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1) Friedrich Wilhelm Paurat
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Kasselweg 29 4230 Wesel 1 2) Dipl.-Ing. Roland Paurat Lippestraße
32 4223 Voerde 2 Vorrichtung für die Herstellung von Fundamentbohrungen und dergleichen.
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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung für
die Herstellung von Fundamentbohrungen u. dgl., - mit Bohrkopf, Bohrkopfwelle und
Abfördereinrichtung für das Bohrklein,
wobei der Bohrkopf als Fräskopf
für drehendes Bohren eingerichtet und auf die Bohrkopfwelle ein entsprechender Antrieb
aufgesetzt ist. - Fundamentbohrungen bezeichnet im Rahmen der Erfindung Bohrungen
für die Herstellung von Bohrpfählen oder Bohrfundamenten, wie sie insbesondere bei
der Errichtung von Masten erforderlich sind, aber auch Bohrungen für Schlitzwände
uo dgl Dabei erden die Fundamente oder Ende e im allgemeinen in Ortbeton hergestellt
Bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen (vgl. Lueger, Bd.
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10 (1966) "Lexikon der Bautechnik", s. 237 bis 241) besteht die Abfördereinrichtung
aus einem Bohrrohr, welches an den Bohrkopf angeschlossen ist, wobei das Bohrklein
durch das Bohrrohr hydraulisch @rt wird Das ist aufwendig und macht einen
entsprechenden Hydraulikbetrieb erforderlich.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Vorrichtung so weiter auszubilden, daß ohne weiteres mit mechanischen Förderelementen
die Ab förderung des Bohrkleins erfolgen kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Abfördereinrichtung
aus einer Förderschnecke besteht, die auf eine Förderschneckenhohlwelle aufgesetzt
ist, welche die Bohrkopfwelle umgibt und mit einer anderen Umdrehungszahl als die
Bohrkopfwelle antreibbar ist, und daß der Bohrkopf mit Bohrschneiden versehen ist,
die zugleich als Förderstege oder Förderscharen ausgebildet sind und das Bohrklein
der Förderschnecke zuführen. -Förderschnecken sind an sich bekannt, Die Erfindung
nutzt die Tatsache, daß derartige Förderschnecken auch für eine aufwärts gerichtete
Vertikalförderung eingesetzt werden können, wenn sie in einem umgebenden Rohr oder
Kanal arbeiten. Dazu ist es lediglich erforderlich, daß einerseits die Umdrehungsgeschwindigkeit
und andererseits die Steigung der Schnecken-Helix, die auf die
Förderschneckenhohlwelle
aufgesetzt ist, unter Berücksichtigung der inneren Reibung des Bohrkleins eingerichtet
werden. Dabei wirken innere Reibung des Bohrkleins und von der Förderschnecke auf
das Bohrklein ausgeübte Zentrifugalkräfte derart zusammen, daß ein definierter und
reproduzierbarer Fördereffekt erreicht wird. Im allgemeinen nimmt die Steigung der
Förder-Helix von dem dem Bohrkopf zugewandten Ende der Förderschnecke zum oberen
Ende hin zu.
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Um bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Förderschneckenhohlwelle
und damit die Förderschnecke mit ausreichender Geschwindigkeit antreiben zu können,
und zwar unabhängig vom Arbeiten des Bohrkopfes, empfiehlt die Erfindung, die Anordnung
so zu treffen, daß die Bohrkopfwelle einerseits, die Förderschneckenhohlwelle andererseits
separate Antriebe aufweisen, die unabhängig voneinander steuerbar oder regelbar
sind. Die Umdrehungszahl der Förderschneckenhohlwelle und damit der Förderschnecke
erfolgt nach Maßgabe des angestrebten Fördereffektes unter Berücksichtigung der
inneren Reibung des Bohrkleins. Andererseits erfolgt der Antrieb der Bohrkopfwelle
und damit des Bohrkopfes unter Berücksichtigung der Härte des abzuarbeitenden Gesteins,
z. B. mit Umfangsgeschwindigkeiten von 1 bis 3 Metern pro Sekunde, die sich für
den Werkzeugverschleiß bei fräsendem Abarbeiten von Gestein als vorteilhaft herausgestellt
haben. Die Umdrehungszahl der Förderschnecke liegt im allgemeinen wesentlich höher.
Ohne weiteres kann bei den Bohrarbeiten dem Fräskopf auch Wasser zugeführt werden,
um beispielsweise die Fräswerkzeuge zu kühlen, den Staub niederzuschlagen oder andere
Effekte herbeizuführen. Das beeinträchtigt bei entsprechender Geschwindigkeit der
Förderschnecke den angestrebten Fördereffekt nicht. Im Rahmen der Erfindung liegt
es, für den Antrieb der Bohrkopfwelle einerseits, der umgebenden Förderschnekkenhohlwelle
andererseits mit nur einem Antriebsmotor zu arbeiten, der dann über ein gegebenenfalls
schaltbares Getriebe sowohl die
Bohrkopfwelle als auch die Förderschneckenhohlwelle
antreibt.
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Handelt es sich um die Herstellung von Fundamentbohrungen in stehendem,
d. h. hartem Gestein, so bildet die Bohrung selbst die rohrförmige Wand, mit der
die Förderschnecke in der beschriebenen Weise zusammenwirkt, um den Fördereffekt
zu bewirken. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Förderschnecke von einem
Förderrohr zu umgeben, welches sich mit dem Bohrkopf in das Bohrloch einsenkt und
in seinem oberen Bereich mit einer Einrichtung für die Bohrkleinabgabe versehen
ist. In diesem Falle besteht die Möglichkeit, den Antrieb bzw. die Antriebe für
die Bohrkopfwelle bzw. die Förderschneckenhohlwelle auf das Förderrohr aufzusetzen.
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- Es versteht sich von selbst, daß bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Reaktion auf die Drehmomente, die einerseits in die Bohrkopfwelle und andererseits
in die Förderschneckenhohlwelle eingetragen werden, abgestützt werden müssen. Das
geschieht im allgemeinen mit Hilfe eines entsprechenden Maschinengestells, welches
seinerseits unmittelbar, über eine Lafette oder mit Hilfe eines Fahrzeuges drehfest
abgestützt ist. In diesem Zusammenhang lehrt die Erfindung im einzelnen, daß die
Bohrkopfwelle und die Förderschneckenhohlwelle sowie gegebenenfalls das Förderrohr
in einem Maschinengestellt gelagert sind, welches auch die Antriebe trägt, und daß
das Maschinengestell, z. B. durch Anschluß an eine Lafette, an einem Fahrzeug od.
dgl. drehmomentenfest abgestützt ist.
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Wie bereits erläutert, führt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
der Bohrkopf das Bohrklein der Förderschnecke zu. Er ist dazu mit Förderstegen oder
Förderscharen versehen. Im einzelnen kann dazu die Anordnung so getroffen werden,
daß der Bohrkopf als Fräskopf mit schneckenförmigen Fördersteg ausgeführt ist, wobei
der Fördersteg die Fräswerkzeuge in Form von Fräspicken od. dgl. trägt. Es besteht
aber auch die Möglichkeit, den Bohrkopf als Fräskopf mit
im Grundriß
sternförmig oder kreuzförmig angeordneten, pf lugscharartigen Förderscharen zu versehen,
deren Schneidkanten in der beschriebenen Weise mit Fräswerkzeugen bestückt sind.
- Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung regelmäßig auf
einem Fahrzeug montiert ist, welches gleichzeltig auch zum Transport der Vorrichtung
dient und welches auch andere Bohren aggregate, Fräsaggregate und sonstige Baumaschinen
aufnehmen kann und transportieren kann.
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Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen daß erfindungsgemäß mit
einer mechanischen Abfördereinrichtung das Bohrklein aus Fun damentbohrungen ohne
Schwierigkeiten herausgenommen werden kann, so daß ein umständlicher Hydraulikbetrieb
nicht mehr erforderlich ist. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung
durch Einfachheit und Funktionssicherheit aus. Der Antriebsmotor bzw. die Antriebsmotoren
sind Elektromotoren oder Hydraulikmotoren. Ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
auf ein Fahrzeug montiert, so enthält dieses im allgemeinen das Kraftwerk für die
Energieversorgung des Antriebsmotors oder der Antriebsmotoren.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung die Ansicht einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise im Schnitt, beim Arbeiten in einer Fundamentbohrung.
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Die in der Figur dargestellte Vorrichtung dient für die Herstellung
von Fundamentbohrungen 1. Im grundsätzlichen Aufbau gehören zu der Vorrichtung zunächst
ein Bohrkopf 2 mit Bohrkopfwelle 3 und eine Abfördereinrichtung 4 für das Bohrklein,
wobei
der Bohrkopf 2 als Fräskopf für drehendes Bohren eingerichtet und auf die Bohrkopfwelle
3 ein entsprechender Antrieb 5 aufgesetzt ist.
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Die Abfördereinrichtung 4 besteht aus einer Förderschnecke 6, die
auf eine Förderschneckenhohlwelle 7 aufgesetzt ist. Die Förderschneckenhohlwelle
7 umgibt die Bohrkopfwelle 3 und ist mit anderer Umdrehungszahl antreibbar als die
Bohrkopfwelle 3.
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Der Bohrkopf 2 ist mit Bohrschneiden 8 versehen, die zugleich als
Förderstege oder Förderscharen ausgebildet und so eingerichtet sind, daß sie das
Bohrklein der Förderschnecke 6 zuführen.
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Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung
ist die Anordnung so getroffen, daß die Bohrkopfwelle 3 einerseits, die Förderschneckenhohlwelle
7 andererseits separate Antriebe 5, 9 aufweisen, die jeweils aus Motor und Getriebe
bestehen und unabhängig voneinander steuerbar bzw. regelbar sind. Man könnte aber
auch einen einzigen Antriebsmotor 5 über entsprechende Getriebe sowohl auf die Bohrkopfwelle
3 als auch auf die Förderschneckenhohlwelle 7 arbeiten lassen.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Förderschnecke 6 von einem Förderrohr
10 umgeben, welches sich mit dem Bohrkopf 2 in das Bohrloch 1 einsenkt und in seinem
oberen Bereich mit einer Einrichtung 11 für die Bohrkleinabgabe versehen ist. Das
Bohrklein wird hier beispielsweise einem üblichen Bandförderer 12 zugeführt. Der
Antrieb für die Bohrkopfwelle 3 ist im Ausführungsbeispiel auf das Förderrohr 10
aufgesetzt. Die Bohrkopfwelle 3, die Förderschneckenhohlwelle 7 und das Förderrohr
10 sind in einem Maschinengestell 13 gelagert. Das Maschinengestell 13 trägt hier
auch den Antrieb 9 für die Förderschneckenhohlwelle 7. Im übrigen ist das Maschinengestell
13 durch Anschluß an eine nichtgezeichnete Lafette oder durch Anschluß an ein nichtgezeichnetes
Fahrzeug drehmomentenfest
abgestützt. Lafette oder Fahrzeug werden
bei 14 abgestützt, wobei es sich um eine Achse 15 handelt, um die die Vorrichtung
insgesamt, z. B. zum Zwecke des Transportes, geschwenkt werden kalt.
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Sie ist gegenüber dem Schwenkaggregat 16 im übrigen über Stellzylinderkolbenanordnungen
od. dgl. 17 auch heb- und senkbar, so daß der erforderliche Vorschub auf die Fräswerkzeuge
des Bohrkopfes 2 ausgeübt werden kann.
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Im Ausführungsbeispiel ist angedeutet worden, daß der Bohrkopf 2 sternförmig
oder kreuzförmig angeordnete, pflugscharartig wirkende Förderscharen 18 aufweist,
die an ihrer Kante mit Fräswerkzeugen als Bohrschneiden 8 bestückt sind. Man könnte
aber auch einen Fräskopf verwirklichen, der einen schneckenförmigen Fördersteg aufweist,
auf dem die Fräswerkzeuge angeordnet sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet der Bohrkopf 2 so,
wie es mit Rücksicht auf den Werkzeugverschleiß unter Berücksichtigung der Härte
des abzuarbeitenden Gesteins zweckmäßig ist. Die Förderschnecke 6 der Abfördereinrichtung
4 rotiert demgegenüber mit einer Drehzahl, die unter Berücksichtigung der Steigung
der Förderschnecke 6 oder Schnecken-Helix selbst ausreicht, einen eindeutigen Fördereffekt
herbeizuführen, wobei insoweit innere Reibung und Zentrifugalkraft zusammenwirken.
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L e e r s e i t e