EP1477633A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bodenbearbeitung - Google Patents

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EP1477633A2
EP1477633A2 EP04009245A EP04009245A EP1477633A2 EP 1477633 A2 EP1477633 A2 EP 1477633A2 EP 04009245 A EP04009245 A EP 04009245A EP 04009245 A EP04009245 A EP 04009245A EP 1477633 A2 EP1477633 A2 EP 1477633A2
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drill pipe
feed
control device
drill
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Markus Mayr
Markus Riepold
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Bauer Maschinen 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
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/02—Automatic control of the tool feed
    • E21B44/06—Automatic control of the tool feed in response to the flow or pressure of the motive fluid of the drive
    • 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
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/02—Automatic control of the tool feed

Definitions

  • the invention relates to a method for tillage according to the preamble of claim 1 and an associated device.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device for soil cultivation which allows continuous and particularly efficient drilling.
  • a drill pipe to which at least one tool is attached is, by means of a rotary drive at a speed of one Rotation axis set in rotation, the drill pipe at the same time by means of a feed drive with a feed speed moved into a floor area in the direction of the axis of rotation, determined the speed of the drill pipe and a control device reduces the feed rate at one Decrease in the speed of the drill pipe.
  • a basic idea of the invention is the feed rate depending on the speed of the drill pipe controlled automatically by a control device.
  • the control device will adjust the feed rate of the Drill pipe decreases when the speed of the drill pipe due to an increase in forces between the drilling tool and a wall or a bottom of the floor area decreases. These forces can be, for example, friction, Act shear or cutting forces. From reducing the Feed speed results in a reduction of the contact pressure the drilling tool at the bottom of the floor area and thus a reduction in the forces of the rotary motion counteract the drill pipe. This results in another Increasing the speed of the drill pipe and drilling hard of the drill pipe can thus be effectively prevented. If the speed of the drill pipe rises again, this can also happen Feed rate increased again by the control device become.
  • P refers the speed determined by the control device compared with the preset setpoint and the feed rate preferably by means of a PID controller Control device regulated.
  • the preset setpoint for the soil to be worked optimal cutting speed is a preset setpoint for the soil to be worked optimal cutting speed.
  • a particularly preferred further development of the invention is characterized in that the determined speed of the drill string in the control device with a predetermined Threshold value is compared and if it falls below the Threshold the feed rate is reduced.
  • the threshold can be a single value or a Range of values. This allows a permissible speed range be provided within which no feed rate control he follows. Intervention by the PID controller can then fall below the threshold speed respectively. Comparing the determined speed with the The predetermined threshold value is preferably in the form of a Difference.
  • the feed rate is advantageously regulated in such a way that that the drill pipe at least with a predetermined Minimum target speed is operated.
  • the minimum target speed is preferred dimensioned so that sedimentation of a Suspension in the floor area reliably counteracted becomes.
  • Such a suspension can be used to manufacture Foundation elements introduced into the floor area or in this be made.
  • the drilling tool is advantageous designed so that the suspension is continuous circulates.
  • the minimum target speed can then be measured in this way be that the circulation process is sedimentation of the suspension prevented.
  • a hydraulic rotary motor is used to which a hydraulic fluid is supplied.
  • a hydraulic rotary motor enables a particularly robust one Operation of the drilling tool.
  • a pressure of the hydraulic fluid supplied to the hydraulic rotating motor is measured and that the speed by the control device from the determined pressure using a calculation rule is calculated. This allows a particularly quick one and timely determination of the speed and the deviation of the Speed from the setpoint even when low speeds are present. Furthermore, small deviations between the Speed and the setpoint can be reliably determined.
  • the calculation rule is designed so that it is a relationship between the speed and the pressure on the rotary drive.
  • the calculation rule is preferably carried out in certain time segments triggered automatically or by an operator customized. This can take into account that the relationship between speed and pressure from the ambient conditions, such as outside temperature, temperature of the hydraulic fluid and resulting friction torque of the rotary drive, the ground conditions as well as the type of tool and rotary drive. An adjustment can be made by comparing the speed determined by means of encoders with the speed from the calculation rule determined speed. Particularly preferred is it that the control device has other parameters, such as outside temperature, temperature of the hydraulic fluid, Frictional torque of the rotary drive and / or state of wear of the Rotary drive, determined on the basis of which the calculation rule is adapted becomes. This makes a particularly precise determination the speed from the pressure enables.
  • a hydraulic motor is used as feed drive.
  • Such a Hydraulic motor can be designed as a rotary motor, for example be the drill pipe and advances and retracts the rotary drive. Also can hydraulic cylinders Find use. It is also preferred that Regulation of the feed rate, especially its deceleration, by regulating a flow rate of Hydraulic fluid is caused by the hydraulic motor. This makes possible a particularly simple and reliable regulation of the Feed speed. According to the invention, it is advantageous that at least two, especially three drill pipes directly that the at least two Drill rods are rotated simultaneously and that the at least two drill pipes at the same time with the same Feed speed in the floor area. Such an arrangement allows simultaneous revision a large floor area and especially the production of wall elements.
  • the at least two drill pipes are preferably arranged parallel to one another, and the Drilling tools preferably have overlapping drilling cross sections on.
  • the control device suitably controls the Feed rate of the drill pipe in the same way and synchronous.
  • each of the drill rods also has its own rotary drive.
  • the speed of each of the at least two Drill rods are determined and the regulation of the feed rate be taken as a basis. Is particularly preferred However, it is only the speed from the outside Drill rods determined and processed by the control device becomes. Such can be found under the outer drill pipe Drill pipes are understood to be just an immediate have adjacent drill pipe. Because a drop in speed due to a major intervention in the soil on the outer Such a process procedure is reduced if the linkage occurs first reliable drilling of all drill rods.
  • Drilling tools can basically all known drilling tools be used. However, it is particularly advantageous that the drilling tool has helical coils and / or mixing paddles. The use of mixing paddles is particularly advantageous if a suspension is introduced and / or produced in the bottom area becomes. The mixing paddles can then be used to prevent Serve sedimentation of the suspension.
  • the method according to the invention can be used in particular with all known Drilling methods are used. Particularly preferred it is that it is in displacement drilling, auger drilling and / or in mixed-in-place processes for the production of Foundation elements is used. Is under displacement drilling to understand a drilling process in the soil material displaced from the soil area with compaction at the same time becomes. Such techniques can be used under mixed-in-place procedures be understood where there is a liquid in the soil is introduced and the liquid in the bottom area with the existing soil mixed into a self-curing suspension becomes.
  • a device according to the invention is characterized in that that it is to carry out the procedure described above is used.
  • a device for performing the method according to the invention is shown schematically in Fig. 1.
  • One as a hydraulic rotary motor executed rotary drive 20 rotatably drives Drill pipe 10 on.
  • the rotary drive 20 is a first supply line 21 supplied hydraulic fluid.
  • At the bottom The end of the drill pipe 10 is a drill auger Drilling tool 11 rotatably attached.
  • the drill pipe 10 enters at its lower end into a floor area 1 where a drilling hole is created by the action of the drilling tool 11.
  • the rotary drive 20 and the drill pipe 10 are only one schematically illustrated cable mechanism 33 and a rope 34 slidably arranged on a mast 4.
  • the cable mechanism 33 serves to propel the drill pipe in the direction of its axis of rotation.
  • the mast 4 is schematic on one shown construction vehicle 3 attached.
  • the cable pull mechanism 33 is arranged on the construction vehicle 3
  • Feed drive 30 driven, also as Hydraulic rotary motor is designed.
  • the feed drive 30 hydraulic fluid is supplied via a second supply line 31.
  • the pressure in the first feed line 21 of the rotary drive 20 is determined via a pressure sensor 41 and the measured value via a measured value line 44 is fed to a control device 40.
  • the control device 40 also compares the determined pressure a setpoint, which the control device via a setpoint line 45 is supplied.
  • the control device calculates from this 40 a manipulated variable, which is via a manipulated variable line 46 to a control valve 32 in the second feed line 31 of the feed drive 30 is provided.
  • the control device 40 Provides the control device 40 an increase in the pressure in the first feed line 21 above the setpoint, indicating a slowdown in speed corresponds to below the target value, the control device reduces 40 the flow rate of hydraulic fluid through the second Feed line 31 by actuating the control valve 32.
  • FIG. 2 Another example of an apparatus for performing the The inventive method is shown in Fig. 2.
  • components have the same function with the same reference numerals as indicated in Fig. 1 and are at this point not described in detail.
  • the embodiment in Fig. 2 differs differs from that in Fig. 1 only in that the Controller 40 does not control the pressure in the first supply line 21 supplied as a measured value via the measured value line 46 is, but the speed of the drill string 10. The speed is arranged directly from one on the drill pipe 10 Encoder 42 added.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bodenbearbeitung, bei dem ein Bohrgestänge (10), an dem mindestens ein Bohrwerkzeug (11) angebracht ist, mittels eines Drehantriebs (20) mit einer Drehzahl um eine Drehachse in Rotation versetzt wird. Das Bohrgestänge wird gleichzeitig mittels eines Vorschubantriebes (30) mit einer Vorschubgeschwindigkeit in Richtung der Drehachse in einen Bodenbereich (1) eingefahren. Die Drehzahl des Bohrgestänges wird ermittelt und eine Steuereinrichtung verringert bei einer Abnahme der Drehzahl des Bohrgestänges die Vorschubgeschwindigkeit. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bodenbearbeitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine zugehörige Vorrichtung.
Verfahren und Vorrichtungen zum Bohren des Erdbodens sind seit vielen Jahren bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird ein Werkzeug in eine Drehbewegung versetzt und gleichzeitig in Richtung seiner Drehachse im Boden vorgeschoben, wodurch ein Bohrloch im Erdboden erzeugt wird. Aufgrund von Reibungskräften zwischen dem Werkzeug und der Wand sowie dem Grund des Bohrloches kann es bei den bekannten Verfahren zu einem Festbohren des Werkzeuges kommen, das heißt, das für die Drehbewegung des Werkzeuges zur Verfügung stehende Drehmoment kann die Reibungskräfte nicht mehr überwinden und die Drehbewegung kommt folglich zum Stillstand. Ein solches Festbohren macht es erforderlich, das Werkzeug zumindest teilweise wieder aus dem Bohrloch zurückzuziehen, was den Zeitaufwand für das Bohren erhöht und die Qualität des Bohrloches vermindert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bodenbearbeitung zur Verfügung zu stellen, das ein kontinuierliches und besonders effizientes Bohren erlaubt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Bodenbearbeitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung zur Bodenbearbeitung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bodenbearbeitung wird ein Bohrgestänge, an dem mindestens ein Werkzeug angebracht ist, mittels eines Drehantriebs mit einer Drehzahl um eine Drehachse in Rotation versetzt, das Bohrgestänge gleichzeitig mittels eines Vorschubantriebes mit einer Vorschubgeschwindigkeit in Richtung der Drehachse in einen Bodenbereich eingefahren, die Drehzahl des Bohrgestänges ermittelt und eine Steuereinrichtung verringert die Vorschubgeschwindigkeit bei einer Abnahme der Drehzahl des Bohrgestänges.
Ein Grundgedanke der Erfindung liegt darin, die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl des Bohrgestänges durch eine Steuereinrichtung automatisch zu steuern. Durch die Steuereinrichtung wird die Vorschubgeschwindigkeit des Bohrgestänges verringert, wenn die Drehzahl des Bohrgestänges aufgrund einer Zunahme von Kräften zwischen dem Bohrwerkzeug und einer Wand oder eines Grundes des Bodenbereiches abnimmt. Bei diesen Kräften kann es sich beispielsweise um Reibungs-, Scher- oder Schneidekräfte handeln. Aus der Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit resultiert eine Verringerung der Anpresskräfte des Bohrwerkzeuges an dem Grund des Bodenbereiches und somit eine Verringerung der Kräfte, die der Drehbewegung des Bohrgestänges entgegenwirken. Dies resultiert in einem erneuten Ansteigen der Drehzahl des Bohrgestänges und ein Festbohren des Bohrgestänges kann somit wirksam verhindert werden. Steigt die Drehzahl des Bohrgestänges wieder an, kann auch die Vorschubgeschwindigkeit durch die Steuereinrichtung wieder erhöht werden. Dies ermöglicht es, die Drehzahl des Bohrgestänges auf einen voreingestellten Sollwert einzuregeln. Bevorzugt wird hierzu die ermittelte Drehzahl durch die Steuereinrichtung mit dem voreingestellten Sollwert verglichen und die Vorschubgeschwindigkeit bevorzugt mittels eines PID-Reglers der Steuereinrichtung geregelt. Vorteilhafterweise entspricht der voreingestellte Sollwert der für den zu bearbeitenden Boden optimalen Schneiddrehzahl.
Eine besonders bevorzugte Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Drehzahl des Bohrgestänges in der Steuereinrichtung mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird und bei Unterschreiten des Schwellenwertes die Vorschubgeschwindigkeit verringert wird. Der Schwellenwert kann dabei ein einzelner Wert oder auch ein Wertebereich sein. Hierdurch kann ein zulässiger Drehzahlbereich vorgesehen werden, innerhalb dem keine Regelung der Vorschubgeschwindigkeit erfolgt. Ein Eingreifen des PID-Reglers kann dann bei Unterschreiten des Schwellenwertes der Drehzahl erfolgen. Das Vergleichen der ermittelten Drehzahl mit dem vorgegebenen Schwellenwert erfolgt bevorzugt in Form einer Differenzbildung.
Vorteilhafterweise wird die Vorschubgeschwindigkeit so geregelt, dass das Bohrgestänge zumindest mit einer vorgegebenen Mindest-Solldrehzahl betrieben wird. Dies erlaubt einen besonders kontinuierlichen Bohrvorgang. Bevorzugt ist die Mindest-Solldrehzahl dabei so bemessen, dass einer Sedimentation einer im Bodenbereich befindlichen Suspension zuverlässig entgegengewirkt wird. Eine solche Suspension kann zur Herstellung von Gründungselementen in den Bodenbereich eingebracht oder in diesem hergestellt werden. Vorteilhafterweise ist das Bohrwerkzeug dabei so ausgelegt, dass es die Suspension kontinuierlich umwälzt. Die Mindest-Solldrehzahl kann dann so bemessen werden, dass der Umwälzvorgang eine Sedimentation der Suspension verhindert. Durch eine derartige Fortbildung der Erfindung wird die Herstellung qualitativ besonders hochwertiger Gründungselemente ermöglicht.
Geeigneterweise kann die Ermittlung der Drehzahl mittels Drehgebern, insbesondere hochgenauen elektronischen Drehgebern, erfolgen. Dies erlaubt es, die Drehzahl direkt als Stellgröße für die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit zu verwenden und ermöglicht eine besonders einfache Verfahrensführung.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Drehantrieb ein Hydraulikdrehmotor verwendet wird, dem ein Hydraulikfluid zugeführt wird. Ein solcher Hydraulikdrehmotor ermöglich einen besonders robusten Betrieb des Bohrwerkzeuges. Weiters bevorzugt ist es, dass ein Druck des dem Hydraulikdrehmotor zugeführten Hydraulikfluids gemessen wird und dass die Drehzahl durch die Steuereinrichtung aus dem ermittelten Druck mittels einer Rechenvorschrift berechnet wird. Dies erlaubt eine besonders schnelle und zeitnahe Ermittlung der Drehzahl und der Abweichung der Drehzahl vom Sollwert auch beim Vorliegen von geringen Drehzahlen. Ferner können auch geringe Abweichungen zwischen der Drehzahl und dem Sollwert zuverlässig ermittelt werden. Die Rechenvorschrift ist dabei so gestaltet, dass sie eine Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Druck am Drehantrieb liefert.
Bevorzugterweise wird die Rechenvorschrift in bestimmten Zeitabschnitten automatisch oder durch einen Bediener ausgelöst angepasst. Hierdurch kann berücksichtigt werden, dass die Beziehung zwischen Drehzahl und Druck von den Umgebungsbedingungen, wie Außentemperatur, Temperatur des Hydraulikfluids und resultierendem Reibmoment des Drehantriebs, den Bodenverhältnissen sowie der Art des Werkzeuges und des Drehantriebs, abhängt. Eine Anpassung kann dabei durch einen Vergleich der mittels Drehgebern ermittelten Drehzahl mit der aus der Rechenvorschrift ermittelten Drehzahl erfolgen. Besonders bevorzugt ist es jedoch, dass die Steuereinrichtung weitere Parameter, wie Außentemperatur, Temperatur des Hydraulikfluids, Reibmoment des Drehantriebs und/oder Verschleißzustand des Drehantriebs, ermittelt, anhand derer die Rechenvorschrift angepasst wird. Hierdurch wird eine besonders genaue Ermittlung der Drehzahl aus dem Druck ermöglicht. Geeigneterweise wird als Vorschubantrieb ein Hydraulikmotor verwendet. Ein solcher Hydraulikmotor kann beispielsweise als Drehmotor ausgebildet sein, der über einen Seilzugmechanismus das Bohrgestänge und den Drehantrieb vorschiebt und zurückzieht. Auch können Hydraulikzylinder Verwendung finden. Bevorzugt ist es ferner, die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit, insbesondere deren Verlangsamung, durch die eine Regelung einer Durchflussmenge von Hydraulikfluid durch den Hydraulikmotor bewirkt wird. Dies ermöglicht eine besonders einfache und zuverlässige Regelung der Vorschubgeschwindigkeit. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, dass mindestens zwei, insbesondere drei Bohrgestänge unmittelbar nebeneinander angeordnet werden, dass die mindestens zwei Bohrgestänge gleichzeitig in Rotation versetzt werden und dass die mindestens zwei Bohrgestänge gleichzeitig mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit in den Bodenbereich eingefahren werden. Eine derartige Anordnung erlaubt das gleichzeitige Überarbeiten eines großen Bodenbereiches und insbesondere die Herstellung von Wandelementen. Die mindestens zwei Bohrgestänge sind dabei bevorzugt parallel zueinander angeordnet, und die Bohrwerkzeuge weisen bevorzugt überlappende Bohrquerschnitte auf. Geeigneterweise regelt die Steuereinrichtung dabei die Vorschubgeschwindigkeit der Bohrgestänge in gleicher Weise und synchron. Geeigneterweise weist ferner jedes der Bohrgestänge einen eigenen Drehantrieb auf.
Grundsätzlich kann die Drehzahl von jedem der mindestens zwei Bohrgestänge ermittelt werden und der Regelung der Vorschubgeschwindigkeit zugrundegelegt werden. Besonders bevorzugt ist es jedoch, dass lediglich die Drehzahl von außen liegenden Bohrgestängen ermittelt und von der Steuereinrichtung verarbeitet wird. Unter außen liegenden Bohrgestängen können solche Bohrgestänge verstanden werden, die lediglich ein unmittelbar benachbartes Bohrgestänge aufweisen. Da ein Drehzahlabfall aufgrund eines größeren Eingriffes in den Boden an den äußeren Gestängen zuerst auftritt, vermindert eine derartige Verfahrensführung zuverlässig das Festbohren aller Bohrgestänge. Als Bohrwerkzeuge können grundsätzlich alle bekannten Bohrwerkzeuge verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, dass das Bohrwerkzeug Bohrwendeln und/oder Mischpaddel aufweist. Die Verwendung von Mischpaddel ist besonders vorteilhaft, wenn in dem Bodenbereich eine Suspension eingebracht und/oder hergestellt wird. Die Mischpaddel können dann zum Verhindern einer Sedimentation der Suspension dienen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere bei allen bekannten Bohrverfahren eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist es, dass es beim Verdrängerbohren, Endlosschneckenbohren und/oder bei mixed-in-place-Verfahren zur Herstellung von Gründungselementen verwendet wird. Unter Verdrängerbohren ist dabei ein Bohrverfahren zu verstehen, bei dem Bodenmaterial bei gleichzeitiger Verdichtung aus dem Bodenbereich verdrängt wird. Unter mixed-in-place-Verfahren können solche Techniken verstanden werden, bei denen eine Flüssigkeit in den Boden eingeleitet wird und die Flüssigkeit im Bodenbereich mit dem anstehenden Boden zu einer selbsthärtenden Suspension vermengt wird.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens verwendet wird.
Die Erfindung wird weiter anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 2
eine schematische Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Darstellung eines Baufahrzeuges.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Ein als Hydraulikdrehmotor ausgeführter Drehantrieb 20 treibt drehbar ein Bohrgestänge 10 an. Dem Drehantrieb 20 wird dabei über eine erste Zuführleitung 21 Hydraulikfluid zugeführt. Am unteren Ende des Bohrgestänges 10 ist ein als Bohrschnecke ausgeführtes Bohrwerkzeug 11 drehfest angebracht. Das Bohrgestänge 10 tritt an seinem unteren Ende in einen Bodenbereich 1 ein, wo durch die Wirkung des Bohrwerkzeugs 11 ein Bohrloch entsteht.
Der Drehantrieb 20 und das Bohrgestänge 10 sind über einen lediglich schematisch dargestellten Seilzugmechanismus 33 und ein Seil 34 verschiebbar an einem Mast 4 angeordnet. Der Seilzugmechanismus 33 dient dabei dem Vortrieb des Bohrgestänges in Richtung seiner Drehachse. Der Mast 4 ist an einem schematisch dargestellten Baufahrzeug 3 befestigt.
Der Seilzugmechanismus 33 wird über einen am Baufahrzeug 3 angeordneten Vorschubantrieb 30 angetrieben, der ebenfalls als Hydraulikdrehmotor ausgebildet ist. Dem Vorschubantrieb 30 wird über eine zweite Zuführleitung 31 Hydraulikfluid zugeführt.
Der Druck in der ersten Zuführleitung 21 des Drehantriebs 20 wird über einen Drucksensor 41 ermittelt und der Messwert über eine Messwertleitung 44 einer Steuereinrichtung 40 zugeführt. Die Steuereinrichtung 40 vergleicht den ermittelten Druck mit einem Sollwert, der der Steuereinrichtung über eine Sollwertleitung 45 zugeführt wird. Hieraus berechnet die Steuereinrichtung 40 einen Stellwert, der über eine Stellwertleitung 46 an ein Stellventil 32 in der zweiten Zuführleitung 31 des Vorschubantriebs 30 vorgesehen ist. Stellt die Steuereinrichtung 40 eine Erhöhung des Druckes in der ersten Zuführleitung 21 über den Sollwert fest, was einer Verlangsamung der Drehzahl unter den Sollwert entspricht, vermindert die Steuereinrichtung 40 die Durchflussmenge von Hydraulikfluid durch die zweite Zuführleitung 31 durch Betätigung des Stellventils 32.
Ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 2 dargestellt. Bauteile mit gleicher Funktion sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet und werden an dieser Stelle nicht näher beschrieben. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 lediglich dadurch, dass der Steuereinrichtung 40 nicht der Druck in der ersten Zuführleitung 21 als Messwert über die Messwertleitung 46 zugeführt wird, sondern die Drehzahl des Bohrgestänges 10. Die Drehzahl wird dabei direkt von einem am Bohrgestänge 10 angeordneten Drehgeber 42 aufgenommen.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Bodenbearbeitung,
    bei dem ein Bohrgestänge (10), an dem mindestens ein Werkzeug (11) angebracht ist, mittels eines Drehantriebs (20) mit einer Drehzahl um eine Drehachse in Rotation versetzt wird,
    das Bohrgestänge (10) gleichzeitig mittels eines Vorschubantriebes (30) mit einer Vorschubgeschwindigkeit in Richtung der Drehachse in einen Bodenbereich (1) eingefahren wird,
    die Drehzahl des Bohrgestänges ermittelt wird und
    eine Steuereinrichtung (40) bei einer Abnahme der Drehzahl des Bohrgestänges (10) die Vorschubgeschwindigkeit verringert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Drehzahl des Bohrgestänges (10) in der Steuereinrichtung (40) mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird und bei Unterschreiten des Schwellenwerts die Vorschubgeschwindigkeit so geregelt wird, dass das Bohrgestänge (10) zumindest mit einer vorgegebenen Mindest-Solldrehzahl betrieben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mindest-Solldrehzahl so bemessen ist, dass einer Sedimentation einer im Bodenbereich (1) befindlichen Suspension zuverlässig entgegengewirkt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Drehzahl mittels Drehgebern (42) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Drehantrieb (20) ein Hydraulikdrehmotor verwendet wird, dem ein Hydraulikfluid zugeführt wird,
    dass ein Druck des dem Hydraulikdrehmotor zugeführten Hydraulikfluids gemessen wird und
    dass die Drehzahl durch die Steuereinrichtung (40) aus dem ermittelten Druck mittels einer Rechenvorschrift berechnet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenvorschrift in bestimmten Zeitabschnitten automatisch oder durch einen Bediener ausgelöst angepasst wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) weitere Parameter wie Außentemperatur, Temperatur des Hydraulikfluids und/oder Verschleißzustand des Drehantriebs (20) erfasst, anhand derer die Rechenvorschrift angepasst wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Vorschubantrieb (30) ein Hydraulikmotor verwendet wird und dass die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit durch eine Regelung einer Durchflussmenge von Hydraulikfluid durch den Hydraulikmotor bewirkt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei, insbesondere drei Bohrgestänge (10) unmittelbar nebeneinander angeordnet werden, dass die mindestens zwei Bohrgestänge (10) gleichzeitig in Rotation versetzt werden und dass die mindestens zwei Bohrgestänge (10) gleichzeitig mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit in den Bodenbereich (1) eingefahren werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl von außenliegenden Bohrgestängen (10) ermittelt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (11) Bohrschneiden, Bohrwendeln und/oder Mischpaddel aufweist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass dieses beim Verdrängerbohren, Endlosschneckenbohren und/oder bei mixed-in-place-Verfahren zur Herstellung von Gründungselementen verwendet wird.
  13. Vorrichtung zur Bodenbearbeitung gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit
    einem Bohrgestänge (10), an dem mindestens ein Werkzeug (11) angebracht ist,
    einem Drehantrieb (20) zum drehbaren Antreiben des Bohrgestänges (10),
    einem Vorschubantrieb (30) zum Einfahren des Bohrgestänges in einen Bodenbereich (1) und
    einer Steuereinrichtung (40) zur Steuerung einer Drehzahl des Bohrgestänges (10).
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