EP0689636A1 - Zweischaufelgreifer zum herstellen zylindrischer bohrungen - Google Patents

Zweischaufelgreifer zum herstellen zylindrischer bohrungen

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EP0689636A1
EP0689636A1 EP94911826A EP94911826A EP0689636A1 EP 0689636 A1 EP0689636 A1 EP 0689636A1 EP 94911826 A EP94911826 A EP 94911826A EP 94911826 A EP94911826 A EP 94911826A EP 0689636 A1 EP0689636 A1 EP 0689636A1
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EP
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frame
gripper
support
rope
gripper according
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Bauer Spezialtiefbau GmbH
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Bauer Spezialtiefbau GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B11/00—Other drilling tools
    • E21B11/04—Boring grabs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/46—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with reciprocating digging or scraping elements moved by cables or hoisting ropes ; Drives or control devices therefor
    • E02F3/47—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with reciprocating digging or scraping elements moved by cables or hoisting ropes ; Drives or control devices therefor with grab buckets
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B11/00—Other drilling tools

Definitions

  • the invention relates to a two-bucket gripper for producing cylindrical bores in the ground, for example for creating piles as foundation elements for carrying high loads, or arranged one behind the other as so-called dissolved or overlapped pile walls, or for sinking well bores and the like. Like uses.
  • Known two-bucket grippers of this type for example according to DT-OS 20 09 597, are equipped with falling and piercing gripping tools.
  • the blades which are designed as spades, penetrate the soil when falling and take hold of the loosened soil when the blades are closed.
  • the gripping effect has a decisive influence on the gripper's conveying performance with comparable soil properties; it naturally depends very much on whether it is very shear-resistant, cohesive, or sandy or coarse-gravel soils. In these cases or even when the groundwater level is high, ie when used under water, there is a risk that the blades will not close due to the jamming of stones between the spade blades and the filling will be completely or at least partially rinsed out through the gap.
  • the gripping effect is influenced by the design and position of the blade pivot bearings, because this determines the closing curve of the spade blade, which can be tweezer-like or more blade-like.
  • Experience has shown that, for example, in the case of puncturing grippers with external bucket swivel bearings and simple scissor linkage ratio, when used in cohesive soils, up to approximately 1.3 Diameter can be worked powerfully.
  • a prerequisite for an effective gripping effect of the digger is a sufficiently deep penetration of the blade spades into the ground. Depending on the shear and compressive strength of the soil, a certain impact energy is required for this; this results from the product mass x velocity to the 2nd power (xv 2 ).
  • the lancing and closing process can be repeated several times in succession in order to optimize the degree of filling. This is not possible with single rope grabs; these close after impacting the sole without any possibility of follow-up.
  • the task of the invention is derived from these circumstances, and it is aimed at creating a device which is more universally adaptable for the different operating conditions mentioned, can be combined with the most varied and also lighter types of excavator construction and, above all, also with the described very different flooring properties, optimal degrees of filling of the blades are always guaranteed.
  • connecting means arranged between the gripper frame and excavator rope on the frame crosshead releasably connecting to the frame stems.
  • the frame stems on at least two mutually articulated, shell-shaped support runners with an outer profile that corresponds approximately to the bore radius.
  • the gripper according to the invention with these features can be used both as a hydraulic gripper and as a rope gripper.
  • the device can only be set or dropped from a very low height.
  • the vertically directed shovel spades can be pushed into the soil under high contact pressure. This requires a large - and still expandable - dead weight of the gripper body with the gripper blades and is made even more effective by repeated additions in conjunction with an oscillating one - rocking, hydraulically controlled closing movement of the blades.
  • the gripper according to the invention with the features of its basic design has the further great advantage that it can be converted into a cable gripper or vice versa into a hydraulic gripper by only a few exchange measures.
  • Other essential features can be seen in the fact that On the crosshead for connection to the excavator, a rope pulley or a rope lead-through with a rope deflection roller is arranged and also that a drive cylinder engaging the drive carriage is connected to the crosshead or that a deflection pulley set arranged on the drive slide connected to a closing rope by means of rope reeving communicates with a cable pulley block which is connected to the frame base plate with detachable elements.
  • the interchangeable frame crosshead can be provided in two designs which are particularly advantageous for the operation as a rope gripper or as a hydraulic gripper, specifically for hydraulic operation with a loose rope pulley for reeving the excavator rope and with connecting means for the drive cylinder and for rope operation with a rope deflection roller and with a rope lead-through for the closing and hoisting rope.
  • the frame base plate can also be detachably connected to the frame handles. This is advantageous if the blade bearings are attached directly to the frame base plate.
  • the blade bearings can also be connected to a blade bearing block that is detachably connected to the frame base plate.
  • a special additional weight can be connected to the frame base plate according to a further proposal.
  • Further essential features relate to the arrangement of the support runners and their movement functions. Two supporting runners are preferably provided opposite one another; For larger borehole diameters, for example, four support runners can also be useful. If the borehole to be produced remains uncased, the support runners of the gripper can be adjusted in such a way that they guide the gripper along the wall of the borehole with a small gap.
  • each of the support runners is assigned to the drive carriage and is mounted in support brackets which are mounted in supports and on which spring-loaded support runners rest, which are articulated to the inside of the support runners.
  • the support runners can be pressed against the pipe wall by the movement of the support rollers with the drive carriage, which bear against the support rails.
  • the lower end of the support runners is articulated in the lower region of the support runners and resiliently held in its upper region against the associated support runners against spring pressure and are provided with a concave recess adapted to the support roller.
  • the support rails with their concave recesses hold the support rollers with the drive carriage in the open bucket position despite the slack rope when the open gripper drops from the uppermost position from, for example, 5 heights, the two ropes being uncoiled .
  • the support rollers When hitting the bottom of the borehole or before the start When the blades are closed, the support rollers press out of the concave recess of the support rails and exert an outward pressure on the latter, counter to a spring force, which is transmitted as a pressing force to the support runners and briefly while the shovel spade is penetrating the soil, presses against the pipe wall so that the gripper can only be pushed upwards by friction.
  • This pressure force takes effect automatically as soon as the drive carriage begins its downward movement from its starting position, initiated by the powerful impact of the gripper on the sole, or by actuating the closing rope.
  • the blades can remain in their open position during this first movement phase of the drive carriage if, according to a further feature of the invention, the pull-push linkage is connected to the drive carriage and the blade spades via an axially movable bearing.
  • the drive chute can travel a short distance, overcome the blockage, press the support skids against the drill pipe without exerting pressure on the linkage. Only then, as a result of the further positive movement of the drive carriage downward, is the blade closing movement initiated under the influence of the tension.
  • the bracing effect can be controlled via the vertical, non-positive movement of the support rollers connected to the drive carriage.
  • FIG. 2 shows the frame of the gripper according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows the blade set of the gripper according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows the frame crosshead of the gripper according to FIG. 1,
  • FIG. 5 shows a section A-A 'through the frame (Fig. 2)
  • FIG. 10 shows a partial view of the gripper according to FIG. 7 in the tubular borehole with blocked drive slide, 11 the gripper according to FIG. 7 or FIG. 1 in the cased borehole with the drive carriage unblocked, and bracing via support runners,
  • FIG. 12 shows the gripper according to FIG. 11 in the closing phase of the blades, with the support runners pivoted back with released tension.
  • the gripper frame "GR" represents the framework of the gripper; part of this frame can be seen as frame frame 1 in FIGS. 2, 4, 5.
  • the blade bearing block 26 is fastened to the frame base plate 2 with the blade pivot bearings 31 of the blades 5, as can be seen from FIG. 3.
  • a centering mandrel 20, which is inserted into a corresponding bore in the frame base plate 2, serves for the exact fixation on the screw bearing bracket 26 and is secured by connecting tension bolts 21.
  • With 27 the bearing holes on the blades 5 for the tension and compression linkage 15 are designated; their position is coordinated with the blade pivot bearings 31 such that in the open state the blade spades with teeth 43 are directed vertically downwards.
  • the frame crosshead 4 can be removed by loosening the bolt connection (not shown) - see bores 23 - and against another crosshead, preferably the frame crosshead 6 for the cable bushing 46 - see FIG. 7 to 12 - are exchanged.
  • the drive cylinder 13 is anchored in a bore by means of an anchor bolt 25 and connected to the drive slide 12 by means of a bearing bolt 24, to which the pull-push rod 15 is connected to the bearing points 28.
  • the drive carriage is guided longitudinally on the frame stems 3.
  • a bladder pressure accumulator 44 In connection with the hydraulic Drive cylinder 13 is provided with a bladder pressure accumulator 44 which ensures that the blades remain closed under pressure during the conveying path.
  • a cable pulley 18 is also connected to the frame crosshead 4 as a connecting means between the gripper frame GR and the excavator via a swivel with a pressure bearing 17 and the connections 16 for the hydraulic hose connections.
  • FIG. 5 illustrates in a sectional view the frame stems 3 with the frame base plate 2.
  • the additional weight 14 shown in FIG. 6 is detachably connected by means of a bolt connection 19 to a bearing plate 22 which is attached between two frame posts 3.
  • Numeral 11 designates two mutually opposite support runners which are fastened to the frame stems 3 in a manner not shown in more detail; they can be designed to be radially adjustable.
  • the functionally essential elements are easily detachably and interchangeably connected to the frame, so that a modular system is created.
  • This design of the gripper means that it can be quickly switched from hydraulic to cable operation. In many cases, this possibility saves having one rope and hydraulic gripper at hand, because depending on the local ground conditions and drilling ⁇ one or the other type of gripper is more economical to use.
  • 7 to 12 relate to rope designs of the gripper according to the invention, as are preferably designed for use in the uncased and in the cased borehole. det.
  • FIGS. 7 and 8 the drive slide 12 for the blade actuation is moved by means of the pull and push linkage 15 by means of a block and tackle arrangement.
  • This block and tackle consists of the deflection roller set 7 in the drive carriage 12 and the rope pulley deflection block 8 with the bearing plate 22 and the closing and pulling rope 9 and 10, through which - in the exemplary embodiment tulip-like - cable passage 46 are guided.
  • the support heads 11 for use in the uncased borehole are not movably attached to the frame stems 3. They are provided with support rails "A" 34, which are mounted at 35 in the support runners 11 and are resiliently pressed against the support rollers 29 of the drive carriage 12 by means of the compression springs 36 arranged in adjustable abutments 37. In the position of the drive carriage 12 shown in FIG. 7, its support rollers 29 are engaged in the recesses 47 of the support rails 34, and this positive engagement engages the drive carriage 12 with the pulling and pushing linkage 15 during the falling of the gripper onto the bottom of the borehole fixed in position so that the opening position of the blades is reliably maintained even when slack rope is formed.
  • the support rollers 29 press the support rail "A" outwards with a short downward movement and roll over the depressions 47 when the drive carriage 12 moves downward further, so that they rest on the running surfaces - Run sections 48 and 49.
  • FIGS. 10 to 12 show the design and mode of operation of the gripper according to the invention in the rope or hydraulic version in the cased borehole.
  • the support rollers 29 of the drive carriage 12 is engaged in the recesses 47 of the support running rails "B" 40 and as a result the drive carriage 12 is fixed in its upper starting position and the blades 5 remain open despite possible slack rope formation.
  • the support rollers 29 disengage from the recesses 47 and press the support runners in the adjoining tread section 50 of the support rails 40 in the direction of the drill pipe 45, so that a brief pressure thereby occurs ⁇ force is exerted, which clamps the gripper in its mounting position via frictional engagement, so that when the shovel spade is pressed into the soil, the gripper experiences a greater counterforce.

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Abstract

Zweischaufelgreifer zum Herstellen zylindrischer Bohrungen im Erdreich, deren am unteren Ende des Greifferrahmens an den Schaufel-Schwenklagern angelenkten Greiferschaufeln mittels Zug-Druckgestänges öffnen- und schliessbar sind, mit einem aus einer Rahmen-Grundplatte (2), vier Rahmenstielen (3) und einem Rahmen-Querhaupt (4, 6) gebildeten biegesteifen Greiferrahmen, einen an den Rahmenstielen (3) gleitgeführten Antriebsschlitten (12), an dem das Zug-Druckgestänge (15) für die Bewegung der Greiferschaufeln (5) angelenkt ist, und mit an der mit den Rahmenstielen (3) verbundenen Rahmen-Grundplatte (2) lösbar angebrachten Schaufel-Schwenklagern (31) sowie an dem mit den Rahmenstielen (3) lösbar verbundenden Rahmen-Querhaupt (4, 6) angeordneten Verbindungsmitteln (18, 30) zwischen Greiferrahmen und Bagger, und ferner an den Rahmenstielen (3) an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Seiten gelenkig angeschlossenen schalenförmigen Stützkufen (11) mit einem dem Bohrlochradius etwa entsprechenden Aussenprofil.

Description

Beschreibung
Zweischaufelσreifer zum Herstellen zylindrischer Bohrungen
Die Erfindung betrifft einen Zweischaufelgreifer zum Her¬ stellen zylindrischer Bohrungen im Erdreich, beispielsweise zum Erstellen von Pfählen als Gründungselemente zum Abtra¬ gen hoher Lasten, oder hintereinander angeordnet als soge- nannte aufgelöste oder uberschnittene Pfahlwände, oder zum Abteufen von Brunnenbohrungen u. dgl. Verwendungen.
Bekannte derartige Zweischaufelgreifer, beispielsweise nach der DT-OS 20 09 597 sind mit fallenden und stechenden Greif- Werkzeugen ausgerüstet. Dabei dringen die als Stechspaten ausgebildeten Schaufeln beim Herabfallen in das Erdreich ein und ergreifen beim Schliessen der Schaufeln des gelöste Erdreich.
Der Greifeffekt ist von massgebendem Einfluss für die För¬ derleistung des Greifers bei vergleichbarer Bodenbeschaffen¬ heit; sie hängt naturgemäss sehr stark davon ab, ob es sich um sehr scherfeste, bindige, oder aber um sandige oder grob kiesige Böden handelt. In diesen Fällen oder gar bei hohem Grundwasserstand d. h. beim Einsatz unter Wasser besteht die Gefahr, dass durch Einklemmen von Steinen zwischen den Spatenblättern die Schaufeln nicht schliessen und über den Spalt die Füllung vollständig oder zumindest teilweise wie¬ der ausgespült wird. Auch wird je nach Bodenbeschaffenheit der Greifeffekt von der Ausbildung und Lage der Schaufel- Schwenklager beeinflusst, weil dadurch die Schliesskurve des Spatenblattes bestimmt wird, die pinzettenartig oder mehr schaufelartig sein kann. Die Erfahrung hat gezeigt, dass beispielsweise bei Stechgreifern mit aussenliegenden Schaufel-Schwenklagern und einfacher Scherengestänge-Über¬ setzung beim Einsatz in bindigen Böden noch bis ca. 1,3 Durchmesser leistungsstark gearbeitet werden kann.
Voraussetzung für einen wirksamen Greifeffekt des Stechgrei¬ fers ist ein ausreichend tiefes Eindringen der Schaufelspa- ten in den Boden. In Abhängigkeit von der Scher- und Druck¬ festigkeit des Bodens ist dazu eine bestimmte Auftreffener- gie erforderlich; diese ergibt sich aus dem Produkt Masse x Geschwindigkeit zur 2. Potenz ( x v2 ) .
2
Der Bemessungsgrösse dieser Faktoren sind bei allen be¬ kannten Greifern bauartbestimmte Grenzen gesetzt, so dass die Auftreffenergie und damit die Eindringtiefe der Schau¬ felspaten je nach Bodenbeschaffenheit begrenzt ist. Ausser- dem wird das Eindringen in den Grund in den Fällen noch stark behindert, wenn das Bohrloch unter Wasser oder einer anderen stützenden Flüssigkeit steht.
Bei Seilgreifern mit zwei Seilen, dem Hub- und Schliesseil kann de,r Stech- und Schliessvorgang mehrere Male aufeinan¬ derfolgend wiederholt werden, um den Füllungsgrad zu opti¬ mieren. Dies ist bei Einseilgreifern nicht möglich; diese schliessen nach dem Auftreffen auf die Sohle ohne Nachfass- möglichkeit.
Für grosse Bohr-φ, z. B. 2,0 bis 3,0 m, sind hohe Schaufel- schliessmomente erforderlich, um den Bohrkern abzutrennen und zu zerspanen. Pinzettenartige Schliessbewegungen von Stechspaten sind daher absolut ungeeignet.
Die erforderlichen Schaufel-Schliessmomente lassen sich nur über große Greifergewichte realisieren. Das bedeutet gleich¬ zeitig aber bei Seilgreifern große Zugkräfte an der Trommel des Baggers und damit verbunden ist auch gleichzeitig eine hohe Baggerleistung. Derartige Bagger sind selten und zudem betriebs- und kostenaufwendig.
Dagegen ist die Situation bei hydraulisch angetriebenen Greifern anders. Hubbewegung des Greifers und Schliessbewe- gung der Schaufeln gehen von zwei unterschiedlichen An¬ triebsarten aus. Daher ist es möglich, das Hubseil des Bag¬ gers zur Reduzierung der Seilzugkraft über eine lose Rolle einzuscheren und damit einen kleineren, leistungsschwä¬ cheren Bagger von herkömmlicher Größe zu wählen. Greifer unter dieser Einsatzvariante müssen besonders schwer sein, da der dynamische Einstecheffekt wegen der Hydraulik¬ schlauch-Nachführung fehlt.
Den Füllungsgrad der Schaufeln versuchte man nach der GB-PS 10 49 456 und nach der DE 23 34 591 C2 dadurch zu verbes¬ sern, dass radial zur Vertikalachse umgangsverteilte Druck¬ platten an die Bohrlochwand verspannt werden, um Vertikal- kräfte aus dem Hydraulik-Schliesszylinder abzutragen. Diese Vorschläge beziehen sich auf reine Hydraulik-Greifer, sie erfordern zudem empfindliche Steuermechanismen und beson¬ dere Steuerorgane, die beim Einsatz im Erdreich und teil¬ weise im Schmutzwasser sehr steuerungsanfällig sind. Das kann dann zur Folge haben, dass sich der Greifer aus seiner Verspannung nicht mehr löst und als verloren betrachtet wer¬ den muss.
Aus diesen Gegebenheiten leitet sich die Aufgabe der Erfin- düng ab, und sie ist darauf gerichtet, ein Gerät zu schaf¬ fen, das für die erwähnten unterschiedlichen Einsatzbedin¬ gungen universeller anpassbar, mit den verschiedensten und auch leichteren Baggerbau arten kombinierbar und vor allem auch bei den geschilderten sehr voneinander abweichenden Bo- denbeschaffenheiten stets optimale Füllungsgrade der Schau¬ feln gewährleistet.
Ausgehend von einem bekannten Zweischaufelgreifer zum Her¬ stellen zylindrischer Bohrungen im Erdreich, dessen am unte- ren Ende des Greiferrahmen an den Schaufel-Schwenklagern an¬ gelenkten Greiferschaufeln mittels Zug-Druckgestänges offen- und schliessbar sind, wird erfindungsgemäss eine Aus¬ bildungsweise vorgeschlagen mit A. einen aus einer Rahmen-Grundplatte, vier Rahmenstielen und einem Rahmen-Querhaupt gebildeten biegesteifen Grei¬ ferrahmen,
B. einen an den Rahmenstielen gleitgeführten Antriebs¬ schlitten, an dem das Zug-Druckgestänge für die Bewe¬ gung der Greiferschaufeln angelenkt ist,
C. an der mit den Rahmenstielen lösbar verbundenen Rahmen- Grundplatte angebrachte Schaufel-Schwenklager,
D. an dem mit den Rahmenstielen lösbar verb ndenden Rah¬ men-Querhaupt angeordnete Verbindungsmittel zwischen Greiferrahmen und Baggerseil.
an den Rahmenstielen an wenigstens zwei einander gegen¬ überliegenden Seiten gelenkig angeschlossene schalenför- mige Stützkufen mit einem dem Bohrungsradius etwa ent¬ sprechenden Aussenprofil.
Der erfindungsgemässe Greifer mit diesen Merkmalen ist so¬ wohl als Hydraulikgreifer wie auch als Seilgreifer einsetz¬ bar. Als Hydraulikgreifer ausgebildet kann das Gerät nur ge¬ setzt oder aus sehr geringer Höhe fallengelassen werden. Zur Erreichung eines grossen Füllungsgrades können die senk¬ rechtgerichteten Schaufelspaten unter hohem Anpressdruck in das Erdreich geschoben werden, dazu ist ein grosses - und noch vergrösserbares - Eigengewicht des Greiferkörpers mit den Greiferschaufeln erforderlich und wird noch effektiver durch mehrfaches Nachsetzen in Verbindung mit einer oszil- lierend-wippenden, hydraulisch gesteuerten Schliessbewegung der Schaufeln.
Der erfindungsgegenständliche Greifer mit den Merkmalen seiner Grundbauart hat den weiteren grossen Vorteil, dass er durch nur wenige Austauschmassnahmen in einen Seilgrei¬ fer - oder umgekehrt in einen Hydraulikgreifer - umrüstbar ist. Weitere wesentliche Merkmale sind darin zu sehen, dass am Querhaupt zur Verbindung mit dem Bagger eine Seilrolle oder eine Seildurchführung mit Seil-Umlenkwalze angeordnet ist und ferner dass ein am Antriebsschlitten angreifender Antriebszylinder am Querhaupt angeschlossen ist bzw. dass ein an dem mit einem Schliesseil verbundenden Antriebs¬ schlitten angeordneter Umlenkrollensatz mittels einer Seil- einscherung mit einem Seilrollenblock in Verbindung steht, der an der Rahmen-Grundplatte mit lösbaren Elementen ange¬ schlossen ist.
Durch Austausch des Antriebszylinders gegen einen Umlenkrol¬ lensatz über den Antriebsschlitten sowie über den des Seil¬ rollenblock, verbunden mit der Rahmen-Grundplatte und ent¬ sprechende Einscherung des Schliesseilε zum Baggerseil hin, ist die Umrüstung der funktionswesentlichen Elemente durch¬ geführt.
Das austauschbare Rahmen-Querhaupt kann erfindungsgemäss in zwei Ausbildungsweisen bereitgestellt werden, welche für die Arbeitsweise als Seilgreifer oder als Hydraulikgreifer besonders vorteilhaft sind, und zwar für den Hydraulikbe¬ trieb mit einer losen Seilrolle zur Einscherung des Bagger¬ seils sowie mit Verbindungsmitteln für den Antriebszylinder und für den Seilbetrieb mit einer Seil-Umlenkwalze und mit einer Seildurchführung für das Schliess- und Hubseil.
Nach einem weiteren Merkmal kann auch die Rahmengrundplatte lösbar mit den Rahmenstielen verbunden sein. Dies ist dann vorteilhaft, wenn die Schaufellager unmittelbar an der Rah- mengrundplatte angebracht sind. In abgewandelter Ausbil¬ dungsweise können die Schaufellager auch an einem mit der Rahmen-Grundplatte lösbar verbundenen Schaufellagerbock ver¬ bunden sein.
Um das Gewicht des Geräts zu steigern, kann nach einem wei¬ teren Vorschlag auf die Rahmen-Grundplatte ein besonderes Zusatzgewicht anschliessbar sein. Weitere wesentliche Merkmale beziehen sich auf die Anord¬ nung der Stützkufen und deren Bewegungsfunktionen. Vorzugs¬ weise sind einander gegenüberliegend zwei Stützkufen vorge¬ sehen; bei grösseren Bohrlochdurchmessern können beispiels- weise auch vier Stützkufen zweckmässig sein. Wenn das herzu¬ stellende Bohrloch unverrohrt bleibt, sind die Stützkufen des Greifers derart einstellbar, dass sie an der Bohrloch¬ wandung unter geringem Zwischenraum entlanggleitend dem Greifer eine Führung geben.
Bei der Arbeitsweise mit Verrohrung des Bohrloches können erfindungsgemäss die Stützkufen zum kurzzeitigen Verspannen des Greifers in Querrichtung gegenüber dem Bohrrohr einge¬ setzt werden. Hierzu ist vorgesehen, dass jeder der Stütz- kufen zugeordnet und zugerichtet am Antriebsschlitten in Halterungen gelagerte Stütz-Laufrollen angebracht sind, an welchen unter Federkraftwirkung stehende Stützlaufschienen anliegen, die gelenkig an den Innenseiten der Stützkufen an¬ geschlossen sind. Durch die Bewegung der Stütz-Laufrollen mit dem Antriebsschlitten, welche an den Stützlaufschienen anliegen, können die Stützkufen an die Rohrwandung ange- presst werden.
Bei der Arbeitsweise als Seilgreifer wird eine bedeutsame funktioneile Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dadurch erreicht, dass die Stützlaufschienen mit ihrem unteren Ende im unteren Bereich der Stützkufen gelenkig ge¬ lagert und in ihrem oberen Bereich gegenüber der zugehöri¬ gen Stützkufe entgegen einem Federdruck nachgiebig gehalten und mit einer konkaven, der Stützlaufrolle angepassten Ver¬ tiefung versehen sind. Die Stützlaufschienen mit ihren kon¬ kaven Vertiefungen halten die Stütz-Laufrollen mit dem An¬ triebsschlitten in geöffneter Schaufelstellung trotz Schlappseil fest, wenn der geöffnete Greifer aus der obersten Position aus beispielsweise 5 Höhe herunter¬ fällt, wobei die beiden Seile freilaufend abgetrommelt wer¬ den. Beim Auftreffen auf die Bohrlochsohle bzw. vor Beginn des Schliessens der Schaufeln drücken sich die Stütz-Lauf¬ rollen aus der konkaven Vertiefung der Stützlaufschienen heraus und üben auf letztere einen nach aussen gerichteten Druck - entgegen einer Federkraft - aus, der sich als An- presskraft auf die Stützkufen überträgt und diese kurz¬ zeitig während des Eindringens der Schaufelspaten in das Erdreich blockierend an die Rohrwandung andrückt, so dass der Greifer nur über Reibschluss nach oben zurückgedrückt werden kann. Diese Andruckkraft wird selbsttätig sofort wirksam, sobald der Antriebsschlitten seine Abwärtsbewegung aus seiner Ausgangsposition beginnt, eingeleitet durch den kräftigen Aufschlag des Greifers aus die Sohle, oder durch Betätigung des Schliessseiles.
Die Schaufeln können noch während dieser ersten Bewegungs¬ phase des Antriebsschlittens in ihrer geöffneten Stellung verbleiben, wenn nach einem weiteren Erfindungsmerkmal das Zug-Druckgestänge über ein achsial bewegliches Lager mit dem Antriebsschlitten und den Schaufelspaten angeschlossen ist. Dadurch kann der Antriebs- schütten einen kurzen Weg zurücklegen, die Blockierung dabei überwinden, die Stützku¬ fen gegen das Bohrrohr drücken ohne dabei Druck auf das Ge¬ stänge auszuüben. Erst danach, infolge der weiteren kraft¬ schlüssigen Bewegung des Antriebsschlittens nach unten, wird unter Einfluss der Verspannung die Schaufel-Schliessbe- wegung eingeleitet.
Durch eine besondere Formgestaltung der Stützlaufschienen kann über den vertikalen, kraftschlüssigen Bewegungsablauf der mit dem Antriebsschlitten verbundenen Stützrollen der Verspannungseffekt gesteuert werden.
Das kann sich beispielsweise so auswirken, dass zu Anfang der Schaufelschliessbewegung der Reibungswiderstand am grössten ist, aber im weiteren Schliessbewegungsablauf ab¬ fällt wenn die Schaufeln in die Schliessphase übergehen.
Aus dem Kräftebild eines Schaufelgreifers ist zu erkennen. dass zu Anfang eines Schliessvorgangs die senkrecht gerich¬ teten Schneidenkräfte mit zunehmendem Schliessweg bogenför¬ mig in eine fast Horizontale übergehen. Daraus ergibt sich, dass auch zu Anfang die Gegenkraft, gebildet aus dem Eigen- gewicht und zusätzlich aus der dem Patentmerkmal zugeord¬ neten Aktivierung einer Reibungskraft, am grössten sein muss.
Es zeigen
Fig. 1 den erfindungsgemässen Greifer in Hydraulikaus¬ führung,
Fig. 2 das Rahmengestell des Greifers nach Fig. 1,
Fig. 3 den Schaufelsatz des Greifers nach Fig. 1,
Fig. 4 das Rahmen-Querhaupt des Greifers nach Fig. 1,
Fig. 5 einen Schnitt A-A' durch das Rahmengestell (Fig. 2),
Fig. 6 das Zusatzgewicht nach Fig. 1,
Fig. 7 den erfindungsgemässen Greifer mit Seil-Einsche¬ rung im unverrohrten Bohrloch mit geöffneten Schau¬ feln, und blockiertem Antriebsschlitten,
Fig. 8 den Greifer nach Fig. 7 mit geschlossenen Schau- fein, und entblockiertem Antriebsschlitten,
Fig. 9 als Einzelheit nach Fig. 7: die Seil-Einscherung mit Antriebsschlitten und Seilrollen-Umlenkblock,
Fig. 10 eine Teilansicht des Greifers nach Fig. 7 im ver¬ rohrten Bohrloch mit blockiertem Antriebsschlit¬ ten, Fig. 11 den Greifer nach Fig. 7 oder Fig. 1 im verrohrten Bohrloch mit entblockiertem Antriebsschlitten, und Verspannung über Stützkufen,
Fig. 12 den Greifer nach Fig. 11 in der Schliessphase der Schaufeln, mit gelöster Verspannung zurückge¬ schwenkten Stützkufen.
Aus den Fig. 1 bis 6 des dargestellten Ausführungsbeispiels eines Hydraulikgreifers sind wesentliche erfindungsgemässe Merkmale zu entnehmen. Der Greiferrahmen "GR" stellt das Ge¬ rüst des Greifers dar; ein Teil dieses Rahmens ist als Rah¬ mengestell 1 in Fig. 2, 4, 5 zu erkennen. Mit 2 ist die Rah¬ men-Grundplatte, mit 3 die Rahmenstiele und mit 4 das Rah- menquerhaupt bezeichnet, die zusammen den biegesteifen Grei¬ ferrahmen "GR" bilden. An der Rahmen-Grundplatte 2 ist der Schaufellagerbock 26 mit den Schaufel-Schwenklagern 31 der Schaufeln 5 befestigt, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Am Sσhau- fellagerbock 26 dient ein in eine entsprechende Bohrung der Rahmen-Grundplatte 2 eingesetzter Zentrierdorn 20 der exak¬ ten Fixierung, die durch Verbindungs-Zugbolzen 21 gesichert ist. Mit 27 sind die Lagerbohrungen an den Schaufeln 5 für das Zug- und Druckgestänge 15 bezeichnet; deren Lage ist mit den Schaufelschwenklagern 31 derart abgestimmt, dass im geöffneten Zustand die Schaufelspaten mit Zähnen 43 senk¬ recht nach unten gerichtet sind.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann das Rahmen-Querhaupt 4 durch Lösen der nicht näher dargestellten Bolzenverbindung - siehe Bohrungen 23 - nach oben entnommen und gegen ein anderes Querhaupt, vorzugsweise das Rahmen-Querhaupt 6 für die Seildurchführung 46 - siehe Fig. 7 bis 12 - ausge¬ tauscht werden. In einer Bohrung ist mittels eines Ankerbol¬ zens 25 der Antriebszylinder 13 verankert und mittels eines Lagerbolzens 24 mit dem Antriebsschlitten 12 verbunden, an welchem das Zug-Druckgestänge 15 an den Lagerstellen 28 an¬ geschlossen ist. Der Antriebsschlitten ist an den Rahmen¬ stielen 3 längsgeführt. In Verbindung mit dem hydraulischen Antriebszylinder 13 ist ein Blasen-Druckspeicher 44 vorge¬ sehen, der sicherstellt, dass während des Förderweges die Schaufeln druckbelastet geschlossen bleiben.
Am Rahmen-Querhaupt 4 sind ausserdem als Verbindungsmittel zwischen Greiferrahmen GR und Bagger über einen Drehwirbel mit Drucklager 17 eine Seilrolle 18 angeschlossen und fer¬ ner die Anschlüsse 16 für die Hydraulik-Schlauchverbin¬ dungen.
Fig. 5 veranschaulicht in einer Schnittdarstellung die Rah¬ menstiele 3 mit der Rahmen-Grundplatte 2.
Das in Fig. 6 dargestellte Zusatzgewicht 14 ist mittels einer Bolzenverbindung 19 lösbar mit einem Lagerblech 22 verbunden, welches zwischen zwei Rahmenstielen 3 angebracht ist.
Mit 11 sind zwei einander gegenüberliegende Stützkufen be- zeichnet, die an den Rahmenstielen 3 in nicht näher darge¬ stellter Weise befestigt sind; sie können radial verstell¬ bar ausgebildet sein.
Wie aus Vorstehendem in Verbindung mit den Darstellungen deutlich wird, sind die funktionswesentlichen Elemente in einfacher Weise lös- und austauschbar mit dem Rahmengestell verbunden, so dass ein baukastenartiges System geschaffen wird. Durch diese Ausbildungsweise des Greifers kann dieser rasch von Hydraulikbetrieb auf Seilbetrieb umgestellt wer- den. Diese Möglichkeit erspart in vielen Fällen die Bereit¬ haltung von je einem Seil- und Hydraulikgreifer, weil in Ab¬ hängigkeit von den örtlichen Baugrundverhältnissen und Bohr-ψ der eine oder andere Greifertyp einsatzgünstiger ist.
Die Fig. 7 bis 12 beziehen sich auf Seil-Ausführungen des erfindungsgemässen Greifers, wie sie vorzugsweise für den Einsatz im unverrohrten und im verrohrten Bohrloch ausgebil- det sind .
Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, wird der Antriebs¬ schlitten 12 für die Schaufelbetätigung mittels des Zug- und Druckgestänges 15 durch eine Flaschenzuganordnung be¬ wegt. Deren Ausbildungsweise geht aus Fig. 9 hervor. Dieser Flaschenzug besteht aus dem Umlenkrollensatz 7 im Antriebs¬ schlitten 12 und dem mit dem Lagerblech 22 Seilrollen-Um¬ lenkblock 8 und dem Schliess- und dem Zugseil 9 und 10, durch die - im Ausführungsbeispiel tulpenartige - Seildurch¬ führung 46 geleitet sind.
Bei Ausbildungsweise nach den Fig. 7 und 8 sind die Stützku¬ fen 11 für den Einsatz im unverrohrten Bohrloch nicht beweg- lieh an den Rahmenstielen 3 befestigt. Sie sind mit Stütz¬ laufschienen "A" 34 versehen, die bei 35 in den Stützkufen 11 gelagert und mittels der in verstellbaren Widerlagern 37 angeordneten Druckfedern 36 nachgiebig gegen die Stützauf¬ rollen 29 des Antriebsschlittens 12 angedrückt sind. In der in Fig. 7 gezeigten Stellung des Antriebsschlittens 12 sind dessen Stützlaufrollen 29 in den Vertiefungen 47 der Stütz¬ laufschienen 34 eingerastet, und durch diese formschlüssige Einrastung wird der Antriebsschlitten 12 mit dem Zug- und Druckgestänge 15 während des Herabfallens des Greifers auf den Bohrlochgrund in seiner Lage fixiert, so dass die Öff¬ nungsstellung der Schaufeln auch bei Schlaffseilbildung zu¬ verlässig erhalten bleibt. Beim Aufschlag des Greifers auf die Sohle bzw. bei Beginn des Schlieεsvorganges drücken die Stützlaufrollen 29 bei einer kurzen Abwärtsbewegung die Stützlaufschiene "A" nach aussen und überrollen bei wei¬ terer Abwärtsbewegung des Antriebsschlittens 12 die Vertie¬ fungen 47, so dass sie an den Laufflächen-Abschnitten 48 und 49 entlanglaufen.
Demgegenüber zeigen die Fig. 10 bis 12 die Ausbildungs- und Arbeitsweise des erfindungsgemässen Greifers in Seil- oder Hydraulikausführung im verrohrten Bohrloch. In der in Fig. 10 gezeigten Stellung sind die Stützlaufrollen 29 des An- triebsschlittens 12 in den Vertiefungen 47 der Stützlauf¬ schienen "B" 40 eingerastet und dadurch ist der Antriebs¬ schlitten 12 in seiner oberen Ausgangsstellung fixiert und die Schaufeln 5 bleiben trotz eventueller Schlaffseilbil- dung geöffnet. Sobald beim Aufsetzen auf die Bohrsohle die Schliessbewegung des Antriebsschlittens 12 einsetzt, rasten die Stützlaufrollen 29 aus den Vertiefungen 47 aus und drücken in dem anschliessenden Laufflächen-Abschnitt 50 der Stützlaufschienen 40 die Stützkufen in Richtung auf das Bohrrohr 45 an, so dass dadurch kurzzeitig eine Anpress¬ kraft ausgeübt wird, die den Greifer in seiner Aufsetzlage über Reibschluss verspannt, sodass beim Eindrücken der Schaufelspaten in das Erd- reich der Greifer eine grössere Gegenkraft erfährt.
Auch durch diese Vorkehrungen wird ein verbesserter Füll¬ grad der Schaufeln erreicht; besonders dann, wenn die zu¬ letzt geschilderten Vorgänge häufiger hintereinander wieder¬ holt werden.

Claims

Ansprüche
1. Zweischaufelgreifer zum Herstellen zylindrischer Boh¬ rungen im Erdreich, dessen am unteren Ende des Greifer¬ rahmen (GR) an den Schaufel-Schwenklagern angelenkten Grei¬ ferschaufeln mittels Zug-Druckgestänges offen- und schliess- bar sind,
gekennzeichnet durch
A. einen aus einer Rahmen-Grundplatte (2), vier Rahmenstie- len (3) und einem Rahmen-Querhaupt (4, 6) gebildeten biegesteifen Greiferrahmen (GR),
B. einen an den Rahmenstielen (3) gleitgeführten Antriebs¬ schlitten (12), an dem das Zug-Druckgestänge (15) für die Bewegung der Greiferschaufeln (5) angelenkt ist,
C. an der mit den Rahmenstielen (3) verbundenen Rahmen- Grundplatte (2) lösbar angebrachte Schaufel-Schwenkla¬ ger (31).
D. an dem mit den Rahmenstielen (3) lösbar verbundenden Rahmen-Querhaupt (4, 6) angeordnete Verbindungsmittel (18, 30) zwischen Greiferrahmen (GR) und Bagger.
E. an den Rahmenstielen (3) an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Seiten gelenkig angeschlossene scha- lenförmige Stützkufen (11) mit einem dem Bohrungsradius etwa entsprechenden Aussenprofil.
2. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Querhaupt (6) zur Verbindung mit dem Bagger eine Seilrolle (18) oder eine Seil-Umlenkwalze (30) angeordnet ist.
3. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Antriebsschlitten (12) angreifender Antriebs¬ zylinder (13) am Querhaupt (4) angeschlossen ist.
4. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem mit einem Schliesseil (9) verbundenden An¬ triebsschlitten (12) angeordneter Umlenkrollensatz (7) mit¬ tels einer Seileinscherung mit einem Seilrollenblock (8) in Verbindung steht, der an der Rahmen-Grundplatte (2) ange- schlössen ist.
5. Greifer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Rah¬ men-Querhaupt (4) mit einer Zugseilrolle (18) und Ver¬ bindungsmitteln (25) für den Antriebszylinder (13).
6. Greifer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Rah¬ men-Querhaupt (6) mit einer Seil-Umlenkwalze (30) und einer Seileinführung (46) für die Seileinscherung.
7. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmen-Grundplatte (2) lösbar mit den Rahmenstielen (3) verbunden ist.
8. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass lösbar mit der Rahmen-Grundplatte (2) ein Schaufellager¬ bock (26) verbunden ist.
9. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Rahmen-Grundplatte (2) ein Zusatzgewicht (14) an- schliessbar ist.
10. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Stützkufen (11) zugeordnet und zugerichtet am Antriebsschlitten (12) in Halterungen gelagerte Stütz- Laufrollen (29) angebracht sind, an welchen unter Feder- kraftwirkung stehende Stützlaufschienen (34, 40) anliegen, die gelenkig an den Innenseiten der Stützkufen (11) ange¬ schlossen sind.
11. Greifer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlaufschienen (34, 40) mit ihrem unteren Ende im unteren Bereich der Stützkufen (11) gelenkig gelagert und in ihrem oberen Bereich gegenüber der zugehörigen Stützkufe (11) entgegen einem Federdruck nachgiebig gehal¬ ten und mit einer konkaven, der Stützlaufrolle (29) ange¬ passten Vertiefung (47) versehen sind.
12. Greifer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlaufschienen (40) einen an die Vertiefung
(47) anschliessenden Laufflächen-Abschnitt (48) für die Stütz-Laufrolle (29) aufweist, die bei in der Vertiefung (47) eingerasteter Stütz-Laufrolle (29) etwa parallel zum Rahmenstiel (3) verläuft, an den sich ein weiterer Lauf- flächen-Abschnitt (49) anschliesst, der in Richtung auf die Stützkufe (11) abgekrümmt ist.
13. Greifer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlaufschienen (34) einen an die Vertiefung (47) anschliessenden Laufflächen-Abschnitt (50) für die Stütz-Laufrolle (29) aufweisen, der in Richtung auf die Stützkufe (11) abgekrümmt ist und in einen weiteren Ab¬ schnitt (51) übergeht, welcher etwa parallel zum Rahmen¬ stiel (3) verläuft.
14. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zug-Druckgestänge (15) mit den oberen Stangenenden in eine vertikale Verschiebbarkeit zulassenden Lagerungen (41) am Antriebsschlitten (12) angeschlossen ist.
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