DE8716926U1 - Bohrschnecke - Google Patents

Description

- 1 Bohrschnecke

Die Erfindung betrifft eine Bohrschnecke für Erdarbeiten mit einem Seelenrohr, einer FörderwendelS und einer radialen Schneidkante im Bereich des Forderwendeleinlaufs. Als Bohrschnecke werden nachfolgend Schneckenbohrer und Endlosschnecken bezeichnet.

t>ie Verwendung von Schneckenbohrern ist im Tiefbau weit verbreitet. Sie werden im sogenannten intermittierenden Bohrbetrieb eingesetzt. Dabei wird der Schneckenbohrer mit Vorschubkraft in den Boden gedreht und nach einem bestimmten Bohrfortschritt zusammen Bit der Füllung der Förderschnecke aus dem Bohrloch gezogen und »eben dem Bohrloch entleert. Dieser Vorgang wird bis zum Erreichen der Endteufe des Bohrlochs mehrmals wiederholt. Abhängig von der betreffenden Bodenart tritt beim Ziehen des Schneckenbohrers häufig der Fall ein, daß das Bohrgut zum Teil aus dem Wendelhohlraum herausfließt. Dies tritt insbesondere bei rolligen Böden auf, so daß bei jedem Bohrvorgang schließlich nur eine teilweise gefüllte Boh -schnecke nach dem Zurückziehen vorliegt. Da die Aufnahmekapazi~ät des WendelhoWraums somit nicht ausgenützt verden kann, muß das Abteufen und Zurückziehen des Bohrers gezwungenermaßen häufiger durchgeführt werden, als es an sich im Hinblick auf das zur Verfügung stehende Fördervolumen notwendig wäre. In gleichem Maß verlängert sich die Arbeitszeit und die Betriebskosten steigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrschnecke der A eingangs genannten Art anzugeben, deren Förderleistung erhöht ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Schieber zum Freigeben bzw. Verschließen des Forderwendeleinlaufs in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Bohrschnecke vorhanden ist, daß der Schieber vor dem Förderwendeleinlauf in einer Normalebene zur Bohrerachse bewegbar angelenkt ist, and <3aß der Schieber in einer Schließstellung voreilend zum Förderwenäeleinlaux und in einer Ofzenstellung zumindest bündig mit dem Förderwendeleinlauf angeordnet ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Forderwendeleinlauf eines Schneckenbohrers beim Zurückziehen verschlossen wird, so daß ein Ausfließen des Bohrgutes zuverlässig verhindert wird. Der Schieber kann ohne zusätzliche Steuermittel praktisch selbsttätig in seine beiden Endpositionen gebracht werden, so daß der konstruktive Aufwand relativ gering gehalten werden kann. Die Offenstellung nimmt der Schieber aufgrund des Widerstandes des Erdreiches ein, wenn er beim Abteufen des Schneckenbohrers in Eingriff mit dem Erdreich gelangt. Vor dem Zurückziehen wird der Schneckenbohrer kurz in entgegengesetzter Richtung gedreht. Aufgrund der Reibungskräfte zwischen dem Bohrgrund und dem Schieber findet eine Relativbewegung zwischen der Förderwendel und dem Schieber statt, die zu einem Verschließen des Forderwendeleinlaufs führt.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Schieber die Form eines Kreisringstückes hat, und daß das Kreisringstück in einer Ringnut am Seelenrohr geführt ist. Durch diese Formgebung kann der Forderwendeleinlauf formschlüssig äußerst dicht verschlossen werden. Außerdem wird erreicht, daß der Schieber auf einer Kreisbahn bewegt wird, so daß seine Bewegung in die beiden Endstelluncren optimal von der Drehbewegung des Schneckenbohrers unterstützt wird.

Zur Führung des Schiebers ist es ferner zweckmäßig, daß er von einer parallelen Lagerplatte,, die fest mit dem Seelenrohr verbunden ist, unterstützt wird. Diese Lagerplatte kann die Vorschubkräfte aufnehmen, so daß die Ringnut am Seelenrohr entlastet und ein Verkanten des Schiebers verhindert wird.

Des weiteren kann es vorteilhaft sein, daß die Ringnut am Seelenrohr in Achsrichtung durch einen Bund abgedeckt ist, der in einer Bohrerspitze ausläuft. Soniit ist eine unmittelbare Einwirkung des Bohrgxttes auf die Ringnut und die damit in Eingriff stehende Ringfläche des Schiebers ausgeschlossen.

Es ist besonders vorteilhaft, daß die radiale Schneidkante am Schieber ausgebildet ist. Bevorzugt dient der Schieber dabei als Träger von Schneidwerkzeugen.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß im Seelenrohr ein axial verlaufender Versorgungskanal vorhanden ist, der exzentrisch zum Seelenrohr am freien Ende des SchnecFienbohrers in der Weise in einer Öffnung isüriäet, dz£i die Öffnung in der Offenstellung des Schiebers in Achsrichtung hinter dem Schieber liegt. Das hat den Vorteil, daß die Mündungsöffnung während des Vortriebs im Schatten des Schiebers liegt, so daß kein Bohrgut in die Öffnung eindringen kann und damit eine Verstopfung zuverlässig verhindert wird. Der Versorgungskanal kann auf vielerlei Weise ausgenützt werden. Beispielsweise kann er dazu dienen, beim Ziehen der Bohrschnecke einen Druckausgleich zwischen dem durch das Zurückziehen entstehenden Hohlraum und der Erdoberfläche zu erreichen. Bei schmierigen Böden und/oder bei Arbeiten unterhalb des Wasserspiegels dichten nämlich die Bohrlochwände mit den Förderwendeln so stark ab, daß beim Ziehen des Schneckenbohrers im Bohrloch ein Unterdruck entsteht, der Boden aus dem Seitenbereich, den Bohrlochwänden und von den Förderwendeln wieder in das Bohrloch saugt. Außerdem kann durch den Druckausgleich der Kraft- und Energieaufwand zum Ziehen des Schneckenbohrers verringert werden. Grundsätzlich umfaßt die Erfindung auch den Gedanken, die Mündungsöffnung allein durch einen Schieber in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Schneckenbohrers freizugeben bzw. zu verschließen, wie es im vorstehenden sinngemäß beschrieben ist. Insbesondere hierbei kann eine andere Verwendung des Versorgungskanals darin bestehen, daß eine Suspension in das Bohrloch gepumpt wird, wenn die Bohrschnecke als Endlosschnecke ausgebildet ist und zur kontinuierlichen Förderung dient.

Eine besonders robuste Ausgestaltung besteht darin, daß der Versorgnngskanal über einen Kasten an der Unterseite der Förderwendel mündet, bestehend aus einem Zylinäeriaantelabschnitt, einer radial

verlaufenden Rückwand und einem ringstückförmigen Boden mit der Öffnung, und &aacgr;&&Bgr; der Schieber derartig bemessen ist, daß er zumindest den zwischen dem Kasten und dem ~-aginn der Förderwendel verbleibenden Bereich abdecken kann. Kenn der Kastenboden Bestandteil der Lagerplatte ist, wird auf diese Weise eine Abstützung ■der Lagerplatte mit dem betreffenden Pendelgang und somit insgesamt eine robuste Anordnung und Lagerung des Schiebers erreicht.

Es ist ferner zum Schutz des Versorgungskanals zweckroäSig, daß zumindest eine obere Versorgungsöffnung vorhanden ist, an deren der Bohrerspitze zugewandten Rand die Förderwendel vorbeigeführt ist, und daß eine wendelförmig gebogene Abdeckung, bevorzugt aus Blech, oberhalb der Förderwendel sowie der Versorgungsöffnung unter Bildung eines dachartigen Schutzes vorhanden ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt scheraatisch eine Seitenansicht eines Schneckenbohrers;

Fig, 2 una 3 zeigen jeweils eine Draufsicht auf den Schneckenbohrer gemäß Fig- 1 von der Bohrerspitze aus in einer Offensteliung bzw, einer Schließstellung eines Schiebers.

Die Figur 1 veranschaulicht einen Schneckenbohrer mit einem Seelenrchr 1 und einer darauf befestigten Förderwendel 2- Das Seelenrohr 1 läuft an seinem freien Ende in einer Bohrspitze 11 aus- An seinem anderen Ende befindet sich eine Kupplung 8 zur Verbindung mit einem Bohrgestänge, das aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Im Bereich eines Förderwendeleinlaufs 15 (Fig.2) ist eine radial verlaufende Schneidkante 16 angeordnet, die mit mehreren Schneidwerkzeugen 12 zurrt Aufschneiden Und Lockern des Erdreiches bestückt ist.

Der Hohlraum des Seelenrohrs 1 dient als Versorgungskanal, welcher am kupplungsseltlgen Ende der Förderwendel 2 über Versorgungsöff&mdash; nungen 9 im Seelenrohrmantel zugänglich ist. Am bohrspltzenseitlgen Ende umfaßt der Versorgungskanal einen Kasten 5 von der Höhe einer Wendelsteigung 6, welcher eine weitere seitliche Öffnung 3 des Seelenrohrmantels mit einer zur Bohrerachse exzentrischen und parallel zur Bohrerachse mündenden Versorgungskanalöffnung 7 Im Boden 18 des Kastens 5 verbindet. Diese Einzelheit 1st durch einen Teilschnitt in der Figur 1 veranschaulicht, wobei der Verlauf des Versorgungskanals schematisch durch eine strichpunktierte Linie bezeichnet Ist. Der Kasten 5 wird nach oben und In Bohrrichtung nach vorne durch einen Bogenabschnltt der Förderwendel 2, seitlich nach außen durch einen bündig mit dem Rand der Förderwendel 2 abschließenden Zylindermantelabschnitt 19 und nach hinten durch eine radial verlaufende Wand 20 abgeschlossen, die auch dazu dient, den Boden 18 an der Förderwendel 2 in Vorschubrichtung des Schneckenbohrers abzustützen.

Der Boden 18, der aus einer ringstückförmigen Stahlplatte besteht, erstreckt sich um etwa 270° in einer Normalebene zur Bohrerachse bis zum Förderwendeleiniauf 15 und schließt mit der Wendel bündig ab, wobei er bohrerspitzenseitig unterhalb des Förderwendeleinlaufs 15 angeordnet ist. Eine weitere wichtige Funktion des Bodens 18 besteht darin, daß er als Lagerplatte 21 für einen Schieber 22 dient.

Der Schieber 22, der auch als Drehboden bezeichnet werden kann, besteht aus einer Stahlplatte, die bohrspitzenseitig unter der Lagerplatte 21 in einer Normalebene zur Bohrerachse drehbeweglich gelagert ist. Der Schieber 22 hat die Form eines Kreisringstücks, welches sich über etwa 270° erstreckt und an seinem Außenrand bündig mit der Lagerplatte 21 tind dem Außenrand der Förderwendel 2 abschließt. Die Drehlagerung wird einerseits über eine Ringnut 23 im Seelenrohr 1 gebildet, in welcher der innere Rand des Schiebers

&Igr; einareift und andererseits durch die flächige Führung an der Lagerplatte 21.

die

Eine radial verlaufende Stirnseite des Schiebers 22 bildet dii

Schneidkante 16 mit den Schneidwerkzeugen 12. In einer Offenstellung fluchtet die Schneidkante 16 im wesentlichen mit dem Förderwendel-Ende , wie es in der Figur 1 dargestellt ist. Diese

\ Offenstel3ung ist durch einen Anschlag 13 and der Lagerplatte 21

\ festgelegt, an welches die entgegengesetzte Stirnseite öes Schie-

( bers 22 anliegt.

In der Offenstellung liegt der Schieber 22 im wesentlichen deckungsgleich mit der Lagerplatte 21. Somit verbleibt vor dem Förderwendeleinlauf 15 in Vorschubrichtung eine Öffnung, die etwa 90" einnimmt. Wii-d der Schneckenbohrer in dieser Stellung des Schiebers 22 in den Boden abge-ceuft, so schneidet die Schneidkante 16 zusammen mit den Schneidwerkzeugen 12 den Boden, wobei die Förderwendel in das Erdreich eingedreht wird und der VJendelzvischenraum mit Bohrgut ausgefüllt wird. Die bohrerspxtzenseitige Öffnung 7 des Versorgungskanals ist hierbei durch den Schieber 22 abgedeckt und vor dem Eindringen von Erdreich geschützt.

Die Offenstellung ist in einer Draufsicht von der Bohrerspitze 11 in Figur 2 weiter veranschaulicht. Die in Vorschubrichtung gebildete Öffnung zwischen der Wand 20 des Kastens 5 und den Schneidwerkzeugen 12 ist mit dem Bezugszeichen 15 versehen. Die Öffnung des Versorgungskanals ist zur besseren Veranschaulichung in strichpunktierter Linie dargestellt, obgleich sie in dieser Stellung des Schiebers 22 nicht sichtbar ist. Beim Abteufen vollführt der Erdbohrer gemäß Fig. 2 eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn. Durch den Widerstand des Erdreiches wird der Schieber 22 dabei im Uhrzeigersinn nach hinten gedrückt, bis er in der vorstehend beschriebenen Weiise mit dem Anschlag 13 in Eingriff gelangt -und an einer weiteren Drehung gehindert ist.

In der Figur 3 ist eine Schließstellung des Schiebers 22 in einer bohrspitzenseitigen Draufsicht eingezeichnet. Hierbei ist der Schieber 22 im Vergleich zu der Offenstellung gemäß Figur 2 im Uhrzeigersinn soweit gedreht, daß die Schneidkante 15 mit dem Kasten 5 bzw. dessen radial verlaufenden Wand 20 abschließt. Der Förderx-jendeleinlauf 15 5st damit geschlossen. Gleichzeitig ist durch die Kinkelverschiebung des Schiebers 22 die Öffnung 7 freigegeben» Die in Figtur 3 gezeigte Schließstellung wird dadurch herbeigeführt, daß der Schneckenbohrer im Bohrloch rückwärts, d.h. entgegen dem Uhrzeigersinn, gedreht wird. Aufgrund der zwischen dem Schieber 22 und dem Erdreich bestehenden Reibung führen der Schieber 22 und die Förderwendel 2 eine Relativbewegung aus, bis die Öffnung 14 verschlossen ist.

Anhand der drei Figuren wird nachfolgend die Funktion des Schneckenbohrers beschrieben. Zunächst wird der Schneckenbohrer abgeteuft, bis die Förderwendel vollständig mit Bohrgut gefüllt ist. Vor dem Abheben des Schneckenbohrers wird dieser zurückgedreht, so daß der Wendelzwischenraum bohrerspitzenseitig mit dem Schieber 22 verschlossen wird. Gleichzeitig wird die 'öffnung 7 des Versorgungskanals freigegeben, und so eine Verbindung zwischen dem Raum unterhalb der Förderwendel 2 mit dem Bohrloch über der Förderwendel 2 verbunden. Anschließend wird der Schneckenbohrer vertikal nach oben gezogen, wobei ein Druckausgleich üb°r den Versorguncfskanal stattfindet. Auf diese Weise v/erden ein Herausfließen und Nachsaugen von Bohrgut aus dem WendelZwischenraum sowie ein Ansaugen von Erdreich aus den Bohrlochwänden zuverläsig verhindert.

Claims (10)

1. BcÄrschnecke für Erdarbeiten mit einem Seelenrohr, einer Förderwendel und einer radialen Schneidkante im Bereich des Förderwendeleinlaufs,

dadurch gekennzeichnet ,

daß ein Schieber (22) zum Freigeben bzw. Verschließen des Förderwendeleinlaufs (15) in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Schneckenbohrers vorhanden ist, daß der Schieber *22) vor dem Förderwendeleinlauf (15) in einer Norniaiebene zur Bohrerachse bewegbar angelenkt ist, und daß der Schieber (22) in einer Schließstellung voreilend zum Förderwendeleinlauf (15) und in einer Offenstellung zumindest bündig mit dem Fördv/rwendeleinlauf (15) angeordnet ist.

2. Bohrschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

daß der Schieber (22) die Form eines Kreisringstückes hat, und daß das Kreisringstück in einer Ringnut (23) ani Seelenrohr (1) geführt ist.

3. Bohrschnecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,

daß der Schieber (22) von einer parallelen Lagerplatte (21), die fest mit dem Seelenrohr (1) verbunden ist, gegen die Vortriebsrichtung des Schneckenbohrers unterstützt ist.

4. Bohrschnecke nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daS die Ringnut (23) am Seelenrohr (1) in Achsrichtung durch einen Bund abgedeckt ist, der in einer Bohrerspitze (11) ausläuft.

5. Bohrschnecke nach einem der vorhergehenden Ä/v>prüche, dadurch gekennzeichnet , daß die radiale Schneidkante (16) am Schieber (22) ausgebildet ist.

6. Bohrschnecke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Schieber (22) als Träger von Schneidwerkzeugen (12) dient.

7. Bohrschnecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß im Innern des Seelenrohr" (1) ein axial verlaufender Versorgungskanal vorhanden ist, der exzentrisch zum Seelenrohr (T) am freien Ende des Schneckenbohrers in der Weise in einer Öffnung (7) mündet, daß die Öffnung (7) in der Offenstellung des Schiebers (22) abgedeckt und in der Schließstellung des Schiebers frei ist.

8. Bohrschnecke nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Versorgungskanal über einen Kasten (5) an der Unterseite der Förderwendel (2) mündet, bestehend aus einem Zylindermantelabschnitt (19), einer radial verlaufenden Rückwand (20) und einem ringstuckfofmigen Boden (18) mit der Öffnung; (7),

- &iacgr;&ogr; -

9. Bohrschnecke nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet ,

daß eine obere Versorgungsöffnung (9) im Seelenrohr (1) für den Versorgungsfcanai vorhanden ist, an deren der Bohrerspitze (11) zugewandten Rand die Förderwendel (2) vorbeigeführt ist, und daß eine wendelförmig gebogene Abdeckung oberhalb der Förderwendel (2) sowie der Versorgungsöffnung (9) unter Bildung eines dachartigen Schutzes vorhanden ist.

10. Bohrschnecke nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichn e-t ,

daß die wendelförmig gebogene Abdeckung aus Blech besteht.