DE3114612C2

DE3114612C2 - Bohrvorrichtung für Hartgestein

Info

Publication number: DE3114612C2
Application number: DE3114612A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Ing.(grad.) 6600 Saarbrücken Hochstrasser; Hans 6601 Saarbrücken-Bischmisheim Mathieu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1983-11-10
Also published as: CH657893A5; FR2503241A1; FR2503241B1; US4526242A; IT8248148A0; IT1210681B; DE3114612A1; BE892622A

Abstract

Bei einer in ein Bohrloch absenkbaren Bohrvorrichtung, die aus einem Antriebsorgan, einem von diesem in Drehung versetzbaren Bohrer und einer mit der Innenwand des Bohrloches in Eingriff bringbaren, der Übertragung des Drehmomentes des Antriebsorganes auf den Bohrer dienenden als Einheit ausgebildeten Klemmvorrichtung besteht, besteht der Bohrer aus einem ringförmigen, mit seinem Außendurchmesser dem Bohrlochdurchmesser entsprechenden, durch eine oberseitige Bodenplatte geschlossenen Gehäuse, in dem mehrere von in gegenseitigen Abständen angeordnete, achsparallele, der Freilegung eines Bohrkernes dienende, mit Bohrkronen ausgestattete Meißelwerkzeuge angeordnet sind, die mittels zusätzlicher Antriebsorgane der Erteilung von axial gerichteten Schlagimpulsen und/oder zusätzlichen Rotationsbewegungen dienen. Die Betätigung sämtlicher Antriebsorgane des Bohrers erfolgt auf pneumatische oder hydraulische Weise derart, daß zunächst die Klemmvorrichtung betätigt und anschließend bei Erhöhung des Druckes des Mediums der Bohrer in Tätigkeit gesetzt wird.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrvorrichtung für Hartgestein, insbesondere Felsgestein.

Es sind Bohrvorrichtungen bekannt, die aus einem Drehantrieb, einer von diesem in Drehung versetzbaren Bohreinrichtung und einer mit der Innenwand des Rohres beziehungsweise seiner Rohrwandung in Eingriff bringbaren, der Übertragung des Drehmomentes auf die Bohreinrichtung dienenden Klemmvorrichtung bestehen und als Einheit miteinander verbunden an einem Windenseil befestigbar und in das Bohrloch absenkbar sind, wobei die Bohreinrichtung gegenüber der Klemmvorrichtung um einen einem Arbeitshub entsprechenden Bereich axial " zur Bohreinrichtung verschiebbar ist. So ist in der DE-PS 8 42 932 eine derartige Bohrvorrichtung gezeigt, die unter dem Einfluß ihres Eigengewichtes einen Arbeitshub ausführen kann, wobei die Klemmvorrichtung über einen begrenzten Arbeitshub axial jedoch undrehbar an dem den Drehantrieb aufnehmenden, einen Schneckenbohrer tragenden Gehäuse geführt ist

Für das Bohren in einem losen, gegebenenfalls mit kleineren Steinen durchsetzten Erdreich genügt in der Regel das Eigengewicht der Bohrvorrichtung, beim Bohren in Hartgestein, insbesondere in gewachsenem Felsen, reicht dieses Eigengewicht jedoch nicht aus, das Gestein abzutragen, insbesondere wenn ein Schneckenbohrer oder ein ähnlicher mit Abräummessern versehener Bohrer als Bohrvorrichtung Anwendung findet Bei einer derartigen, mit einem Schneckenbohrer ausgestatteten Bohrvorrichtung (DE-OS 27 22 075) sind zwischen der Klemmvorrichtung und dem Drehantrieb des Bohrers axial zu dem Bohrloch gerichtete Kolben-Zylinderelemente angeordnet, um den durch das Eigengewicht der Bohrvorrichtung gegebenen Andruck des Bohrers zu erhöhen. Hierdurch wird jedoch lediglich ein schnelleres Bohren in einem losen Erdreich erreicht, während für ein Bohren in gewachsenem Feldes diese bekannte Bohrvorrichtung ebenfalls ungeeignet ist Auch die DE-OS 11 71 848 zeigt ein Innenbohrgerät mit einem Drehantrieb bei Anwendung der Umkehrspül-Verfahrens, bei dem ebenfalls ein zusätzlicher aktiver Bohrandruck über hydraulische Kolben-Zylirderanordnungen ausgeübt wird. Aus den gleichen Gründen ist auch diese bekannte Ausführungsform für ein Bohren in Hartgestein nicht geeignet

Schließlich ist noch eine Bohrvorrichtung (US-PS 27 69 614) bekannt mit einem mittels eines Seiles in das Bohrloch absenkbaren Drehantrieb, einer von diesem in Drehung versetzbaren Kernbohreinrichtung, die ein ringförmiges, rückseitig mit einer Bodenplatte oder mit einem Sedimentbehälter und vortriebsseitig mit im Abstand voneinander angeordneten Bohrkronen versehenes Gehäuse aufweist, und mit einer zum Abstützen der Vorrichtung im Bohrloch vorgesehenen Klemmvorrichtung, wobei der Drehantrieb, die Kembohreinrichtung und die Klemmvorrichtung als Einheit in das Bohrloch absenkbar sind und die K.ernbohreinrichtung gegenüber der Klemmvorrichtung hubweise axial verschiebbar ist.

Allen bekannten vorstehend aufgezeigten Ausführungsformen haftet der gemeinsame Nachteil an, daß sie wohl für Bohrungen in weichem und auch härterem Boden benutzbar sind, jedoch bei Etohrungen in Hartgestein, insbesondere in Felsgestein, wenn überhaupt, nur mit geringer Bohrleistung bei hohem Energieaufwand eingesetzt werden können, und auch hier nur in begrenzter Lohrtiefe, da das Gewicht der Bohrvorrichtung ein schnelles Vortreiben des Bohrlo-

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65 ches in Hartgestein unmöglich macht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte, mu einer Kernbohreinrichtung ausgestattete Bohrvorrichtung so auszubilden, daß hohe Bohrieistungen auch in Hartgestein sich erreichen lassen unter Beibehaltung einer rationellen Energiezufuhr zu den Antrieben und der Klemmvorrichtung.

Es ist auch eine Bohrvorrichtung bekannt (CH-PS 6 13 491), bei der der Bohrer am unteren Ende einer Mitnehmerstange befestigt ist, die oberhalb des Erdbodens durch einen Drehtisch angetrieben wird. Bei diesen durch einen Drehtisch über ein Gestänge angetriebenen Bohrers ist es bekannt, an dem Bohrer angeordnete Bohrkoronen zusätzlich über ein von außen zugeführtes Medium, beispielsweise Druckluft zu betätigen. Bei einer eine an einem Seil absenkbare Kernbohreinrichtung aufweisenden Bohrvorrichtung kann die vorstehend geschilderte bekannte Bohrvorrichtung keine Anregung zur Lösung der der Anmeldung zugrundeliegenden Aufgabe geben angesichts der Tatsache, daß hier der Antrieb für d2 Bohrkronen als zusätzlicher Antrieb neben den Antrieben für die Kernbohreinrichtung und die Klemmvorrichtung ein Problem darstellt, das erstmals von der Anmelderin überwunden wurde.

Demzufolge wird die Aufgabe bei einer Bohrvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst durch die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.

Die Unteransprüche stellen weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Abwandlungen der Erfindung nach dem Hauptanspruch dar.

Dadurch, daß die jeder Bohrkrone zugeordneten zusätzlichen Schlag- und/oder Drehantriebe an der Kernbohreinrichtung angeordnet und die Klemmvorrichtung, der Drehantrieb für das Gehäuse der Kernbohreinrichtung und die zusätzlichen Antriebe durch ein gemeinsames Druckmedium betätigbar sind, wobei zwischen der Klemmvorrichtung und den jeweiligen Antrieben für das Gehäuse und die Bohrkronen in der Druckmediumzuleitung Druckübersetzer und ein in Schließstellung beaufschlagtes Rückschlagventil vorgesehen sind, durch die die Klemmvorrichtung vor den Antrieben aktivierbar ist, ist gewährleistet, daß die Bohrwirkung zufolge der Schlag- und/oder Drehantriebe der Bohrkronen so groß ist, daß auch in härtestem Felsen unter der Wirkung des Gewichtes der Kernbohreinrichtung schnell und wirkungsvoll mit relativ geringer Antriebsenergie gebohrt werden kann, wobei vorteilhafterweise sämtliche erforderlichen Antriebe durch ein und dasselbe Druckmedium betätigbar sind, so daß nur eine einzige Zuführleistung für das Medium erforderlich ist Durch die erlindungsgemäße Anordnung des Druckübersetzers und des Rückschlagventils zwischen der Klemmvorrichtung und dem Drehantrieb wird erreicht, daß bei Aufgabe des Druckmediums auf die gemeinsame Leitung zunächst bei geringem Druck die Klemmvorrichtung aktiviert ν Wd, so daß vor Inbetriebnahme des Drehantriebes und der zusätzlichen Schlag- und/oder Drehantriebe die Klemmvorrichtung in dem Bohrrohr in Drehrichtung fixiert ist; beim Aufbau des vollen Druckes wird der Drehantrieb in Tätigkeit gesetzt und gleichzeitig die Klemmvorrichtung ebenfalls mit dem vollen Druck beaufschlagt über das in der Bohrvorrichtung befindliche Hohlgestänge. Die Zuführungen des Druckmediums zu der Klemmvorrichtung und den einzelnen Schlag- und/oder Drehantrieben erfolgen

durch flexible Nebenleitungen, so daß bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 die Absenkung des Drehantriebes und der Kernbohreinrichtung gegenüber der Klemmvorrichtung und gemäß F i g. 3 die axiale Bewegung der Bohrkronen gegenüber der Kernbohreinrichtung erfolgen kann.

Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung kann für Bohrlochdurchmesser unterschiedlicher Größe verwendet werden, wobei lediglich die Klemmbacken, die Führungsflügel der Klemmvorrichtung und die Kernbohreinrichtung ausgetauscht werden müssen. Zu diesem Zwecke ist in dem Hohlgestänge zwischen der Kernbohreinrichtung und ihrem Drehantrieb eine lösbare Flanschverbindung vorgesehen. Der Drehantrieb der Kernbohreinrichtung ist nach Art eines Preßluftbohrers ausgebildet, während die Schlag- und/oder Drehantriebe der Bohrkronen, die in der an der oberen Bodenplatte der Kernbohreinrichtung luftdicht befestigen Ansch!üQⁿl2tte än^oeordnc* *in^ entweder als Preßluftbohrer oder Preßluftschlagbohrer ausgebildet sind. Zweckmäßig ist es auch, zur Unterstützung der Führung der Bohrvorrichtung in dem Bohrloch an dem Gehäuse der Kernbohreinrichtung ein mittiges gegenüber dem Rand eine mittige gegenüber den am Rande befestigten Bohrkronen vorstehende, der Herstellung einer Pilotbohrung dienende Bohrkrone zu benutzen.

Bei der Herstellung geneigter oder horizontaler Bohrungen kann zweckmäßigerweise das ringförmige Gehäuse am Außenumfang mit Führungsorganen, wie Führungsrollen, Wälzlagern und dergleichen versehen sein, und es können zur Unterstützung des Bohrdruckes Kolben-Zylinderanordnungen zwischen der Klemmvorrichtung und dem ringförmigen Gehäuse angeordnet sein. Beim Betrieb der Bohrvorrichtung wird zunächst J5 ein kreisförmiger, dem Außendurchmesser des Bohrloches entsprechender Ringspalt bestimmbarer Breite und Tiefe hergestellt, und der auf diese Weise gebildete Bohrkern wird nach Entfernung der Bohrvorrichtung mit einem Spaltmeißel, einem beliebig betätigbaren ^o Spaltkeil oder durch Sprengung aufgebrochen, wobei die Pilotbohrung der Aufnahme des Sprengstoffes dienen kann, worauf die zerbrochenen Teile des Bohrkernes mit einem Greifwerkzeug entfernt werden können. -»5

Einzelheiten ergeben sich aus den in den Zeichnungen dargestellten beispielsweisen Ausführungsformen der Erfindung. Es bedeutet

Fig. 1 eine schematische Darstellung im Schnitt der mit Hilfe eines Kranssiles in dem Bohrrohr abgesenkten Bohrvorrichtung,

F i g. 2 Darstellung gemäß F i g. 1 bei einem Bohrrohr größeren Durchmessers;

F i g. 3 Darstellung gemäß F i g. 1 einer abgewandelten Ausführungsform;

F i g. 4 Darstellung der Zerkleinerung des im Bohrloch verbliebenen Bohrkernes;

F i g. 5 abgewandelte Ausführungsform gemäß F i g. 3. bei der die Antriebe der Bohrkronen nach außen geneigt divergierend angeordnet sind zur Herstellung von Bohrlocherweiterungen.

Die Fig. 1 zeigt die in das Bohrrohr 16 eines Bohrloches abgesenkte, in Arbeitsstellung befindliche Bohrvorrichtung. Sie besitzt eine Kernbohreinrichtung, die aus einem rohrförmigen, dem Durchmesser des Bohrrohres 16 angenähert angepaßten ringförmigen Gehäuse 1 besteht, in dem eine Mehrzahl von axial gerichteten Antrieben 2 angeordnet ist die mit Kronen 3 versehen sind und vorzugsweise als Dreh- und Schlagmeißel ausgebildet sind. Das rohrförmige Gehäuse 1 besitzt eine obere Bodenplatte 4, die von den Antrieben 2 durchgriffen ist. Auf der Bodenplatte 4 ist eine Anschlußplatte 5 luftdicht befestigt, auf der eine senkrechte Hohlwelle 6 befestigt ist, von der Zweigleitungen 7 zu den in der Anschlußplatte 5 befindlichen Antrieben 2 der Bohrkronen 3 führen. Auf der Anschlußplatte 5 ist lösbar ein Sedimentbehälter 8 angeordnet. Zwischen dem rohrförmigen Gehäuse 1 und dem Sedimentbehälter 8 befindet sich ein Ringspalt, durch den das Bohrgut durch Spülung in den Sedimentbehälter 8 überführt wird. Die Hohlwelle 6 st durch eine Flanschverbindung It mit der ebenfalls als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 10 des Drehantriebes 13 verbunden, dem über eine Mediumleitung 18 und ein Rohr 43 Preßluft zugeführt wird, durch die das rohrförmige Gehäuse 1 in Drehung versetzbar ist. Oberhalb des Drehantriebes 13 ist eine Klemmvorrichtung 12, 14 angeordnet, die aus einem Gehäuse 12 besteht, in dem Klemmbacken 14 angeordnet sind, die über Kolben-Zylinderanordnungen 15 mit dem Bohrrohr 16 in Eingriff bringbar sind.

Auf dem Gehäuse 12 sind Druckübersetzer 17 angeordnet, die über die Zweigleitungen Ta von der Mediumleitung 18 gespeist werden können. Unterhalb der Zweigleitungen Ta ist in dem Rohr 43 ein Rückschlagventil 19 angeordnet. Das Gehäuse 12 besitzt auf seiner Oberseite Aufhängeösen 20, in denen ein Drahtseilgehänge 21 befestigt ist. An dem rohrförmigen Gehäuse 12 der Klemmvorrichtung sind auf dem Umfang verteilte nach außen gerichtete Flügel 22 befestigt, die der Führung der Klemmvorrichtung in dem Bohrrohr 16 dienen. Im Inneren des Gehäuses 12 ist der als Bohr- und Spülkopf ausgebildete Drehantrieb 13 für das rohrförmige Gehäuse 1 verschiebbar angeordnet. An der Innenfläche des Gehäuses 12 sind auf dem Umfang verteilte nach innen gerichtete Führungsleisten 35 befestigt, und an dem Drehantrieb 13 befinden sich Führungsflügel 42, mit denen das Gehäuse des Drehantriebes 13 gegen Drehung gesichert, jedoch axial verschiebbar gehalten ist.

Die Wirkungsweise der Bohrvorrichtung ist folgende.

Die aus der Klemmvorrichtung 14, 15, 12 dem Drehantrieb 13 und dem rohrförmigen Gehäuse 1 bestehende Einheit wird an dem Seilgehänge 21 auf den Boden des Bohrloches abgesenkt, so daß es am Boden des Bohrloches abgestützt ist. Darauf wird Preßluft in die Mediumleitung 18 gegeben, wobei sich der Luftdruck aufbaut. Zunächst wird das Rückschlagventil 19 durch seine Feder geschlossen gehalten, so .'.aß die Preßluft unter minderem Druck durch die Zuführungsleitungen 18 in Druckübersetzer 17 gegeben wird, die in Verbindung mit einem nicht dargestellten Ölspeicher das Druckmittel liefern, wobei sich die Klemmbacken 14 an das Bohrrohr 16 anlegen. Bei steigendem Luftdruck öffnet sich das Rückschlagventil 19, wobei sich in den Kolben-Zylinderanordnungen 15 der Klemmbacken 14 der Druck erhöht und gleichzeitig auf den Drehantrieb 13 und über die Hohlwellen 10, 6 durch die Zweigleitungen 7 auf die Antriebe 2 der in dem rohrförmigen Gehäuse 1 angeordneten Bohrkronen 3 gegeben wird, so daß das rohrförmige Gehäuse 1 und die Bohrkronen 3 in Tätigkeit gesetzt werden und in dem Fels einen Ringkanal bohren. Die Abluft der Antriebe 2 erzeugt in dem Ringspait 9 einen aufsteigenden Spülmittelstrom, wie in Fig.2 durch einen Pfeil angegeben ist; die Abluft fördert das

Bohrklein nach aufwärts, das sich in dem Sedimentbehälter 8 ablagert. Hierbei erhöht das in dem Sedimentbehälter 8 befindliche Bohrgut den Bohrandruck zusätzlich zu dem Gewicht der Vorrichtung, wodurch der Bohrvorgang begünstigt wird. Nach Bohrung der ringförmigen Ausnehmung in dem Fels wird die Bohrvorrichtung an dem Seilgehänge aus dem Bohrrok' 16 herausgezogen, und, wie in Fig.4 dargestellt, wird der Felskern 33 durch einen Fallmeißel 34 aufgebrochen, worauf die Teile des Felskernes durch ein Greiforgan aus dem Bohrloch entfern·; werden. Hierauf wird die Bohrvorrichtung erneut in das Bohrrohr abgesenkt, und der Bohrvorgang wiederholt sich.

Die F i g. 2 entspricht der F i g. 1 mit der Ausnahme, daß eine mit einem Bohrrohr 16 ausgestattete Bohrung größeren Durchmessers vorliegt. Die Bohrvorrichtung entspricht der Bohrvorrichtung gemäß Fig. 1, wobei ein an dem Durchmesser des Bchrrchres angepaßtes rohrförmiges Gehäuse la, am Gehäuse 12 der Klemmvorrichtung an dem Durchmesser des Bohrrohres 16 angepaßte Führungsflügel 22a und Klemmbacken 14a vorgesehen sind. Alle übrigen Teile der Bohrvorrichtung sind unverändert, so daß lediglich die oben erwähnten Teile ausgewechselt werden müssen. Zu diesem Zwecke sind diese Teile so ausgebildet, daß sie schnell und zuverlässig auf den Baustellen ausgetauscht werden können. Das Rückschlagventil 19 ist in Fig.2 fortgelassen.

Die F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Bohrvorrichtung gegenüber der Fig. 1. Die Abwandlung besteht im wesentlichen in der Ausgestaltung der Kernbohreinrichtung. Das rohrförmige. die Dreh- und Schlagantriebe 23,24 aufnehmende Gehäuse 1 besitzt einen mittigen, mit dem Boden des Bohrloches in Eingriff bringbaren Absetzring 31, ein anschließendes, mit einer Kugel 29 verschließbares Sedimentgehäuse 28 und ein an dieses anschließendes Traggehäuse 27 geringeren Durchmessers, und die Bohrkronen 26 sind längsverschieblich in dem den Sedimentbehälter 28 aufweisenden Teil des rohrförmigen Gehäuses 1 angeordnet und tragen an ihren freien Enden ein ringförmiges, die Antriebe 23,24 enthaltendes Gehäuse 25, das über flexible Leitungen Ta mit dem Gestänge 6a verbunden ist Der Drehantrieb 13 des rohrförmigen Gehäuses ist fest mit den seiner Führung dienenden Leisten 3Sa des Gehäuses 12a der Klemmvorrichtung 14,12a verbunden. Die Bohrkronen 26 der Antriebe 23, 24 sind konisch sich erweiternd, das Bohrrohr 16 des Bohrloches unterschneidend ausgebildet und besitzen eine einseitige mit der Oberfläche der Welle fluchtende ebene Abflachung, und die konischen oder schraubenförmigen Oberflächen der Bohrkronen 26 bilden eine Leitfläche, die bei Eingriff mit dem Bohrrohr 16 die Bohrkronen 26 derart dreht, daß ihre Abflachung dem Bohrrohr 16 zugewandt ist

Der Drehantrieb des rohrförmigen Gehäuses 1 erfolgt über das Traggehäuse 27 und das Hohlgestänge 6a, das auch als Zuführung des Druckmediums für die im Gehäuse 25 angeordneten Antriebe 23, 24 über die Zuführungsleitungen 7a und damit gleichzeitig zur Zuführung der als Spülmedium dienenden Druckluft dient

Der als Dreh- und Spülkopf ausgebildete Drehantrieb 13 des Gehäuses 27 ist mit den Führungsleisten 35a durch die Führungsflügel 42 durchgreifende Schrauben 30 in axialer Richtung festgelegt Die Arbeitsweise dieser Bohrvorrichtung ist folgende:

Die Bohrvorrichtung wird zunächst mit dem, vorzugsweise mit elastischem Kunststoff gepolsterten Absetzring 31 auf dem Baustellenplanum in einem entsprechenden, nicht dargestellten Führungsrohr abgestellt, wobei sich das die Antriebe 23, 24 tragende Gehäuse 25 in der oberen strichpunktierten Stellung 25a befindet und die Bohrkronen 26 in ihrer höchstens nicht dargestellten Stellung oberhalb des Absetzringes 31 befinden. Das Windenseil wird am Drahtseilgehänge 21

to befestigt, die Bohrvorrichtung wird aufgenommen und in das Bohrrohr 16 abgesenkt, bis der Absetzring 31 auf der Felssohle 32 aufsetzt. Dann wird die Bohrvorrichtung ca. 2 bis 5 cm angehoben, und die Klemmbacken 14 werden mit Hilfe der Kolben-Zylinderanordnungen 15 in der vorbeschriebenen Weise festgeklemmt. Das hierfür erforderliche Kugelventil 19 ist fortgelassen. Sobald sich ein entsprechender Druck, ca. 3 bar, in der Mediumleitung 18 aufgebaut hat, öffnet das Rückschlagventil 19; i.ind der Drehantrieb 13 beginnt das Gehäuse 27 und damit da'· rohrförmige Gehäuse 1 um die Bohrungsachse zu drehen, und die in dem Gehäuse 25 angeordneten Antriebe werden, wie zu F i g. 1 beschrieben, mit Preßluft beaufschlagt, die auch als Spülmedium dient.

Der Bohrvorschub des Gehäuses 25 kann beispielsweise durch Federkraft oder durch Gewichte erhöht werden. Normalerweise reicht jedoch das Eigengewicht des Gehäuses 25 einschließlich der Antriebe 23, 24 und der Bohrkronen 26 aus.

Der Aufwärtshub des Gehäuses 25 erfolgt beispielsweise mit einem pneumatischen Zylinder oder mit Hilfe eines zweiten Windenseiles, die nicht dargestelt sind.

Die F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform gemäß F i g. 3, bei der die Antriebe 23, 24 nach außen divergierend angeordnet sind zur Herstellung einer Bohrlocherweiterung, die erforderlich ist, wenn die Betonpfähle einen verstärkten Fuß erhalten sollen. Zum Bohren des zylindrischen Teiles des Bohrloches wird ein Kernbohrer verwendet, wie er in F i g. 3 gezeigt ist. Soll das Bohrloch eine Erweiterung, beispielsweise für einen verstärkten Fuß des Betonpfeilers erhalten, wird statt des Kernbohrers gemäß F i g. 3 der in F i g. 5 gezeigte Kernbohrer mit dem Drehantrieb 13 verbunden und in das. Bohrloch bis auf den Grund abgesenkt, wobei die Antriebe 23, 24 sich in der gestrichelten Lage 25a befinden. Nach Absenkung wird der Kernbohrer über den Drehantrieb 13 wie bei F i g. 3 in Betrieb gesetzt, wobei die Kronen 26 der Antriebe 23, 24 entsprechend ihrer Neigung bei Erreichen der gestrichelten Stellung 25b einen sich konisch erweiternden Ringspalt in den Fels einarbeiten. Nach Herstellung des Ringspaltes werden die Antriebe 23, 24 in die Stellung 25a zurückgezogen, und die Bohrvorrichtung aus dem Bohrloch herausgezogen, wobei der konisch sich erweiternde Kern in üblicher Weise gespalten und ausgeräumt wird. Beim Ausgießen mit Beton erhält der Betonpfeiler einen erweiterten Fuß.

Der erfindungsgemäß Bohrer ist insbesondere aus folgenden Gründen gegenüber den bekannten Bohrern erheblich vorteilhafter. Zufolge der hohen spezifisichen Wirkung der Antriebe 2, 23, 24 wird auch in sonst nur relativ langsam und fast gar nicht zu durchbohrendem Fels, eine wirtschaftlich vertretbare Bohrgeschwindigkeit erreicht

Zufolge der guten Führung des Bohrers im Bohrrohr und infolge der hohen spezifischen Meißelwirkung können verhältnismäßig gut, auch schräg einfallende. Felszonen gebohrt werden, die allgemein als sehr

schwierig gelten.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung mit Klemmvorrichtung sind im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen auch Felsbohrungen in praktisch jeglichem Fels in sehr großer Tiefe, bei Durchführung von Tiefbohrungen möglich, da die Vorrichtung am Drahtseil hängend ins Bohrloch eingefahren v<ird und nur eine einzige Mediumleitung 18 zur Bohrstelle herabgeführt werden muß, die sowohl der

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Versorgung der verschiedenen Antriebsorgane als auch der Steuerung und der Zuführung des Spülmediums dient.

Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung kann bei unveränderter Klemmvorrichtung und unverändertem Dreh- und Spülkopf auch für den Betrieb vorhandener Kernrohre und Rollenmeißel benutzt werden bei praktisch unbegrenzter Bohrtiefe, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Erfindung zusätzlich erhöht wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bohrvorrichtung für Hartgestein, insbesondere Felsgestein, mit einem mittels eines Seils in das Bohrloch absenkbaren Drehantrieb, einer von diesem in Drehung versetzbaren Kernbohreinrichtung, die ein ringförmiges, rückseitig mit einer Bodenplatte oder mit einem Sediinentbehälter und vortriebsseitig mit im Abstand voneinander angeordneten Bohrkronen versehenes Gehäuse aufweist, und mit einer zum Abstützen der Vorrichtung im Bohrloch vorgesehenen Klemmvorrichtung, wobei der Drehantrieb, die Kernbohreinrichtung und die Klemmvorrichtung als Einheit in das Bohrloch absenkbar sind und die Kernbohreinrichtung gegenüber der Klemmvorrichtung hubweise axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Wandung des Gehäuses (1) und jeder Bohrkrone (3, 26) zugeordnet zusätzliciK Schlag- und/oder Drehantriebe (2, 23, 24) an der Kentbohreinrichtung angeordnet sowie die Klemmvorrichtung (12,14), der Drehantrieb (13) für das Gehäuse (1) der Kernbohreinrichtung und die zusätzlichen Antriebe (2,23,24) durch ein gemeinsames Druckmedium betätigbar sind, wobei zwischen der Klemmvorrichtung (12,14) sowie den jeweiligen Antrieben (13; 2,23,24) für das Gehäuse (1) und die Bohrkronen (3, 26) in der Druckmediumzuleitung (18, Ta) Druckübersetzer (17) und ein in Schließrichtung beaufschlagtes Rückschlagventil (19) vorgesehen sind, d "rch die die Klemmvorrichtung (12, 14) vor den Antrieben (13; 2,23,24) aktivierbar ist.

2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (12,14), der Drehantrieb (13) für das Gehäuse (1) und das Gehäuse (1) durch ein Hohlgestänge (6, 10) miteinander verbunden sind, dem das Druckmedium durch die Leitung (18) zuführbar ist, und daß an dem Hohlgestänge (6, 10) vorzugsweise flexible Zuführungen (T, Ta) zu den Antrieben (12, 23, 24) der «0 Bohrkronen (3, 2δ) und zu der Klemmvorrichtung (12,14) angeordnet sind.

3. Bohrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der am Gehäuse (1) befestigte Teil (6) und der als Antriebswelle des Gehäuses (1) dienende Teil (10) des Hohlgestänges (6, 10) miteinander durch einen Flansch (11) lösbar verbunden sind.

4. Bohrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Bodenplatte (4) des Gehäuses (1) eine mit dieser luftdicht verbundene, die Antriebe (2,23,24) für die Bohrkronen (3,26) enthaltende Anschlußplatte (5) angeordnet ist, die über die Zuführungen (7) mit dem im Hohlgestänge (6,10) fließenden Druckmedium verbunden ist.

5. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (12, 14) ein unterhalb der Klemmbacken (14) sich erstreckendes, axial zum Bohrloch gerichtetes Gehäuse (12) besitzt, in dem das der Drehung des so Gehäuses (1) der Kernbohreinrichtung dienende Antriebsorgan (13) axial verschiebbar aufgenommen ist.

6. Bohrvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Gehäuses (12) der Klemmvorrichtung radial nach außen gerichtete, einander diametral gegenüberliegende, der Führung des Gehäuses (12) im Bohrloch dienende Flügel (22) befestigt sind.

7. Bohrvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) der Klemmvorrichtung einander diametral gegenüberliegende nach innen gerichtete, das Antriebsorgan (13) gegen Drehung sichernde Leisten (35) besitzt

8. Bohrvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an Bohrlöcher unterschiedlicher Durchmvisser die Klemmbacken (14), die Flügel (22) und das Gehäuse (1) der Kernbohreinrichtung mit dem Sedimentbehälter (8) austauschbar angeordnet sind.

9. Bohrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkronen (26) konisch sich erweiternd, das Bohrrohr (16) des Bohrloches unterschneidend ausgebildet sind und eine einseitige mit der Oberfläche der Antriebswelle fluchtende, ebene Abflachung besitzen, und daß die konischen oder schraubenförmigen Oberflächen der Kronen (26) eine Leitfläche bilden, die bei Eingriff mit dem Bohrrohr (16) die Kronen (26) derart dreht, daß ihre Abflachungen dem Bohrrohr (16) zu gewandt sind.

10. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) der Kernbohreinrichtung aus einem mittigen, mit dem Boden dts Bohrloches in Eingriff bringbaren Absetzring (31), aus dem anschließenden, mit einer Kugel (29) verschließbaren Sedimentbehälter (28) und aus einem an diesen anschließenden Traggehäuse (27) geringeren Durchmessers besteht, und daß die Antriebe (23, 24) Iängsverschieblich in dem den Sedimentbehälter (28) aufweisenden Teil des Gehäuses (1) angeordnet sind und an ihren freien Enden ein die Antriebe (23,24) enthaltendes weiteres Gehäuse (25) tragen, das über flexible Leitungen (7a,Jmii dem Gestänge (6a) verbunden ist

11. Bohrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, <la<\ die Antriebe (23, 24) für die Bohrkronen (26) nach außen diviergierend geneigt angeordnet sind.

12. Bohrvorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (13) des Gehäuses (1) der Kernbohreinrichtung mit den seiner Führung dienenden Leisten des Gehäuses (12a^der Klemmvorrichtung (12,14) fest verbunden ist.

13. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet daß das Gehäuse (1) der Kernbohreinrichtung ein mittiges, gegenüber den Antrieben (2, 23, 24) vorstehendes, der Herstellung einer Pilotbohrung dienendes Bohrwerkzeug besitzt.

14. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, für die Herstellung geneigter oder horizontaler Bohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) der Kernbohreinrichtung am Außenumfang mit Führungsorganen, beispielsweise Führungsrollen, Wälzlagern oder dergleichen ausgestattet ist.

15. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, für die Herstellung stark geneigter oder horizontaler Bohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung des Bohrdruckes Andruckorgane, beispielsweise Kolben-Zylinderanordnungen, zwischen der Klemmvorrichtung (12, 14) und dem Gehäuse (1) der Kernbohreinrichtung angeordnet sind.