DE8716923U1

DE8716923U1 - Earth drill with an injection pipe

Info

Publication number: DE8716923U1
Application number: DE8716923U
Authority: DE
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1988-02-11

Description

Die Erfindung betrifft einen Erdbohrer mit einem Seelenrohr und mit einem im Seelenrohr verlaufenden Injektionsrohr sowie mit einer Förderwendel, an deren Ende eine Schnittkante vorhanden ist.The invention relates to an earth drill with a core tube and with an injection pipe running in the core tube as well as with a conveyor spiral at the end of which there is a cutting edge.

Derartige Erdbohrer werden im Tiefbau verwendet, um nach dem Abbohren Suspension, insbesondere Beton, in das Bohrloch zu pumpen, um das Bohrloch zu verfüllen. Bei den bekannten Erdbohrern befindet sich die Öffnung des Injektionsrohres mittig in der Schnittebene. Aus diesem Grund ist es unvermeidlich, daß das Injektionsrohr beim Abteufen des öfteren verstopft und damit eine Arbeitsunterbrechung herbeiführt .Such earth drills are used in civil engineering to pump suspension, especially concrete, into the borehole after drilling in order to fill the borehole. In the known earth drills, the opening of the injection pipe is located in the middle of the cutting plane. For this reason, it is inevitable that the injection pipe will often become blocked during drilling, thus causing work to be interrupted.

Es ist bekannt, die Öffnung für den Medienaustritt während des Bohrvorgangs mechanisch mit Hilfe eines Verschlußorgans geschlossen zu halten, welches über ein zusätzliches Innengestänge betätigt wird. Des weiteren ist es bekannt, die Öffnung mit einer Art Deckel zu versehen, welcher unter dem Druck der durchgepurapten Suspension weggedrückt wird. Im praktischen Einsatz kann es jedoch vorkommen, daß der Deckel nicht öffnet. Ferner ist nachteilig, daß das Innengestänge relativ kompliziert ausgebildet sein muß.It is known to keep the opening for the media outlet closed during the drilling process mechanically with the help of a closure element, which is operated via an additional internal rod. It is also known to provide the opening with a type of cover, which is pushed away under the pressure of the purified suspension. In practical use, however, it can happen that the cover does not open. Another disadvantage is that the internal rod has to be relatively complicated.

Eine konzentrische Öffnung in der Schnittebene hat aber auch den Nachteil, daß duxch die Größe der Öffnung dieHowever, a concentric opening in the cutting plane also has the disadvantage that due to the size of the opening, the

Schnittkantenlänge verkleinert wird und damit ein geririgörer bohrfortschritt möglich ist, da das Erdreich im Zentralbereich des Erdbohrers nur sehr schlecht gelöst und wegtransportiert wird.The cutting edge length is reduced and thus a more rigorous drilling progress is possible, since the soil in the central area of the auger is only very poorly loosened and transported away.

Dex" Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Erdbohrer /> der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem eine Verstopfung des Injektionsrohres zuverlässig verbindert vird und gleichzeitig eine Verbesserung der Bohrerleistung erreicht wird.The object of the invention is to provide an earth drill of the type mentioned at the beginning, in which a blockage of the injection pipe is reliably cleared and at the same time an improvement in the drilling performance is achieved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Öffnung des Injektionsrohres exzentrisch zum Seelenrohr ist, daß die Öffnung gegenüber der Schnittkante bezüglich der Bohrerlängsachse zurückversetzt ist und daß die Öffnung des Injektionsrohres im Schneidschatten der Schnittkante liegt. This task is solved by the opening of the injection pipe being eccentric to the core pipe, the opening being set back from the cutting edge relative to the drill’s longitudinal axis, and the opening of the injection pipe being in the cutting shadow of the cutting edge.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die exzentrische Versetzung der Austrittsöffnung des Injektionsrohres und durch die Rücknahme aus der Schnittebene des Erdbohrers verhindert wird, daß Bohrgut in das Injektionsrohr gelangt und dieses verstopft. Daher ist ein spezieller Verschluß der Injektionsrohröffnung nicht mehr nötig.The invention has the advantage that the eccentric displacement of the outlet opening of the injection pipe and the withdrawal from the cutting plane of the earth drill prevent drilling material from entering the injection pipe and clogging it. Therefore, a special closure of the injection pipe opening is no longer necessary.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Schnittkante bis in den Zentralbereich des Erdbohrers verlängert ist. Durch die Verlängerung der Schnittkante, die durch die exzentrische Injektionsrohröffnung ermöglicht wird, ist die aktive Angriffsfläche des Bohrers vergrößert. Dies ist einerseits für den Bohrfortschritt vorteilhaft und andererseits für den Abtransport des Bohrgutes aus dem Bearbeitungsraum.A preferred development of the invention consists in that the cutting edge is extended into the central area of the earth drill. The extension of the cutting edge, which is made possible by the eccentric injection pipe opening, increases the active contact surface of the drill. This is advantageous for the drilling progress on the one hand and for the removal of the drilling material from the processing area on the other.

Dem Eindringen von Erdreich wird ferner dadurch weiter entgegengewirkt, daß derjenige Kendelabschnitt, in dessen Schneidschatten die Injektionsrohröffnung liegt, bevorzug* entlang seines äußeren Randes mit einer in radialer Richtung wirkenden seitlichen Abschirmung versehen ist.The penetration of soil is further counteracted by the fact that the section of the cone in whose cutting shadow the injection pipe opening is located is preferably provided with a lateral shield acting in a radial direction along its outer edge.

Diese ist bevorzugt dadurch gebildet, äa& die seitliche Abschirmung aus einem bündig rait dem Rand der betreffenden Wendel abschließenden Zylindermantelabschnitt besteht .This is preferably formed in that the lateral shield consists of a cylinder jacket section which ends flush with the edge of the respective helix.

Es ist vorteilhaft, daß die seitliche Abschirmung durch eine rückwärtige radiale Abschirmung am Seelenrohr abgestützt ist.It is advantageous that the lateral shielding is supported by a rear radial shielding on the core tube.

Der Bohrfortschritt kann ferner dadurch weiter verbessert v/erden, daß eine Zentrumsschneide vorhanden ist.The drilling progress can be further improved by the presence of a center cutting edge.

Es ist hierbei besonders zweckmäßig, daß die Zentrumsschneide lösbar in einer Kechselhalterung befestigt ist. Auf diese Weise können unterschiedlich geformte Zentrumsscbneiden unter Berücksichtigung des jeweiligen Bohrgrundes zum Einsatz gebracht v/erden.It is particularly useful here that the center cutting edge is detachably secured in a chuck holder. In this way, differently shaped center cutting edges can be used , taking into account the respective drilling base.

Damit das Injektionsmaterial auf die Bohrsohle fließt und nichl die Bohrlochwandung herunterspült, ist es von Vorteil, daß die Öffnung des Injektionsrohres parallel zur Bohrerachse ausgerichtet ist.To ensure that the injection material flows to the bottom of the borehole and does not wash down the borehole wall, it is advantageous that the opening of the injection pipe is aligned parallel to the drill axis.

Hierbei empfiehlt es sich, daß die Öffnung des Injektions- tohtes innerhalb des Querschnitts des Seelenrohres liegt,It is recommended that the opening of the injection tube is within the cross-section of the core tube,

weil durch diese Maßnahme die Querschnittsflache zwischen den Förderwendeln nicht verkleinert wird.because this measure does not reduce the cross-sectional area between the conveyor spirals.

Eine besonders vorteilhafte alternative Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Öffnung des Injektions— rohres radial zur Bohrerlängsachse ausgerichtet ist. Durch diese Maßnahme beschreibt die Injektionsrohröffnung eine Querbewegiing zur Bohrsohle und ist daher gegenüber der stirnseitigen Anbringung vor einem gewaltsamen Verstopfen durch eintretendes Bohrgut geschützt.A particularly advantageous alternative development of the invention consists in the opening of the injection pipe being aligned radially to the longitudinal axis of the drill. This measure means that the injection pipe opening describes a transverse movement to the bottom of the drill and is therefore protected from being forcibly blocked by drilling debris entering, as is the case with front-side attachment.

Grundsätzlich ist es möglich, daß der Innenhohlraum des Seelenrohres zum Transport des Injektionsmediums dient, d.h. daß Seelenrohr und Injektionsrohr identisch sind oder anders ausgedrückt, daß ein einziges Rohr sowohl die Funktion des Seelenrohres als auch des Injektionsrohres hat. Inbesondere bei kleinen Seelenrohr-Durchmessern wird man diese spezielle Ausführung wählen- Wenn ein separates Seeienrohr und Injektionsrohr vorhanden ist, und der Querschnitt des Seelenrohres größer ist als derjenige des Injektionsrohres, so kann die Öffnung des Injektionsrohres in der exzentrischen Position auf einfache Weise dadurch festgelegt werden, daß das freie Ende des Seelenrohres exzentrisch verjüngt ist und daß die Öffnung des Injektionsrohres im verjüngten Bereich liegt. Fertigungstechnisch wird dies auf einfache Weise dadurch erreicht, daß das Seelenrohr durch einen kegelartigen Abschluß verjüngt ist-In principle, it is possible for the inner cavity of the core pipe to be used to transport the injection medium, i.e. that the core pipe and injection pipe are identical or, in other words, that a single pipe has the function of both the core pipe and the injection pipe. This special design is chosen particularly for small core pipe diameters. If there is a separate core pipe and injection pipe and the cross-section of the core pipe is larger than that of the injection pipe, the opening of the injection pipe can be set in the eccentric position in a simple way by tapering the free end of the core pipe eccentrically and by placing the opening of the injection pipe in the tapered area. In terms of manufacturing technology, this is achieved in a simple way by tapering the core pipe with a conical end.

Eine bevorzugte Alternative besteht darin, daß das Seelenrohr entlang der Wendel durch unterschiedliche Rohrdurchmesser oberhalb der Wendel und unterhalb der Wendel verjüngt ist. Diese Verjüngung des Seelenrohres wird her- «tellungsmäßig dadurch erreicht, daß das Seelenrohr schraubenlinienförmig aufgeschnitten wird und spiralförmig nach innen gebogen wird.A preferred alternative is that the core tube is tapered along the helix by different tube diameters above the helix and below the helix. This tapering of the core tube is achieved in manufacturing by cutting the core tube in a helical manner and bending it inwards in a spiral shape.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung bestehr daxin, daß die seitliche Abschirmung der Injektionsrohr— öffnung entlang ihrer Stirnseite mit einer Ringschneide versehen ist. Diese Ringschneide unterstützt die Schnittkante bei der Bodenbearbeitung entlang der Bohrlochwandung. Das auf diese Weise abgetragene und zerkleinerte Bohrgut kann besonders leicht von der Förderwendel abtransportiert werden, so daß die Gefahr eines Rückstaues oder einer Verstopfung in die Injektionsrohröffnung weiter ver-Another preferred development of the invention consists in the fact that the side shield of the injection pipe opening is provided with a ring cutting edge along its front side. This ring cutting edge supports the cutting edge when working the ground along the borehole wall. The drilling material removed and crushed in this way can be transported away particularly easily by the conveyor spiral, so that the risk of a backflow or blockage in the injection pipe opening is further reduced.

i. c_ iti.ii. c_ iti.i

Die unterstützung der radialen Schnittkante wird insbesondere dadurch verbessert, daß die Abschirmung einen Kreisbogen-Querschnitt aufweist, der exzentrisch zur Bohrerlängsachse ist. Durch diese Maßnahme überstreicht die Ringsci-neide nicht nur den Mantelbereich des Bohrers, son dern arach eine Fläche quer zur Bohrerlängsachse.The support of the radial cutting edge is particularly improved by the fact that the shield has a circular arc cross-section that is eccentric to the drill's longitudinal axis. This measure means that the ring shield not only covers the drill's casing area, but also a surface perpendicular to the drill's longitudinal axis.

Es erweist sich als zweckmäßig, daß die Schnittkante und die Ringschneide in einer Bohrebene liegen.It is advisable that the cutting edge and the ring cutting edge are in the same drilling plane.

Als Alternative kann es auch vorteilhaft sein, daß die Ringschneide gegenüber der Schnittebene der radialen Schnittkante winkelversetzt ist.As an alternative, it may also be advantageous for the ring cutting edge to be angularly offset from the cutting plane of the radial cutting edge.

Darüber hinaus kann es sich als vorteilhaft erweisen, daß die radiale Schnittkante oder die Ringschneide voreilend ist.In addition, it may prove advantageous for the radial cutting edge or the ring cutting edge to be leading.

Die Ringschneide kann mit Schneidwerkzeugen unterschiedlicher Geometrie, Form, Anordnung und Anzahl versehen wer den, um einen optimalen Eingriff bei vorgegebenen Bodenarten zu erreichen.The ring cutting edge can be equipped with cutting tools of different geometries, shapes, arrangements and numbers in order to achieve optimum penetration into specific soil types.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich-The invention is described below with reference to an embodiment shown in the drawing.

nung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben. The embodiment shown in the drawing is further described.

Die Figur zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Schneckenbohrers.The figure shows a schematic perspective view of an auger drill.

Der Erdbohrer weist ein Seelenrohr T 4 auf, welches zwei Förderwendeln trägt. Eine Hauptwendel 19 erstreckt sich über die gesamte Länge des Seelenrohres 1 4 bis zu einer Kupplung 13 und b-efordert das gelöste Bohrgut nach ,-faen. Eine Nebenwendel 20, <iie um 180" winkelversetzt zur Hauptwendel 19 ist, endet nach einer bestimmten Bogenlänge.The earth drill has a core tube T 4, which carries two conveyor spirals. A main spiral 19 extends over the entire length of the core tube 1 4 up to a coupling 13 and conveys the loosened drilling material to the ground. A secondary spiral 20, which is offset by 180" to the main spiral 19, ends after a certain arc length.

Sowohl die Hauptwendel 19 als auch die Nebenwendel 20 weisen an ihrem Ende jeweils eine radial verlaufende Schnittkante 9 bzw. 10 auf, die in einer Linie ausgerichtet sind und die bei einer Rotation um die Bohrerlängsachse 23 eine Bohrebene erzeugen. Die beiden Schnittkanten 9,10, die auch als Hauptschneiden bezeichnet werden können, tragen in dem dargestellten Beispiel nebeneinander jeweils mehrere Bohrmeißel 8.Both the main spiral 19 and the secondary spiral 20 have a radially extending cutting edge 9 or 10 at their end, which are aligned in a line and which produce a drilling plane when rotated around the drill's longitudinal axis 23. The two cutting edges 9, 10, which can also be referred to as main cutting edges, each carry several drill bits 8 next to one another in the example shown.

Genau auf der Bohrerlängsachse 23 ist eine Wechselhalterung 24 auf dem Seelenrohr 14 befestigt, welche eine lösbare Zentnamsschneide 12 aufnimmt. Abhängig von dem zu bearbeitenden Bohrgrund kann über die Wechselhalterung 24 die jeweils aufgrund ihrer Form am besten geeignete Zentrumsschneide 12 eingesetzt werden. A change holder 24 is attached to the core tube 14 exactly on the drill's longitudinal axis 23, which holds a removable center cutting edge 12. Depending on the drilling surface to be machined, the most suitable center cutting edge 12 based on its shape can be inserted via the change holder 24.

Im Innern des Seelenrohres 14 ist ein Injektionsrohr 15 geführt. Zur Veranschaulichung ist das Seelenrohr 14 in einem Bereich 17 aufgebrochen, so daß dort ein koaxialer Verlauf des Injektionsrohres 15 ersichtlich ist. Das Injektionsrohr 15 mündet in einer zur Bohrerlängsacfr.se 23 exzentrischen Öffnung 16 im Schneldschätten der Hauptwendel 19. Die Öffnung 16 ist ferner gegenüber den beidenAn injection pipe 15 is guided inside the core pipe 14. For illustration purposes, the core pipe 14 is broken open in an area 17, so that a coaxial course of the injection pipe 15 can be seen there. The injection pipe 15 opens into an opening 16, which is eccentric to the longitudinal axis 23 of the drill, in the cutting shaft of the main spiral 19. The opening 16 is also opposite the two

t · t ·

Schnittkanten 9,10 bzw. der Bohrebene in Richtung der Bohrerlängsachse 23 zurückversetzt. In dem wiedergegebenen Beispiel mündet das Injektionsrohr 15 über die Öffnung 16 parallel zur Bohrerlängsachse 23.Cutting edges 9,10 or the drilling plane are set back in the direction of the drill's longitudinal axis 23. In the example shown, the injection pipe 15 opens via the opening 16 parallel to the drill's longitudinal axis 23.

Zusätzlich ist die Öffnung 16 durch eine seitliche Abschirmung 25 gegen eintretenden Bohrschmant und Bohrgut gescnüizc. Sie feesceht aus einess Sylindsrissntsiabschnitt, der am äußeren Rand an der Hauptwendel 19 befestigt ist. Diese bogenförmige seitliche Abschirmung 25 lauft an ihrer Stirnseite in einer Ringschneide 11 aus, die beispielhaft mit quaderförmigen Schneidelementen versehen ist. Diese sind mit Hartmetallstiften besetzt. Die Ringschneide 11 verläuft somit auf einem zur Bohrerlängsachse 23 koaxialen Kreisbogen in der Schnittebene der beiden Schnittkiinten 9, 10.In addition, the opening 16 is protected against the ingress of drilling mud and drilling material by a lateral shield 25. It consists of a cylindrical section that is attached to the outer edge of the main spiral 19. This curved lateral shield 25 ends at its front in a ring cutting edge 11, which is provided with cuboid-shaped cutting elements, for example. These are fitted with hard metal pins. The ring cutting edge 11 thus runs on a circular arc coaxial with the longitudinal axis 23 of the drill in the cutting plane of the two cutting edges 9, 10.

Kinkelversetzt nach der Öffnung 16 ist die seitliche Abschirmung 25 durch eine radial verlaufende Platte am Seelenrohr 14 abgestützt, die zusätzlich auch als rückwärtige Abschirmung 27 der Öffnung 16 dient. Die rückwärtige Abschirmung 27 ist bezüglich der Bohrerlängsachse 23 kürzer als die seitliche Abschirmung 25. d.h. sie endet oberhalb der Ringschneide 11. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich Bohrgut an der rückwärtigen Abschirmung 27 staut und in die Öffnung 16 gedruckt wird.Offset from the opening 16, the side shield 25 is supported by a radially extending plate on the core tube 14, which also serves as a rear shield 27 for the opening 16. The rear shield 27 is shorter than the side shield 25 with respect to the drill's longitudinal axis 23, i.e. it ends above the ring cutting edge 11. This prevents drilling material from accumulating on the rear shield 27 and being forced into the opening 16.

In gleicher Weise wie die Hauptwendel 19 ist auch die Nebenwendel 20 raät einer seitlichen Abschirmung 28 sowie einer weiteren Ringschneide 29 versehen. Durch diese Maßnahme wird die Bohrebene optimal von 3ohrgut und Bohr— schiuant befreit and die Gefahr einer Verstopfung öer Öffnung 16 vermindert. Die beiden Ringschneiden 11,29 sind mit Schneidwerkzeugen 26 besetzt _
Die exzentrische, zurückversetzte Anordnung der ÖffnungIn the same way as the main spiral 19, the secondary spiral 20 is also provided with a lateral shield 28 and a further annular cutting edge 29. This measure ensures that the drilling plane is optimally freed from drilling debris and drilling debris and reduces the risk of blockage in the opening 16. The two annular cutting edges 11, 29 are equipped with cutting tools 26.
The eccentric, recessed arrangement of the opening

• ··

7 rf 7 rf

· &diams;· &diams;

wird in dem dargestellten Beispiel durch ein schraubenlinienartiges Aufschneiden entlang der Wendellinie der Haüptwendel 19 und durch ein kontinuierliches Einbiegen des entsprechenden Seelenrohrabschnittes 30 in Richtung auf die Bohrerlängsachse 23 hergestellt. Durch diese Maßnahme wird einerseits gewährleistet, daß die Öffnung 16 exzentrisch fixiert ist und andererseits, daß die beiden Schnittkanten 9,10 möglichst nahe bis zur Rohrachse 23 b7w. zur Zentrumsschneide TZ nach innen verlängert werden können.is produced in the example shown by a helical cutting along the spiral line of the main spiral 19 and by continuously bending the corresponding core tube section 30 in the direction of the drill's longitudinal axis 23. This measure ensures, on the one hand, that the opening 16 is fixed eccentrically and, on the other hand, that the two cutting edges 9, 10 can be extended inwards as close as possible to the tube axis 23 and to the center cutting edge TZ.

Claims

with an injection pipe running in the core pipe and a conveyor spiral at the end of which a

cutting edge is present,

characterized in that the opening (15) of the injection tube (15) is eccentric to the core tube (14), that the opening (16) is set back from the cutting edge (9, 10) with respect to the drill longitudinal axis (23) and that the opening (16) of the injection tube (15) lies in the cutting area of the cutting edge (9, 10).

2. Earth drill according to claim 1,

characterized in that the cutting edge (9,10) extends into the central area

of the earth drill is extended.

3. Earth drill according to claim 1 or 2, characterized in that the radius section in whose cutting shadow the opening (16) of the injection tube (15) is located, is provided with a lateral shield (25) acting in the radial direction.

4. Earth drill according to claim 3,

characterized in that the lateral shield (25) is arranged along the outer edge of the helix.

5. Earth drill according to claim 3 or 4, characterized in that the lateral shield (25) is formed by a cylinder jacket section that ends flush with the edge of the respective helix {19,20}.

6_ Earth drill according to one of claims 3 to 5, characterized in that the lateral shield (25) is supported by a rear radial shield (27) as the core tube (i4).

7. Earth drill according to one of the preceding claims, characterized in that a center cutting edge (12) is present.

8. Earth drill according to claim 7,

characterized in that the center cutting edge (12) is detachably secured in a cutter holder (24).

9. Earth drill according to one of the preceding claims, characterized in that the opening (16) of the injection pipe ii5) is aligned parallel to the longitudinal axis (23) of the drill.

10. Earth drill according to claim 9,

characterized in that the opening of the injection tube (15) lies within the cross-section of the core tube (14).

11. Earth drill according to one of claims 1 to 8, characterized in that the opening (16) of the injection pipe (15) is aligned radially to the drill longitudinal axis (23).

12. Earth drill according to one of the preceding claims, characterized in that the free end of the core tube (14) is eccentrically tapered and that the opening (16) of the injection tube (15) is located in the tapered region.

13. Earth drill according to claim 12, characterized in that the core tube (14) is tapered by a conical end.

14. Earth drill according to claim 12, characterized in that the core tube (14) is tapered along the helix (19) and below the helix (19).

15. Earth drill according to claim 14, characterized in that: the core tube (14) is cut out in a helical shape and is bent inwards in a spiral shape.

16. Earth drill according to one of claims 3 to 15, characterized in that the lateral shield (25) is provided with a ring cutting edge (11) along its front side

17. Earth drill according to claim 16, characterized in that the lateral shield (25) has a circular arc cross section which is eccentric to the drill's longitudinal axis (23).

18. Earth drill according to claim 16 or 17, characterized in that

- 12 -

that the cutting edge (9,1O)S and the ring cutting edge (11) lie in the same drilling plane.

19- Earth drill according to one of claims 16 or 17, characterized in that the ring cutting edge (11) is angularly offset from the cutting plane of the radial cutting edge (9, 10).

20. Earth auger according to one of claims 16 to 19, characterized in that the cutting edge (9, 10) or the ring cutting edge (11) is leading.

21. Earth drill according to one of claims 16 to 20, characterized in that the ring cutting edge (11) is equipped with cutting tools (26).