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Bohrgerät zum Antrieb eines Schneckenbohrers
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für die herstellung von verrohrten Pfahlgründungen Die Erfindung
betrifft ein Bohrgerät zum Antrieb eines Schneckenbohrers für die erstellung von
verrohrten Pfahlgründungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, das als Einheit
an dem Kabel eines Krans hängend in das :Bohrloch abgesenkt werden kann und dort
mittels einer Klemmvorrichtung festlegbar ist, um das Drehmoment des im Bohrgerät
befindlichen Antriebsmotors für den Schneckenbohrer abzustützen. Damit das Bohrgerät
unter dem Eigengewicht einen Arbeitshub ausführen kann, ist es bekannt, die Klemmvorrichtung
über einen begrenzten Arbeitshub axial, aber undrehbar an den: den Antriebsmotor
aufnehmenden und den Schneckenbohrer tragenden Gehäuse zu führen (DT-PS 842 932)
Für das Arbeiten in losem Erdreich wird das Eigengewicht des Bohrgerätes einschließlich
Schneckenbohrer ausreichen, nicht aber, wenn der Boden hart und/oder felsig ist,
wozu der Schnekkenbohrer üblicherweise mit einer mit Bohrmeisseln versehenen Bohrkrone
bestückt wird. I)ie Bohrzeit wird dann bedeutend verlängert, Von hier aus stellt
sich die Aufgabe, ein Innenbohrgerät gemäß der Gattung dahingehend weiterzuentwickeln,
daß auf den Schneckenlohrer zusätzlich zu Gewichtskräften ein aktiver , Möglichst
regelbarer bohrdruck ausgeübt werden kann, der das @rbeiten insbesondere in felsigem
Erdreich zu beschletni,en ve@n@t.
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Für ein im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenes Innenbohrgerät
besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß zwischen der Klemmvorrichtung und den
den Antriebsmotor aufnehmenden und den Schneckenbohrer tragenden Gehäuse parallel
zum Bohrloch angeordnete, doppelt beaufschlagbare Hubzylinder vorgesehen sind, die
bei eingeschalteter Klemmvorrichtung das Gehäuse abwärts driicken, Die Reaktionskraft
der Hubzylinder, die die Größe der maximalen Bohrkraft bestimmt, und die sich über
die Klemmvorrichtung an dem Senkrohr abstützt, ist gleich der Gewichtskraft aus
dem Eigengewicht des Senkrohres sowie der am oberen Ende des Senkrohres angesetzten
Snannschelle zuzüglich der Haftreibungskraft, die zwischen dem Senlçrohr und dem
Erdreich vorliegt. Diese beiden Kräfte nehmen mit zunehmender Länge des Senkrohres
zu, sodaß der hydraulische aktive Pohrdruck umso höher eingestellt weiden kann,
je tiefer das Bohrloch ist und das Erdreich härter und/oder felsiger wird.
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Wenn die Hubzylinder nach einem Arbeitshub und nach Lösen der Klemmvorrichtung
auf Einziehen ihrer Kolbenstangen umgesteuert werden, wird die Klemmvorrichtung
zwangläufig nach unten nachgesetzt, wodurch es ausgeschlossen ist, daß die gelöste
Klemmvorrichtung an der Innenwandung des Senkrohres haften bleibt, Der Gedanke,
auf das Bohrwerkzeug eines Innenbohrgerätes einen aktiven hydraulischen Dohrdruck
auszuüben, ist an sich nicht neu. Es handelt sich bei diesem Stand der Technik (DT-PS
1 171 848) um ein Innenbohrgerät mit einem Drehbohrantrieb, das unter Anwendung
des Umkehrspülverfahrens arbeitet, wobei das von einer Drehschwinge in hin und hergehende
Rotationsbewegung versetzte Senkrohr zusammen mit dem verklemmten Innenbohrgerät
abwärtsgeht. Für das Arbeiten mit dem Drehbohrer wird dabei nicht nur das Gewicht
des Innenbohrgerätes selbst, sondern auch dasjenige des Senkrohres ausgenatzt, da
das Innenbohrgerät mit dem Senkrohr verklemmt bleibt. Es erübrigt sich wegen des
Umkehrspulverfahrens nämlich, das Bohrgerät von Zeit zu Zeit aus dem Bohrloch herauszuziehen,
um das auf den Gängen eines schneckenho@@ers liegende Gut aus@erhalb des Bohrloches
abzuwerfen. Bei die der @@ naten Tiefbohranlage ist die ausserhalb des Bohr-@@@@@@
@@ dem Senkrohr angreifende Spannschelle der Drehschwinge
von hydraulischen
Hubzylindern getragen, die sich über einen Grundrahmen auf dem Boden abstützen und
die vornehmlich dazu dienen, die Senkrohre nach dem Betonieren wieder zu ziehen,
um sie wieder verwenden zu können, Die Hubzylinder sollen auch dazu herangezogen
werden, die Spannschelle mit dem Senkrohr und dem daran festgelegten Innenbohrgerät
abwärts zu drücken, um den Bohrdruck zu erhöhen, Obwohl bei dieser bekannten Bohranlage
auf das Bohrwerkzeug ein zusätzlicher aktiver Bohrdruck über hydraulische Hubzylinder
ausgeübt werden kann, wird nicht die Aufgabe gelöst, hartes und/oder felsiges Erdreich
schneller abtragen zu können, denn die einsetzbare hydraallische Druckkraft ist
dadurch begrenzt, daß die Reaktionskraft nicht größer sein kann als die Gewichtskraft
aus dem Eigengewicht des Senkrohres, der oberen Spannschelle, der Hubzylinder und
deren Grundrahmen a b z ü g 1 i c a der haftreibungskraft zwischen Senkrohr und
Erdreich, die dazu noch mit zunehmender Länge des Senkrohres ansteigt. Das Innenbohrgerät
gemäß der Erfindung zeicnnet sich demgegeniiber dadurch aus, daß die Hubzylinder
sieh bei der Ausübung ihrer Druckkraft über die Kleninworrichtung am Senkrohr abstützen,
das über seine Jiaftreibung am Erdreich eine zusätzliche Reaktionskraft herzugeben
vermag.
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Weitere Ausbildungen des erfindungsgemäßen Innenbohrgerates sind in
den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben und in der Zeichnungsbeschreibung näher behandelt.
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Das Innenbo'nrgerät kann nach Anspruch 6 mit einer zusätzlichen zweiten,
axial am Bohrgerät festgelegten Klemmvorrichtung versehen sein, die im Wechsel mit
der axial beweglichen ersten Klemmvorrichtung betätigbar ist. Hierdurch wird erreicht,
daß das Innenbohrgerät durch abwechselndes Betätigen der beiden Klemmvorrichtungen
und entsprechendes Steuern der Hubzylinder im Senkrohr aufwärts klettern kann, Die
Kabelverbindung zum Kran kann dabei gelöst und der Kran zur Bedienung anderer Bohrstellen
eingesetzt werden. Im Grunde genommen ist bei dieser Weiterentwicklung überhaupt
kein mobiler Kran mehr erforderlieh, da er durch eine leichte ortsfeste Winde an
jeder
Bohrstelle ersetzt werden kann, die lediglich die hochgekletterte
Bohrvorrichtung aus dem Senkrohr herauszieht, um das vom Schneckenbohrer ausgetragene
Faterial abzuwerden und das Bohrgerät wieder in das Senkrohr einzuführen, das auch
abwärts zu klettern vermag.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Innenbohrgerätes dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht des in ein
Senkrohr eingefüblr ten Bohrgerätes, Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie II -
II in Fig.1, und Fig 3 einen Schaltplan für die elektrische und hydraulische Versorgung.
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In Fig.1 erkennt man das in ein Senkrohr 3 niedergebrachte Innenbohrgerät
mit einem in das Senkrohr passenden Stahlzylinder 1, der an seiner oberen Abschlußplatte
1a eine Aufhängeöse 2 zum inschluß des Tragkabels eines Krans oder einer Winde trägt.
Am unteren Ende geht der Stahlzylinder 1 in ein verjüngtes Gehäuseteil 1b über,
das einen Getriebemotor 4 als Antrieb des Schneckenbohrers 5 aufnimmt, Der Schneckenbohrer
5 ist an einen Drehzapfen 6 des Antriebsmotors 4 angeschlossen.
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Am oberen Bereich des Stahlzylinders 1 ist eine Klemmvorrichtung 8
über einen Arbeitshub H axial beweglich, aber undrehbar geführt. Hierzu ist der
Stahl zylinder im Bereich der Klemmvorrichtung und deren Arbeitshubes H zum Durchlaß
von zwei diametralen Klemmbacken 8a und 8b mit Aussparungen 9 und 10 versehen, zwischen
denen diametrale Wandungsteile lc stehenbleiben. Die beiden Klemmbacken 8a,8b sind
auf je einer Schwenkachse 11 schwenkbar gelagert und mittels je eines hydraulischen
Klemmzylinders 12 nach aussen und zurück nach innen steuerbar Die Schwenkachsen
11 erstrecken sich zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Tragplatten
13 und 14, die die trG-genden Elemente der Klemmvorrichtung 8 sind. Wie am besten
aus Fi.2 ersiellilich ist, trägt die untere Tragplatte 14 die Klemmzylinder 12.
Beide Tragplatten 13,14 sipd hingegen mit korrespondierenden Ausnehmungen versehen,
in die ein rechteckiger Innenbehälter 15 eingesetzt ist, an dessen vier Wandungsteilen
die Tragplatten angeschweißt sind. Der Innenbehälter 15 dient
zur
Aufnahme von zwei aus Fotor und Druckpumpe bestehenden Pumpenaggregaten 16 und 17
sowie der in Fig.3 angedeuteten Ventilstenerungen 29 und 33. Das Pumpenaggregat
liefert das Drucköl für die Hubzylinder 18,19, wogegen das andere Aggregat 17 die
Klemmzylinder 12 versorgt. Der innenbehälter 15 hat einen unteren Behälterteil 15a,
der das Drucköl für beide Iumpenaggregate aufnimmt, die über Saugsiebe 22 und 23
ihr Öl aufnehmen.
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Ausserhalb des Innenbehälters 15 sind innerhalb des Stahlzylinders
1 parallel zum Bohrloch angeordnete, doppelt beaufschlagbare Hubzylinder 18 und
19 vorgesehen, die oben an die untere Tragplatte 14 der Klemmvorrichtung 8 und unten
an den Stahlzylinder 1 bezw, dessen Gehäuseteil ib angeschlossen sind.
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Damit sind diese Hubzylinder 18,19 zwischen der axial beweglichen
Klemmvorichtung 8 und dem den Antriebsmotor 4 aufnehmenden und den Schneckenbohrer
5 tragenden Gehäuseteil 1b wirksam und vermögen die Klemmvorrichtung über deren
Arbeitshub Ii hin und her zu bewegen.
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Das Stützmoment des Antriebsmotors 4 muss beim Bohren über die Klemmvorrichtung
8 vom Senkrohr 3 aufgenemmen werden, das beim Bohren stillsteht und von der oberen,
nicht dargestellten Sca-nnschelle festgehalten wird, Daher besteht zwischen der
Klemmvorrichtung 8 und dem Stahl zylinder 1 eine Drehsicherung, die mindestens in
der Drehrichtung des Stüzmomentes des Antriebsmotors 4 wirksam ist. Eine derartige
Drehsicherung besteht aus zwei diametralen Stützwinkeln 20, die zwischen den Tragplatten
13,14 verlaufen, und diametralen Leisten 21, die an der Innenwandung des Stahl zylinders
1 befestigt sind und gegen die die Stüzwinkel 20 anschlagen, wenn bei auswärts gesteuerten
Klemmbacken 8a,8b und damit am Senkrohr 3 fixierter Klemmvorrichtung 8 der Antriebsmotet
4 für den Schneckenbohrer 5 eingescgaktet wird und dessen Stützmoment den Stiahlzylinder
1 zu drehen versucht. Tn Pig. 1 ist der Stahl zylinder 1 am oberen hand teilweise
weggebrochen, um die in Fig. 2 untenliegenden Stätzwinkel 20 mit Anschlagleiste
21 sichtbar zu maenen.
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Es verstebt sich, daß statt der Stützwinkel 20 auch U-förmige @ähr@ngen
vor@ese@en werden können, die eine Drehsicherung in.
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beiden meglich@@ @elaf@ven Dreh@ch tungen des Stahlzylinders
gegenüber
der Klemmvorrichtung 8 bewirken.
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Die Energie- und Steuerleitungen werden über eine Kabelrolle 24, die
über dem Bohrloch festgelegt ist, bei 25 in die obere Abschlußplatte 1a des Stahlzylinders
in das Innenbohrgerät eingeführt. Im Schaltplan nach Fig.3 sind der Einfachheit
halber nur Energieleitungen dargestellt, und zwar die elektrische Kraftleitung 26
für den Motor des Pumpenaggregates 17, die elektrische KLraftleitung 27 für den
Kotor des Pumpenaggregates 16 und die elektrische Kraftleitung 36 für den Getriebemotor
4.
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Von dem Pumpenaggregat 16 führt eine Drucldeitung 28 zum 2-Wegeventil
29, von dem aus ein Leitungspaar 30,31 zu den beiden I1ubzylindern 18,19 führen,
die somit doppelt beaufschlagbar sind.
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Das Pumpenaggregat 17 ist iiber eine Druckleitung 32 an ein weiteres
2-Wegeventil 33 und ein Leitungspaar 34,35 an die beiden doppelt beaufschlagbaren
Klemmzylinder 12 angeschlossen. Die Ventile 29 und 33 sind Klektromagnetventile,
die über die nicht dargestellten Steuerleitungen geschaltet werden.
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Die Derstellung nach Fig.1 zeigt die Klemmvorrichtung 8 in unterer
Relativlage gegenüber dem Stahlzylinder 1. Zu Beginn eines Arbeitshubes wird über
das Ventil 33 auf die Leitung 34 Druck gegeben, sodaß dei Klemmzylinder 12 die Klemmbacken
8a,8b nach aussen schwenken und an dem Senkrohr e zur Anlage bringen.
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Nachdem der mit einer Eohrkrone 7 versehene Schneckenkohrer 5 über
die Energieleitung 36 und den antriebsmotor 4 eingeschaltet werden wird das Ventil
29 so geschaltet, daß die Leitung 31 Druck erhält und die Kolbenstangen 18a und
19a der Hubzlinder ausfahren. Hierdurch wird unter Abstützung an der fixierten Klemmvorrichtung
8 ein aktiver Bohrdruck auf den Schneckenbohrer 5 und seine Bohrkrone 7 ausgeübt,
bis das ganze Innenbohrgerät gegenüber der Klemmvorrichtung 8 seinen Arbeitshub
H gefahren hat. daraufhin werden die Ventile 29 und 33 umgesteuert, sodaß die Klemmbacken
8a,8b eingezogen und über die einziehenden Hubzylinder 18,19 die Klemmvorrichtung
in die dargestellte Ausgangsstellung nachgesetzt wird, wonach ein neues Arbeitsspiel
beginnen kann.
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Jenn das Innenlohrge@@t - wie in Fig.1 an@edeutet - mit einer zweite.
axia@ fest@ale @er Klemmvorrichtun, 40 versehen wird, so kenn das Innea@@@@@er @nahhängig
von dem Kran innerhalb des enlnehres auf @@ @@@@rts @lettern. die beiden Klemmvor@ion
@@gen @ @ @@aemen lediglich im Wechsel betätigt zu wetden, weiei @ die @@bzylinder
18,19 das Bohrgerät entweder aufw@res oder @ irts gestedert wird. die zusätzliche
zwise Klemmvorrich @ @ dient zum Pesth lten des @erätes innerhale des Zeukrckren
beim Kachsetzen der Klemmvorrichtung 8.
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L e e r s e i t e