EP1734222A1 - System for making concrete piles in a ground and drilling- tool therefor - Google Patents

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EP1734222A1
EP1734222A1 EP05012690A EP05012690A EP1734222A1 EP 1734222 A1 EP1734222 A1 EP 1734222A1 EP 05012690 A EP05012690 A EP 05012690A EP 05012690 A EP05012690 A EP 05012690A EP 1734222 A1 EP1734222 A1 EP 1734222A1
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EP
European Patent Office
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screw
shut
drive element
worm
casing
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EP05012690A
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EP1734222B1 (en
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Ludwig Schmidmaier
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
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Priority to DE200550005543 priority patent/DE502005005543D1/en
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    • 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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/201—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes with helical conveying means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • E02D5/385—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds with removal of the outer mould-pipes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/66—Mould-pipes or other moulds
    • E02D5/665—Mould-pipes or other moulds for making piles

Definitions

  • the invention relates to a device for the production of bored piles, in which a casing and an internal, continuous screw are sunk substantially simultaneously and in the retraction of the device during the concreting the earth-side inlet or outlet of the screw in the surrounding tube for the to be removed soil material can be selectively opened or closed.
  • the screw arranged inside the tube is filled differently with soil.
  • the degree of filling of the screw is determined by the degree of loosening of the dissolved soil and the solubility of the upcoming soil. Depending on the storage density and grain structure of the soil to be dissolved, the screw is more or less filled.
  • the auger with the auger beginner equipped with different release tools should not run ahead of the piping. Especially in hilly soils, the soil surrounding the casing would be loosened too much by an anticipatory drilling tool. This loosening would adversely affect the static behavior of the future bored pile and possibly lead to subsidence in the neighboring area.
  • the snails usually end up in the beginner's area with one or two snails (catchy or double-flighted snails).
  • the invention has the object to prevent the falling of soil during the concreting process.
  • a shut-off device 3 is arranged at the earth-side end of the screw, which close or release the inlet and outlet opening of the screw helix in the tube interior of the casing 1 can.
  • Figure 1 shows a device according to the invention in the working position, in which the device of screw 2 and casing 1 is substantially screwed together into the ground and in which the device is brought to final depth.
  • the peculiarity in this working position is that while a shut-off device 3, which can be rotated about an axis 6, is actuated.
  • the shut-off device When drilling out, the shut-off device assumes a position which releases the entry region 8 into the lower screw helix 10. Thus, the dissolved soil can get into the tube interior and on the screw helix and be promoted upwards.
  • a concrete conveyor line 8 which has a substantially downwardly directed outlet region 7. This exit area for the concrete is preferably closed in the working position during drilling to prevent ingress of soil and an associated clogging of the concrete line 8.
  • the drive element 4 is equipped so that it can fix the shut-off device 3 in the open or closed state against forces acting on the worm, or hold in position. These forces on the shut-off device 3 can be caused by the rotation of the worm 2 and the resistance in releasing the soil.
  • Figure 2 shows the device according to the invention in a working position, in which the device is retracted after reaching the final depth and at the same time concrete is introduced into the resulting cavity.
  • shut-off device 3 Before the start of the retraction, the shut-off device 3 is actuated again. The shut-off device 3 now closes the entry or exit region 8 into the tube 1, which had allowed the bottom to enter the helical coil and into the tube interior of the tube 1.
  • Soil material in the tube interior can thus no longer fall out of the tube or from the screw down during the retraction process.
  • shut-off device 3 is designed so that it releases the exit area 7 of the concrete delivery line 8 at the latest now and thus an unhindered exit of the concrete in the resulting cavity is possible.
  • the shut-off device 3 is formed as a disc which is rotatable about an axis 6.
  • the disc has cutouts that are adapted to the geometry of the screw and the tube, that both the inlet region 8 of the soil can be released or closed in the screw, as well as that the outlet region 7 of the concrete pipe can be opened or closed.
  • shut-off device 3 Another special feature of the shut-off device 3 is that it can be opened or closed regardless of the direction of rotation of the screw.
  • the shut-off device makes it possible for the soil material to penetrate the pipe both when turning to the left and when turning the worm to the right. Likewise, it also allows material which is already located on the screw in the pipe to be conveyed out of the earth-side opening of the pipe.
  • the latter is required if a hole must be canceled by occurring difficulties in the production before concreting. If you pull the tube with the soil-filled screw just out of the ground, the borehole wall of the resulting cavity would collapse and this would lead to the loosening of the surrounding soil.
  • the auger is rotated so that the bottom of the auger is conveyed downwards and the cavity is filled with soil again during extraction of the device. The collapse of the soil is prevented.
  • This drive element 4 allows a relative movement of the shut-off device 3 relative to the worm 2 and this relative movement is preferably a rotational movement.
  • hydraulic pistons which are directly or indirectly attached between the screw and shut-off device.
  • the opening and closing takes place by the retraction and extension of the hydraulic piston. It is preferred to use hydraulic pistons which can be pressurized in both directions.
  • the supply of the hydraulic piston is preferably carried out with liquids and in particular with hydraulic oil.
  • the use of compressed air is possible.
  • the feeding of the media for the hydraulic piston takes place via lines which are guided inside or outside the core tube from the drive element 4 to the earth's surface. There, the lines are preferably connected via hydraulic rotary feedthroughs according to the prior art with hydraulic circuits and the operation is carried out by the excavator driver.
  • the hydraulic pistons can be fastened openly to the screw or can be arranged protected in special housings or substantially inside the core tube of the screw.
  • the drive elements 4 consist of motors and in particular of oil motors, which rotate the shut-off device 3 relative to the worm 2 directly or via gears or toothed racks.
  • the drive elements may also be rods which are guided over the screw length upwards and are rotated on the earth's surface via levers, pistons or rotary motors and thus enable actuation of the shut-off device 3.
  • Another peculiarity of the invention is that with the drive element 4 not only the opening and closing operations are achieved, but the drive elements 4 are designed so that forces can be generated and held, which hold the shut-off device 3 even in their position, when the screw is turned.
  • the "keeping in place” can be achieved in different ways.
  • shut-off device 3 can be driven both in the open, as closed position to stop and kept in this position by maintaining the closing or opening forces.
  • the holding forces can also be chosen higher than the required pure forces to close and open.
  • shut-off device 3 does not move independently or unintentionally or twisted.
  • a mechanical locking device is used at the respective end stop.
  • Such locks are, for example, mechanical pawls of the prior art.
  • additional prior art means such as rods, cables, hydraulic pistons, electric drives, etc.
  • Another variant is mechanical, such as rod-like signal transmitter, which extend to the surface and point to the position of the shut-off device 3 to the worm 2 via rotation or displacements.
  • the entry region or exit region 8 of the worm 2 in the tube 1 remains open or closed by these measures, depending on the working step.
  • this can at least partially have the shape of a screw or consist of individual screw components.
  • shut-off device 3 may be provided with different release tools.
  • This release tools can be used according to the prior art, as they are known in different ways from drilling tools.
  • shut-off device 3 then facilitates the Bohrfort Colour by better penetration of the upcoming soil in the screw flights.
  • shut-off device 3 In order to impede the penetration of the tubing as little as possible by the shut-off device 3, this is preferably housed inside the casing and there preferably in the region of the lower opening of the tube 1. In the closed state then seals the shut-off device 3 against the inner wall of the casing 1 from ,

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Abstract

By the process, the tubing (1) and inner-lying penetrating worm (2) are sunk simultaneously. When the device is pulled out during concreting, the entrance and exit hole of worm in the earth can be opened or enclosed in the tube for the earth that is being removed. At the bottom of the worm is a sealing device (3) which can lock the worm in the tube or release it. A drive element (4) governs the movement of the sealing device relative to the worm. The relative movement of the sealing device can be achieved independently of the turning direction of the worm. The operation and control of the drive element can be done from the surface. The drive element is designed so that independently of the turning direction of the worm and against the forces working on the worm, it keeps the openings of the worm open or shut.

Description

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von Bohrpfählen, bei der eine Verrohrung und eine innerhalb liegende, durchgehende Schnecke im Wesentlichen gleichzeitig abgeteuft werden und bei der beim Zurückziehen der Vorrichtung während des Betoniervorgangs die erdseitige Eintrittsöffnung bzw. Austrittsöffnung der Schnecke in das umhüllende Rohr für das zu entfernende Bodenmaterial gezielt geöffnet oder verschlossen werden kann.The invention relates to a device for the production of bored piles, in which a casing and an internal, continuous screw are sunk substantially simultaneously and in the retraction of the device during the concreting the earth-side inlet or outlet of the screw in the surrounding tube for the to be removed soil material can be selectively opened or closed.

Die Herstellung von Pfählen mit Verrohrung und durchgehender innenliegender Schnecke gehört zum Stand der Technik. Dabei hat in den meisten Fällen die Verrohrung und die durchgehende Schnecke jeweils einen eigenen Drehantrieb und beides wird bevorzugter Weise gegenläufig angetrieben.The production of piles with piping and continuous internal screw is state of the art. In most cases, the casing and the continuous screw each have their own rotary drive and both are preferably driven in opposite directions.

Bis zum Erreichen der Endtiefe wird ein Teil des gelösten Bodens durch die Schnecke an die Erdoberfläche gefördert und das gelöste Bodenmaterial tritt aus speziellen Öffnungen am luftseitigen Ende der Verrohrung aus.Until the final depth is reached, part of the loosened soil is conveyed by the auger to the surface of the earth and the dissolved soil material exits from special openings at the airside end of the casing.

Nach Erreichen der Endtiefe ist die im Rohrinneren angeordnete Schnecke unterschiedlich mit Boden gefüllt. Der Füllgrad der Schnecke ist dabei bestimmt durch den Auflockerungsgrad des gelösten Bodens und die Lösbarkeit des anstehenden Bodens. Je nach Lagerungsdichte und Kornaufbau des zu lösenden Bodens ist die Schnecke mehr oder weniger gefüllt.After reaching the final depth, the screw arranged inside the tube is filled differently with soil. The degree of filling of the screw is determined by the degree of loosening of the dissolved soil and the solubility of the upcoming soil. Depending on the storage density and grain structure of the soil to be dissolved, the screw is more or less filled.

Um eine sachgemäße Herstellung von Bohrpfählen zu gewährleisten, sollte die Schnecke mit dem Schneckenanfänger, der mit unterschiedlichen Lösewerkzeugen ausgestattet ist, nicht der Verrohrung vorauseilen. Besonders bei rolligen Böden würde durch vorauseilendes Bohrwerkzeug der Boden, der die Verrohrung umgibt, zu sehr aufgelockert werden. Diese Auflockerung würde das statische Tragverhalten des späteren Bohrpfahls negativ beeinflussen und ggf. zu Setzungen im Nachbarbereich führen.In order to ensure a proper production of bored piles, the auger with the auger beginner equipped with different release tools should not run ahead of the piping. Especially in hilly soils, the soil surrounding the casing would be loosened too much by an anticipatory drilling tool. This loosening would adversely affect the static behavior of the future bored pile and possibly lead to subsidence in the neighboring area.

Nach Erreichen der Endtiefe werden Verrohrung und Schnecke wieder zurückgezogen und gleichzeitig durch eine Förderleitung im Inneren der Schneckenseele Pumpbeton in den entstandenen Hohlraum eingebracht.After reaching the final depth of casing and screw are withdrawn again and simultaneously introduced through a feed line in the interior of the screw soul pumping concrete in the resulting cavity.

Die kontinuierliche Aufrechterhaltung eines gewissen Betondruckes im eingebrachten Beton unterhalb der Verrohrung, bzw. unterhalb des Schneckenanfängers gewährleistet während des Ziehens der Vorrichtung eine vollständige Füllung des Hohlraums im Boden mit Beton. Gleichzeitig wird verhindert, dass die Bohrlochwandung einstürzt und sich der Beton mit Boden vermischt.The continuous maintenance of a certain concrete pressure in the introduced concrete below the casing, or below the screw starter ensures during the drawing of the device a complete filling of the cavity in the ground with concrete. At the same time, the borehole wall is prevented from collapsing and the concrete mixing with the ground.

Insbesondere bei rolligen Böden und bei anstehendem Grundwasser können bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik Probleme auftreten:Particularly in the case of mobile floors and in the presence of groundwater, problems may occur in the devices according to the prior art:

Üblicherweise enden die Schnecken im Anfängerbereich mit einer oder zwei Schneckenwendeln (eingängige oder zweigängige Schnecken).The snails usually end up in the beginner's area with one or two snails (catchy or double-flighted snails).

Je nachdem wie steil die Wendeln geneigt sind und wie die Kornzusammensetzung des Bodens ist, besteht die Möglichkeit, dass Bodenteile während des Betoniervorgangs von der Schneckenwendel nach unten rutschen und auf diese Weise unerwünschte Bodeneinschlüsse im Beton entstehen.Depending on how steep the coils are inclined and what the grain composition of the soil is, there is the possibility that soil parts slip during the concreting of the screw spiral down and in this way undesirable soil inclusions in the concrete arise.

Erschwerend kommt dazu, dass je höher der Wasserspiegel innerhalb des Rohres während des Zurückziehens steht, zum Gewicht des Bodens noch eine zusätzliche Druckkraft aus der Wasserauflast ausgeübt wird und somit der Boden aus der Schnecke nach unten herausgedrückt werden kann und es zu Fehlstellen im Beton kommt.To make matters worse, the higher the water level within the tube during the retraction, the weight of the soil still an additional compressive force is exerted from the Wasserauflast and thus the soil from the screw can be pushed down and it comes to defects in the concrete.

Die Erfindung hat die Aufgabe, das Nachfallen von Boden während des Betoniervorgangs zu verhindern.The invention has the object to prevent the falling of soil during the concreting process.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Patentansprüche.The object is achieved by the features of the claims.

Die Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand der Figuren 1 und 2.The explanation of the invention is based on the figures 1 and 2.

Um zu vermeiden, dass während des Betonierens Boden in die von den Schneckenwendeln auf den frisch eingebrachten Beton herunterfällt, wird am erdseitigen Ende der Schnecke eine erfindungsgemäße Absperrvorrichtung 3 angeordnet, welche die Eintritts- und Austrittsöffnung der Schneckenwendel in das Rohrinnere der Verrohrung 1 verschließen oder freigeben kann.In order to avoid that falls during concreting soil in which of the screw flights to the freshly introduced concrete, a shut-off device 3 according to the invention is arranged at the earth-side end of the screw, which close or release the inlet and outlet opening of the screw helix in the tube interior of the casing 1 can.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der Arbeitsstellung, bei der die Vorrichtung aus Schnecke 2 und Verrohrung 1 im Wesentlichen gemeinsam in den Boden eingedreht wird und in der die Vorrichtung auf Endtiefe gebracht wird. Die Besonderheit in dieser Arbeitsstellung ist, dass dabei eine Absperrvorrichtung 3, die um eine Achse 6 verdreht werden kann, betätigt wird.Figure 1 shows a device according to the invention in the working position, in which the device of screw 2 and casing 1 is substantially screwed together into the ground and in which the device is brought to final depth. The peculiarity in this working position is that while a shut-off device 3, which can be rotated about an axis 6, is actuated.

Beim Abbohren nimmt die Absperrvorrichtung eine Stellung ein, welche den Eintrittsbereich 8 in die untere Schneckenwendel 10 freigibt. So kann der gelöste Boden in das Rohrinnere und auf die Schneckenwendel gelangen und nach oben gefördert werden.When drilling out, the shut-off device assumes a position which releases the entry region 8 into the lower screw helix 10. Thus, the dissolved soil can get into the tube interior and on the screw helix and be promoted upwards.

Im Seelenrohr 5 der Schnecke 2 befindet sich eine Betonförderleitung 8, die einen im Wesentlichen nach unten gerichteten Austrittsbereich 7 besitzt. Dieser Austrittsbereich für den Beton wird bevorzugter Weise in der Arbeitsstellung beim Abbohren verschlossen, um ein Eindringen von Boden und ein damit verbundenes Verstopfen der Betonleitung 8 zu verhindern.In the core tube 5 of the screw 2 is a concrete conveyor line 8, which has a substantially downwardly directed outlet region 7. This exit area for the concrete is preferably closed in the working position during drilling to prevent ingress of soil and an associated clogging of the concrete line 8.

Weiter befindet sich ein Antriebselement 4 an der Schnecke 2, über das die Absperrvorrichtung 3 bewegt bzw. verdreht werden kann. Zudem ist das Antriebselement 4 so ausgestattet, dass es die Absperrvorrichtung 3 im geöffneten oder geschlossenen Zustand gegen Kräfte, die auf die Schnecke wirken, fixieren bzw. in der Lage halten kann. Diese Kräfte auf die Absperrvorrichtung 3 können durch die Drehung der Schnecke 2 und den Widerstand beim Lösen des Bodens entstehen.Next is a drive element 4 on the screw 2, via which the shut-off device 3 can be moved or rotated. In addition, the drive element 4 is equipped so that it can fix the shut-off device 3 in the open or closed state against forces acting on the worm, or hold in position. These forces on the shut-off device 3 can be caused by the rotation of the worm 2 and the resistance in releasing the soil.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Arbeitsstellung, bei der die Vorrichtung nach Erreichen der Endtiefe wieder zurückgezogen wird und gleichzeitig Beton in den entstandenen Hohlraum eingebracht wird.Figure 2 shows the device according to the invention in a working position, in which the device is retracted after reaching the final depth and at the same time concrete is introduced into the resulting cavity.

Vor Beginn des Zurückziehens wird die Absperrvorrichtung 3 erneut betätigt. Die Absperrvorrichtung 3 verschließt jetzt den Eintritts- bzw. Austrittsbereich 8 ins Rohr 1, welcher dem Boden den Eintritt auf die Schneckenwendel und ins Rohrinnere des Rohres 1 ermöglicht hatte.Before the start of the retraction, the shut-off device 3 is actuated again. The shut-off device 3 now closes the entry or exit region 8 into the tube 1, which had allowed the bottom to enter the helical coil and into the tube interior of the tube 1.

Bodenmaterial im Rohrinneren kann somit während des Rückziehvorgangs nicht mehr aus dem Rohr bzw. von der Schnecke nach unten heraus fallen.Soil material in the tube interior can thus no longer fall out of the tube or from the screw down during the retraction process.

Gleichzeitig ist die Absperrvorrichtung 3 so ausgebildet, dass sie spätestens jetzt den Austrittsbereich 7 der Betonförderleitung 8 freigibt und somit ein ungehinderter Austritt des Betons in den entstandenen Hohlraum möglich wird.At the same time the shut-off device 3 is designed so that it releases the exit area 7 of the concrete delivery line 8 at the latest now and thus an unhindered exit of the concrete in the resulting cavity is possible.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Absperrvorrichtung 3 als Scheibe ausgebildet, die um eine Achse 6 drehbar ist.In a preferred embodiment, the shut-off device 3 is formed as a disc which is rotatable about an axis 6.

Die Scheibe besitzt Ausschnitte, die so an die Geometrie der Schnecke und des Rohres angepasst sind, dass sowohl der Eintrittsbereich 8 des Bodens in die Schnecke freigegeben oder verschlossen werden kann, als auch, dass der Austrittsbereich 7 der Betonleitung geöffnet oder verschlossen werden kann.The disc has cutouts that are adapted to the geometry of the screw and the tube, that both the inlet region 8 of the soil can be released or closed in the screw, as well as that the outlet region 7 of the concrete pipe can be opened or closed.

Eine weitere Besonderheit der Absperrvorrichtung 3 besteht darin, dass sie unabhängig von der Drehrichtung der Schnecke geöffnet oder geschlossen werden kann. Die Absperrvorrichtung macht es möglich, dass das Bodenmaterial sowohl bei Linksdrehung, als auch bei Rechtsdrehung der Schnecke ins Rohr eindringen kann. Ebenso ermöglicht sie, dass auch Material, das sich bereits auf der Schnecke im Rohr befindet, aus der erdseitigen Öffnung des Rohres herausgefördert werden kann.Another special feature of the shut-off device 3 is that it can be opened or closed regardless of the direction of rotation of the screw. The shut-off device makes it possible for the soil material to penetrate the pipe both when turning to the left and when turning the worm to the right. Likewise, it also allows material which is already located on the screw in the pipe to be conveyed out of the earth-side opening of the pipe.

Insbesondere Letzteres wird erforderlich, wenn eine Bohrung durch auftretende Schwierigkeiten bei der Herstellung noch vor dem Betonieren abgebrochen werden muss. Zieht man das Rohr mit der bodengefüllten Schnecke einfach aus dem Boden, so würde die Bohrlochwandung des entstandenen Hohlraums zusammenfallen und dies würde zur Auflockerung des umgebenden Bodens führen.In particular, the latter is required if a hole must be canceled by occurring difficulties in the production before concreting. If you pull the tube with the soil-filled screw just out of the ground, the borehole wall of the resulting cavity would collapse and this would lead to the loosening of the surrounding soil.

In diesem Fall dreht man während des Zurückziehens der Verrohrung die Schnecke so, dass eine Förderung des Bodens auf der Schnecke nach unten erfolgt und dabei wird während des Herausziehens der Vorrichtung der Hohlraum wieder mit Boden abgefüllt. Das Einstürzen des Bodens wird verhindert.In this case, while the tubing is being withdrawn, the auger is rotated so that the bottom of the auger is conveyed downwards and the cavity is filled with soil again during extraction of the device. The collapse of the soil is prevented.

Dass die Eintritts- bzw. Austrittsöffnung 8 der Schnecke unabhängig von der Drehrichtung geöffnet bleibt, ist nur möglich, wenn die Betätigung der Absperrvorrichtung 3 durch ein besonderes Antriebselement 4 erfolgt.That the inlet or outlet opening 8 of the screw remains open, regardless of the direction of rotation, is only possible if the operation of the shut-off device 3 is effected by a special drive element 4.

Dieses Antriebselement 4 ermöglicht eine Relativbewegung der Absperrvorrichtung 3 gegenüber der Schnecke 2 und diese Relativbewegung ist bevorzugter Weise eine Drehbewegung.This drive element 4 allows a relative movement of the shut-off device 3 relative to the worm 2 and this relative movement is preferably a rotational movement.

Für das Antriebselement 4 gibt es unterschiedliche Ausführungsvarianten.For the drive element 4, there are different variants.

So kann es aus einem oder mehreren Hydraulikzylindern bestehen, die zwischen Schnecke und Absperrvorrichtung direkt oder indirekt befestigt sind. Das Öffnen und Schließen erfolgt dabei durch das Ein- und Ausfahren der Hydraulikkolben. Bevorzugter Weise verwendet man Hydraulikkolben, die in beiden Richtungen mit Druck beaufschlagt werden können.So it may consist of one or more hydraulic cylinders, which are directly or indirectly attached between the screw and shut-off device. The opening and closing takes place by the retraction and extension of the hydraulic piston. It is preferred to use hydraulic pistons which can be pressurized in both directions.

Das Versorgen der Hydraulikkolben erfolgt bevorzugter Weise mit Flüssigkeiten und insbesondere mit Hydrauliköl. Auch die Verwendung von Druckluft ist möglich. Das Zuführen der Medien für die Hydraulikkolben erfolgt über Leitungen, die innerhalb oder außerhalb des Seelenrohres vom Antriebselement 4 zur Erdoberfläche geführt werden. Dort werden die Leitungen bevorzugt über hydraulische Drehdurchführungen nach dem Stand der Technik mit Hydraulikkreisläufen verbunden und die Bedienung erfolgt durch den Baggerfahrer.The supply of the hydraulic piston is preferably carried out with liquids and in particular with hydraulic oil. The use of compressed air is possible. The feeding of the media for the hydraulic piston takes place via lines which are guided inside or outside the core tube from the drive element 4 to the earth's surface. There, the lines are preferably connected via hydraulic rotary feedthroughs according to the prior art with hydraulic circuits and the operation is carried out by the excavator driver.

Die Hydraulikkolben können offen an der Schnecke befestigt werden oder geschützt in besonderen Gehäusen oder weitgehend im Inneren des Seelenrohres der Schnecke angeordnet werden.The hydraulic pistons can be fastened openly to the screw or can be arranged protected in special housings or substantially inside the core tube of the screw.

In einer weiteren Ausführungsvariante bestehen die Antriebselemente 4 aus Motoren und insbesondere aus Ölmotoren, welche direkt oder über Getriebe oder Zahnstangen die Absperrvorrichtung 3 gegenüber der Schnecke 2 verdrehen.In a further embodiment variant, the drive elements 4 consist of motors and in particular of oil motors, which rotate the shut-off device 3 relative to the worm 2 directly or via gears or toothed racks.

Weiter können die Antriebselemente auch Stangen sein, die über die Schneckenlänge nach oben geführt werden und an der Erdoberfläche über Hebel, Kolben oder Drehmotoren gedreht werden und somit eine Betätigung der Absperrvorrichtung 3 ermöglichen.Further, the drive elements may also be rods which are guided over the screw length upwards and are rotated on the earth's surface via levers, pistons or rotary motors and thus enable actuation of the shut-off device 3.

Eine weitere Besonderheit der Erfindung liegt darin, dass mit dem Antriebselement 4 nicht nur die Öffnungs- und Schließvorgänge erreicht werden, sondern die Antriebselemente 4 sind so ausgestaltet, dass Kräfte erzeugt und gehalten werden können, welche die Absperrvorrichtung 3 auch dann in ihrer Lage halten, wenn die Schnecke gedreht wird. Das "in Lage halten" kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden.Another peculiarity of the invention is that with the drive element 4 not only the opening and closing operations are achieved, but the drive elements 4 are designed so that forces can be generated and held, which hold the shut-off device 3 even in their position, when the screw is turned. The "keeping in place" can be achieved in different ways.

So kann die Absperrvorrichtung 3 sowohl in geöffneter, wie geschlossener Stellung auf Anschlag gefahren werden und durch Aufrechterhaltung der Schließ- oder Öffnungskräfte in dieser Lage gehalten werden. Die Haltekräfte können auch gegenüber den erforderlichen reinen Kräften zum Schließen und Öffnen höher gewählt werden.Thus, the shut-off device 3 can be driven both in the open, as closed position to stop and kept in this position by maintaining the closing or opening forces. The holding forces can also be chosen higher than the required pure forces to close and open.

Dies kann erforderlich werden, wenn auf die Schnecke hohe Kräfte zum Lösen des anstehenden Bodens einwirken. Über die höheren Kräfte wird sichergestellt , dass sich die Absperrvorrichtung 3 nicht selbständig und unbeabsichtigt verschiebt oder verdreht.This may be necessary if high forces act on the worm to release the pending soil. About the higher forces ensures that the shut-off device 3 does not move independently or unintentionally or twisted.

Erfolgt die Betätigung über Hydraulikzylinder oder Hydraulikantriebe , so wird die Fixierung der Absperrvorrichtung 3 über die Größe und die Aufrechterhaltung des Hydraulikdrucks geregelt.If the operation via hydraulic cylinders or hydraulic drives, so the fixation of the shut-off device 3 is controlled by the size and the maintenance of the hydraulic pressure.

Eine weitere Variante für die Fixierung der Absperrvorrichtung 3 im geschlossenen oder geöffneten Zustand besteht darin, dass am jeweiligen Endanschlag eine mechanische Verriegelungseinrichtung zum Einsatz kommt. Solche Verriegelungen sind beispielsweise mechanische Klinken nach dem Stand der Technik. Um diese wieder öffnen zu können, bedarf es zusätzlicher Mittel nach dem Stand der Technik wie Stangen, Seilzüge, Hydraulikkolben, elektrische Antriebe, usw.Another variant for the fixation of the shut-off device 3 in the closed or opened state is that a mechanical locking device is used at the respective end stop. Such locks are, for example, mechanical pawls of the prior art. In order to be able to reopen it requires additional prior art means such as rods, cables, hydraulic pistons, electric drives, etc.

Damit der Baggerfahrer weiß, ob die Absperrvorrichtung 3 im abgebohrten Zustand auch vollständig offen oder geschlossen ist, sind hierzu besondere Signalgeber empfehlenswert. Dies können z. B. elektrische Endschalter nach dem Stand der Technik sein, welche Auskunft über Stellung oder Lage der Absperrvorrichtung 3 geben. Über Leitungen werden die Signale zur Erdoberfläche und zum Baggerfahrer übertragen.So that the excavator driver knows whether the shut-off device 3 is also completely open or closed in the worn-out state, special signal transmitters are recommended for this purpose. This can z. B. electrical limit switch according to the prior art, which give information about the position or position of the shut-off device 3. The signals are transmitted to the earth's surface and to the excavator driver via lines.

Eine andere Variante sind mechanische, wie beispielsweise stangenartige Signalgeber, die bis zur Oberfläche reichen und über Drehung oder Verschiebungen auf die Stellung der Absperrvorrichtung 3 zur Schnecke 2 hinweisen.Another variant is mechanical, such as rod-like signal transmitter, which extend to the surface and point to the position of the shut-off device 3 to the worm 2 via rotation or displacements.

Unabhängig davon, in welche Richtung die Schnecke gedreht wird, bleibt durch diese Maßnahmen der Eintrittsbereich bzw. Austrittsbereich 8 der Schnecke 2 in das Rohr 1 geöffnet oder geschlossen je nach Arbeitsschritt.Regardless of the direction in which the worm is rotated, the entry region or exit region 8 of the worm 2 in the tube 1 remains open or closed by these measures, depending on the working step.

Das Gleiche gilt für den Austrittsbereich 7 der Betonförderleitung 8.The same applies to the exit region 7 of the concrete delivery line 8.

Auf diese Weise ist es möglich, jederzeit Material von der Schnecke in beide Richtungen - nach unten und oben - zu fördern.In this way it is possible at any time material from the screw in both directions - down and up - to promote.

Neben der im Wesentlichen scheibenförmigen Ausbildung der Absperrvorrichtung 3 kann diese zumindest teilweise die Form einer Schnecke haben oder aus einzelnen Schneckenbestandteilen bestehen.In addition to the substantially disc-shaped design of the shut-off device 3, this can at least partially have the shape of a screw or consist of individual screw components.

Des Weiteren kann die Absperrvorrichtung 3 mit unterschiedlichen Lösewerkzeugen versehen sein.Furthermore, the shut-off device 3 may be provided with different release tools.

Dabei können Lösewerkzeuge nach dem Stand der Technik zum Einsatz kommen, wie sie in unterschiedlicher Weise von Bohrwerkzeugen bekannt sind.This release tools can be used according to the prior art, as they are known in different ways from drilling tools.

Dies sind beispielsweise Rundschaftmeißel, Flachzähne oder besonders ausgebildete Schneiden.These are, for example, round shank chisels, flat teeth or specially designed cutting edges.

Diese besondere Ausbildung der Absperrvorrichtung 3 erleichtert dann den Bohrfortschritt durch besseres Eindringverhalten des anstehenden Bodens in die Schneckenwendeln.This special design of the shut-off device 3 then facilitates the Bohrfortschritt by better penetration of the upcoming soil in the screw flights.

Um das Eindringen der Verrohrung möglichst wenig durch die Absperrvorrichtung 3 zu behindern, wird diese möglichst im Inneren der Verrohrung untergebracht und dort bevorzugter Weise im Bereich der unteren Öffnung des Rohres 1. Im geschlossenen Zustand dichtet dann die Absperrvorrichtung 3 gegen die Innenwandung der Verrohrung 1 ab.In order to impede the penetration of the tubing as little as possible by the shut-off device 3, this is preferably housed inside the casing and there preferably in the region of the lower opening of the tube 1. In the closed state then seals the shut-off device 3 against the inner wall of the casing 1 from ,

Zusammengefasst noch einmal die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung:

  • während des Betoniervorgangs kann kein Bodenmaterial von der Schnecke in den frisch eingebrachten Beton fallen
  • Verrohrung und Schnecke können beim Antreffen von Hindernissen oder beim Entstehen von Stopfern in der Betonierleitung unter gezielter Verfüllung des entstandenen Hohlraums mit Boden problemlos zurückgezogen werden. Einbrüche der Bohrlochwandung und die Auflockerung des umgebenden Bodens wird verhindert.
Summarized once again the advantages of the device according to the invention:
  • During the concreting process no soil material can fall from the auger into the freshly poured concrete
  • Piping and screw can be easily withdrawn when encountering obstacles or the emergence of stoppers in the concreting under targeted backfilling of the resulting soil cavity. Burglaries of the borehole wall and the loosening of the surrounding soil is prevented.

Claims (14)

Vorrichtung zur Herstellung von Bohrpfählen, wobei eine durchgehende Schnecke zumindest über einen Teil ihrer Länge von einem Rohr umhüllt ist, und bei der die Schnecke und die Verrohrung im Wesentlichen gleichzeitig abgeteuft werden und wobei Schnecke und Verrohrung einzeln und voneinander unabhängig gedreht werden können, dadurch gekennzeichnet, - dass am unteren Ende der Schnecke (2) eine quer zur Bohrachse liegende, bewegliche Absperrvorrichtung (3) angeordnet ist, die bzgl. der Schnecke (2) in der Weise verdreht oder verschoben werden kann, dass die Absperrvorrichtung (3) die Eintritts- oder Austrittsöffnungen (8) der Schnecke (2) in die Verrohrung (1) verschließen oder freigeben kann - und dass die Bewegung der Absperrvorrichtung (3) relativ zur Schnecke (2) durch ein Antriebselement (4) erfolgt, welches Kräfte zwischen Schnecke (2) und Absperrvorrichtung (3) ausüben kann - und dass die Relativbewegung der Absperrvorrichtung (3) zur Schnecke (2) unabhängig von der Drehrichtung der Schnecke (2) erfolgen kann - und dass die Betätigung und Steuerung des Antriebselementes (4) direkt oder indirekt von der Erdoberfläche aus erfolgt - und dass das Antriebselement (4) so ausgestattet ist, dass es unabhängig von der Drehrichtung der Schnecke und entgegen den auf die Schnecke (2) wirkenden Kräften die Eintritts- oder Austrittsöffnungen (8) der Schnecke (2) in die Verrohrung (1) offen hält oder verschlossen hält. Apparatus for the production of bored piles, wherein a continuous screw is enveloped by a pipe over at least part of its length, and in which the screw and the casing are drilled substantially simultaneously and wherein the screw and casing can be rotated individually and independently of each other, characterized . in that at the lower end of the screw (2) there is arranged a movable shut-off device (3) lying transversely to the drilling axis, which can be rotated or displaced relative to the screw (2) in such a way that the shut-off device (3) blocks the entry or outlet openings (8) of the screw (2) in the casing (1) can close or release - And that the movement of the shut-off device (3) relative to the screw (2) by a drive element (4), which can exert forces between the screw (2) and shut-off device (3) - And that the relative movement of the shut-off device (3) to the screw (2) can be independent of the direction of rotation of the screw (2) - And that the actuation and control of the drive element (4) takes place directly or indirectly from the earth's surface - And that the drive element (4) is equipped so that regardless of the direction of rotation of the screw and against the forces acting on the screw (2) forces the inlet or outlet openings (8) of the screw (2) into the casing (1) keeps open or keeps closed. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebselement (4) aus einem oder mehreren aus- und einfahrbaren Kolben besteht.Device according to claim 1, characterized
that the drive element (4) exclusively from one or more and is retractable plunger. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet,
dass die Kolben durch Medien bewegt werden, die flüssig oder gasförmig sind und dass sie mit Druck beaufschlagt werden und im Prinzip wie Hydraulikkolben wirken.Device according to one of claims 1 to 2, characterized
that the pistons are moved by media that are liquid or gaseous and that they are pressurized and act in principle like hydraulic pistons. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebselement (4) ein Motor ist, der mit einer Flüssigkeit, einem Gas oder mit Strom angetrieben wird.Device according to one of claims 1 to 3, characterized
in that the drive element (4) is a motor which is driven by a liquid, a gas or electricity. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet,
dass der Motor direkt oder indirekt die Bewegung der Absperrvorrichtung (3) bewirkt.Device according to claim 4, characterized
that the motor directly or indirectly causes the movement of the shut-off device (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5 dadurch gekennzeichnet,
dass der Motor des Antriebselements (4) die Kräfte und Bewegung über Zahnstangen und / oder Getriebe bewirkt.Device according to one of claims 4 to 5, characterized
that the motor of the drive element (4) causes the forces and movement via racks and / or gear. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebselement im Wesentlichen eine Stange darstellt, über welche die Absperrvorrichtung (3) von der Erdoberfläche aus betätigt werden kann.Device according to one of claims 1 to 6, characterized
that the drive element essentially represents a rod, via which the shut-off device (3) can be actuated from the earth's surface. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet,
dass die Absperrvorrichtung (3) im geöffneten oder geschlossenen Zustand durch eine selbsttätig wirkende oder von der Erdoberfläche zu betätigende, mechanische Arretierungsvorrichtung kraftschlüssig gehalten wird, welche in jeder Tiefenlage von der Erdoberfläche aus wieder mit Mitteln nach dem Stand der Technik geöffnet werden kann.Device according to one of claims 1 to 7, characterized
that the shut-off device (3) in the open or closed state by a self-acting or actuated by the earth's surface, mechanical locking device is held non-positively, which can be opened in any depth from the earth's surface again with means of the prior art. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet,
dass bei abgeteufter Vorrichtung ein Signal über den Zustand der Absperrvorrichtung (3) hinsichtlich geöffneter oder geschlossener Stellung an die Erdoberfläche übertragen wird.Device according to one of claims 1 to 8, characterized
that at abgeteufter device a signal about the state of the shut-off device (3) with respect to the open or closed position is transmitted to the surface. Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet,
dass das Signal über elektronische Sensorik an der Absperrvorrichtung (3) und /oder Schnecke (2) oder über mechanische Teile erfolgt, die bis an die Oberfläche reichen wie z. B. über Stangen oder Ähnliches.Device according to claim 9, characterized
that the signal via electronic sensors on the shut-off device (3) and / or screw (2) or via mechanical parts that reach to the surface such. B. over bars or the like. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet,
dass die Absperrvorrichtung (3) den Austrittsbereich (7) für den Beton freihalten oder verschließen kann.Device according to one of claims 1 to 10, characterized
can that the shut-off device (3) freely hold or close the outlet portion (7) for the concrete. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet,
dass die Versorgungs- und/ oder Steuerleitungen für die Antriebselemente (4) im Inneren des Seelenrohres oder im Wendelbereich zur Erdoberfläche geführt werden.Device according to one of claims 1 to 11, characterized
that the supply and / or control lines for the drive elements (4) are guided in the interior of the core tube or in the helical area to the earth's surface. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet,
dass die Absperrvorrichtung (3) mit Lösewerkzeugen wie z. B. Bohrzähnen oder Schneidleisten versehen ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized
that the shut-off device (3) with release tools such. B. drill teeth or cutting strips is provided. Verfahren zur Herstellung von Bohrpfählen mit einer durchgehenden Verrohrung (1) und einer innenliegenden, durchgehenden Schnecke (2), die im Wesentlichen gleichzeitig abgeteuft werden und deren Drehrichtung unabhängig voneinander ist, dadurch gekennzeichnet,
dass während des Betoniervorgangs und beim Zurückziehen die Eintritts- oder Austrittsöffnung (8) für den Boden in die Schnecke (2) und das Innere der Verrohrung (1) durch Betätigung einer Absperrvorrichtung (3) verschlossen wird.Method for the production of bored piles with a continuous casing (1) and an internal, continuous screw (2), which are drilled substantially simultaneously and whose direction of rotation is independent of one another, characterized
in that, during the concreting operation and during retraction, the floor inlet or outlet opening (8) is closed into the worm (2) and the interior of the casing (1) by actuation of a shut-off device (3).
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