 deshalb nach oben gerichtet, weil der in F i g. 4 dargestellte Schwenkflügel 13 in der Ansicht von unten, d. h. in Pfeilrichtung »X« nach Fig. !,dargestellt ist. Für den Schwenkflügel 12 in Fig. 1 verläuft daher dessen geneigte Seitenwandung 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

ii> 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 sichergestelli,

r> 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

ίο Schwenklagerungen der Schwenkflügel durch keilförmige, sich axial und kreisbogenförmig erstreckende Blechwände 29 und 30 gegen den Eintritt von Erdreich oder Gesteinsbrocken geschützt. In F i g. 1 sieht man auf die Außenfläche der Blechwand 29, wogegen die

■ο Blechwand 30 in Ansicht auf die nach innen gerichtete Fläche erkennbar ist.

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

ho Zur Fortsetzung einer Bohrung wird die Schnecke 1,2 mit der an der Grundplatte 6 befestigten Drehbohrkrone in ein eingelassenes Mantelrohr 3 abgesenkt, wobei die Schwenkflügel 12 und 13 nach innen geschwungen sind. Wenn nach dem Auftreffen auf das Erdreich oder fi5 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Drehbohrkrone für in einem Mantelrohr angeordnete eingängige Schneckenbohrer zum Austragen des Erdreiches beim Bohren von Erd- und Gesteinsformationen, mit einem rotierbaren, mit Meißeln besetzten doppelflügel-förmigen Meißelträger und mit auf zur Rotationsachse des Meißelträgers parallelen Achsen gelagerten, ebenfalls mit Meißeln bestückten, diametral zueinander angeordneten Schwenkflügeln, deren radial äußere Arbeitslage durch Anschlag begrenzt ist und die an der radial außen liegenden Seitenfläche mit einer in Bohrrichtung ansteigend geneigten Rückstelleiste versehen sind, die in der radialen Innenstellung der Schwenkflügel innerhalb des Innendurchmessers des Mantelrohrs liegt, dadurch gekeiinzoichnet, daß der doppelflügel-förmige Träger (4) mit Rundschaftmeißeln (5) bestückt und an einer doppeJflügel-förmigen Grundplatte (6) des Schnekkenbohrers (1, 2) befestigt ist, daß der Schneckenbohrer (1, 2) durch Einfügung eines zweiten, halben Schraubenganges (2a) vorderseitig zweigängig ausgebildet ist und die beiden letzten Schraubengänge (2, 2a) sich vorderseitig jeweils in einer schrägen Aufnahmescheide (4c') fortsetzen, wobei die ebenfalls mit Rundschaftmeißeln (Sa') bestückten Schwenkflügel (12, 13) unterhalb der sich von der Grundplatte (6) nach rückwärts erstreckenden Schraubengänge (2, 2a) an der Grundplatte (6) schwenkbar gelagert und die zwischen den Schraubengängen (2,2a^und der Grundplatte (6) gebildeten keilförmigen Räume im Bereich der Schwenklagerungen (14, 15) der Schwenkflügel (12, 13) durch keilförmige, sich axial und kreisbogenförmig erstrekkende Blechwände (29,30) abgedeckt sind.

Die Erfindung betrifft eine Drehbohrkrone für eingängige Schneckenbohrer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Sie geht damit aus von Drehbohrkronen mit Schwenkflügeln an rotierbaren doppelflügelförmigen Meißelträgern nach US-Patentschriften 85 383, 35 08 622 und 37 34 214. Die mit Meißeln besetzten Schwenkflügel nach dem Stande der Technik haben die Aufgabe, bei Drehbohrarbeiten radial nach außen zu schwingen und den Bohrkreis zu vergrößern, damit ein für Pfahlgründungen eingesetztes Mantelrohr leichter vorgetrieben werden kann. Die US-PS 85 383 zeigt zusätzlich Schwenkflügel, die an der radial außenliegenden Seitenfläche mit einer in Bohrrichtung ansteigend geneigten Rückstelleiste versehen sind, die in der radialen Innenstellung der Schwenkflügel innerhalb des Innendurchmessers des Mantelrohres liegt. Wenn auch die Schwenkflügel durch Umkehrung der Drehrichtung der Bohrkrone in diese radiale Innenstellung gebracht werden können, um die Drehbohrkrone zum Austrag des Bohrgutes mit dem Schneckenbohrer aus dem Mantelrohr zur Erdoberfläche hinaufziehen zu können, so haben die Rückstelleisten die Aufgabe, eine Rückführung der Schwenkflügel in die radiale Innenstellung dadurch zu erzwingen, daß sie durch das Erdreich oder die untere Stirnfläche des untersten Mantelrohres einen nach innen gerichteten Rückstell-Impuls erfahren, durch den die Schwenkflügel mit Sicherheit bis innerhalb des Innendurchmessers der Mantelrohre zurückgeschwenkt werden.

Die Schwenklagerung von diametral angeordneten Schwenkflügeln nach dem Stande der Technik ist insofern ein kritischer Punkt, als größte Schwierigkeiten zu erwarten sind, wenn Schwenkflügel durch das Rückwärtsdrehen der Bohrkrone nicht in die radiale Innenstellung zurückzuschwenken sind, wenn die Schwenklagerung der Schwenkflügel durch das Bohrgui, insbesondere Gesteinsbrocken, blockiert wird. ίο Unter Umständen verlieren dann auch die geneigten Rückstelleisten an den Schwenkflügeln ihre Hilfsfunktion. Lassen sich die Schwenkflügel nicht in die radiale Innenstellung zurückschwenken, ist es unmöglich, die Drehbohrkrone mit dem anschließenden Schneckenbohrer aufwärts zu fahren. Es bleibt dann nichts anderes übrig, als das Mantelrohr aus dem Bohrloch herauszuziehen und die Bohrung irneut zu beginnen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Lagerung von diametral angeordneten Schwenkflügeln vor Verschmutzung zu schützen, worunter auch ein Blockieren durch Gesteinsbrocken zu verstehen ist, insbesondere dann, wenn die Drehbohrkrone so wie die Schwenkflügel nach der DE-PS 22 42 724 mit Rundschaftmeißeln besetzt sind, um auch Gesteinsformationen zu durchbohren.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst. Hiernach wird der Schneckebohrer vorderseitig zweigärgig ausgebildet, womit durch die beiden sich <o nach rückwärts erstreckenden Schraubengänge gegenüber einer doppelflügel-förmigen Grundplatte des Schneckenbohrers zwei keilförmige Räume gebildet werden, innerhalb der die Schwenklagerungen für die Schwenkflügel weitgehend geschützt angeordnet sind. Die Erfindung wird dadurch vollendet, daß die keilförmigen Räume im Bereich der Schwenklagerungen der Schwenkflügel durch keilförmige, sich axial und kreisbogenförmig erstreckende Blechwände abgedeckt sind. Die Schwenkflügellagerungen befinden sich to nunmehr in Räumen, die lediglich entgegen Drehrichtung des Schneckenbohrers offen, an anderen Seiten jedoch geschlossen sind. Wenn durch die Umkehr der Drehrichtung der Drehbohrkrone nebst Schneckenbohrer Erdreich und Geröll in diese Räume eindringt, sind die Schwenkflügel bereits in die Innenstellung zurückgeschwenkt.

Die Anordnung einer keilförmigen, sich axial und kreisbogenförmig erstreckenden Blechwand im Anschluß an eine Schneide eines eingängigen Schneckenbohrers zwischen dem sich nach rückwärts erstreckenden Schraubengang und einer Grundplatte des Schnekkenbohrers ist an sich bekannt (DE-PS 9 72 007), jedoch lediglich zur Versteifung der Grundplatte, zumal keine diametralen Schwenkflügel vorgesehen sind. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Drehbohrkrone gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt

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

F i g. 2 eine Ansicht der Drehbohrkrone von unten in Pfeilrichtung»X«\n Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fi g.
2, Fig. 4 einen Losen Schwenkflügel ohne Rundschaftmeißel in Draufsicht,
b5 F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in F i g. 4,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl in F i g. 4, und

Fig. 7 einen Teil der Grundplatte im Bereich der