EP2146046A1 - Bohrkopf für eine Bohreinrichtung zur Erstellung von Bohrlöchern in ungenügend tragfähigem Baugrund - Google Patents

Bohrkopf für eine Bohreinrichtung zur Erstellung von Bohrlöchern in ungenügend tragfähigem Baugrund Download PDF

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EP2146046A1
EP2146046A1 EP08160413A EP08160413A EP2146046A1 EP 2146046 A1 EP2146046 A1 EP 2146046A1 EP 08160413 A EP08160413 A EP 08160413A EP 08160413 A EP08160413 A EP 08160413A EP 2146046 A1 EP2146046 A1 EP 2146046A1
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EP
European Patent Office
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drill
base plate
drill head
plate
head
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EP08160413A
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EP2146046B1 (de
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Daniel Leuenberger
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Marti Gruendungstechnik AG
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Marti Gruendungstechnik AG
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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
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/62—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable
    • E21B10/627—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable with plural detachable cutting elements
    • E21B10/633—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable with plural detachable cutting elements independently detachable

Definitions

  • the present invention relates to a drill head for a drilling device for creating wells in unsustainable soil by displacing the soil material, which drill head can be placed on a drill pipe of the drilling device and forms with the drill pipe a secured against rotation, releasable connection, and which drill head the End of the drill pipe concludes.
  • a steel pipe referred to below as a drill pipe
  • Bohkopf and drill pipe are connected to each other secure against rotation.
  • this drill pipe is screwed under high vertical pressure to the required depth in the soil, the soil material is displaced by the volume of the drill pipe.
  • a prefabricated pile reinforcement is inserted into the drill pipe and the pipe filled with concrete. Subsequently, the drill pipe is retracted under constant rotation. The drill head separates from the drill pipe and remains in the ground.
  • Such drill heads are known in many ways. For example, shows the EP-A 1 279 793 a drill head made of cast steel and having a conical shape which is helical. Such a drill head, which can be used only once, is relatively expensive to produce, in addition, it has a relatively high weight and, accordingly, the transport of such drill heads from the production site to the construction site is complex and takes up a lot of space.
  • the object of the present invention is therefore to design a drill head so that it can be produced with little effort and cost, that it has a low weight and can be stored and transported to save space.
  • the solution of this object is achieved in that the drill head has a base plate with which the Bohrrohrende is closed, on which base plate at least one substantially perpendicular thereto aligned drill head plate is placed, which drill head plate is equipped with cams, which cam by corresponding to the base plate protruding recesses protrude and which drill head plate is connected to the base plate via connecting means.
  • Such a drill head thus consists of a few plate-like structures, which can be produced very easily and inexpensively, these plate-shaped structures can be assembled directly on site depending on what are used for connecting means, whereby the transport is greatly simplified.
  • the side edges of the at least one drill head plate project over the peripheral edge of the base plate. Since the diameter of the base plate corresponds at least to the outer diameter of the drill pipe, the soil is displaced so far during the drilling process that sufficient clearance is formed between the drill hole and the drill pipe so that the friction between drill pipe and borehole can be minimized.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the cams of the at least one drill head plate on the Bohrrohrseite above the base plate are prominent and protrude into accordance with the Bohrrohrende mounted slots.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the connecting means consist of hook-shaped projections attached to the cam, so that wedges can be inserted between these hook-shaped projections and the base plate.
  • the drill head can be assembled in the simplest way on site, the connection between the base plate and drill head plates is very stable.
  • the invention can also be configured such that the connecting means consist of recesses mounted on the cam, in which at least one retaining clip can be inserted, which is supported on the base plate, whereby another simple connection between the base plate and drill head plate can be achieved.
  • the at least one drill head plate is equipped with a centrally arranged additional cam, which is also projecting over the base plate and which is provided with indentations, in which a headband can be inserted, which is supported on the base plate. This also gives a simple connection.
  • the base plate is configured such that two drill head plates are placed on this, which drill head plates are provided with slot-shaped recesses such that the drill head plates are crosswise nestable. This achieves a further embodiment of the drill head.
  • the cams of those drill head plate are provided with hook-shaped projections, wherein in the assembled state of the two drill head plates with the base plate, the slot-shaped recess is directed against the base plate.
  • the drill head plates can be made by cutting from a commercially available steel plate, whereby a cost-effective and easy production can be achieved.
  • a further advantageous embodiment of the invention consists in that the form of the drill head plates forming the drill bit can be adapted to the properties of the soil to be drilled. Depending on the nature of the soil, the plates can be provided with a pointed angle forming drill head tip, the tip can also be obtuse, it can be provided rounding, the most appropriate form of these drill head plates can be found for example by experiment.
  • This drill head 1 comprises a base plate 2, which is circular.
  • This base plate is provided with two recesses 3, which are rectangular in shape and lie on a diameter of the base plate 2.
  • This drill head 1 shown here comprises a drill head plate 4, which consists of a base body 5 which is rectangular in shape and on which two cams 6 are mounted.
  • the drill head plate 4 is placed on the base plate 2, wherein the cams 6 protrude through the recesses 3 of the base plate 2, as is made Fig. 2 is apparent.
  • the drill head plate 4 is connected to the base plate 2.
  • connecting means 7 are provided, which consist of hook-shaped projections 8 which are attached to the cam 6.
  • wedges 9 can be used, whereby the drill head plate 4 is held on the base plate 2.
  • the end portion 10 of the drill pipe 11 can be placed on the thus assembled drill head 1.
  • 11 slots 12 are mounted on the end portion 10 of the drill pipe into which project beyond the base plate 2 projecting cam 6 of the drill head plate 4. Thereby, the rotational movement of the drill pipe 11 is transferred in an optimal manner to the drill head plate 4 during the drilling process.
  • the diameter of the base plate 2 is slightly larger than the outer diameter of the end portion 10 of the drill pipe 11.
  • the side edges of the drill head plate 4 project beyond the peripheral edge of the base plate 2. This will make the diameter the bore produced in the soil larger than the diameter of the drill pipe, whereby the friction between the bore wall and drill pipe can be kept low during pipe retraction.
  • the base plate 2 and the drill head plate 4 can be produced in a simple manner in which they are cut out of commercially available steel plates.
  • the base plate 2 may have a thickness of, for example, about 10 mm with a bore diameter of about 500 mm, since this only has to close the end region of the drill pipe 11, while the thickness of the drill head plate 4 may be about 30 mm.
  • the connecting means 7 consist of wedges 9, which allows easy assembly of the drill head of base plate 2 and drill head plate 4 at the site for this drill head.
  • the drill head can be delivered in individual parts, which greatly facilitates handling and space requirements.
  • the drill head 1 in turn consists of a base plate 2 which is provided with four recesses 3, which are each arranged at 90 ° on the circular base plate.
  • the drill head plate 4 is held by the nesting with the drill head plate 4 'via these connecting means 7 also on the base plate 2, for the drill head plate 4 thus the cam 6 need not be provided with hook-shaped projections, as is apparent from Fig. 6 is apparent.
  • the diameter of the base plate 2 is slightly larger than the diameter of the drill pipe 11, the drill head plates 4 and 4 'are laterally above the base plate 2 above, also here at the end portion 10 of the drill pipe wedges 11 can be added.
  • Fig. 4 to 8 can be removed, the base body 5 and 5 'of the drill head plates 4 and 4' against the well plate toward a tapered region.
  • the shaping of these tips may be formed depending on the soil to be drilled, depending on the ground conditions of the soil to be drilled, the shape designs may be different, which is advantageously determined by experiments.
  • FIGS. 9 and 10 show a drill head 1, which in turn is formed from two drill head plates 4 and 4 'and a base plate 2.
  • a headband 18 is inserted such that in each case one leg 19 of this retaining clip 18 comes to rest in a recess 17 of a respective cam 6 and the drill head plate 4 'and thus the drill head plate 4, as has been described for the previously illustrated embodiment , are attached to the base plate 2.
  • the retaining bracket 18 may be made of a metallic rod by appropriate bending.
  • FIGS. 11 and 12 a further variant of a connection between the drill head plates 4 and 4 'with the base plate 2 is shown.
  • the drill head plate 4 ' is in this case equipped with an additional, centrally arranged cam 20, which protrudes through a corresponding recess in the base plate 2 and on whose two opposite sides in each case a recess 17 is attached.
  • a headband 18 is inserted such that in each case a leg 19 of this retaining clip 18 comes to lie in one of the indentations 17 of this additional cam 20 and the drill head plate 4 'and
  • the retaining bracket 18 may in turn be formed from a bent metallic rod.
  • FIGS. 13 and 14 Another possibility for connection between the drill head plates 4 and 4 'and the base plate 2 is the FIGS. 13 and 14 removable.
  • the drill head plate 4 ' is provided with an additional, centrally arranged cam 20, which, as in the previously described variant, is provided with indentations 17.
  • indentations 17 are also attached to the two cams 6 of this drill head plate 4 ', according to the variant according to FIG FIGS. 9 and 10 ,
  • two headband 18 and 18 ' can be used so that in each case one leg 19 of each retaining bracket 18 and 18' in the recess 17 of a cam 6 comes to rest, while the other leg 19 of each retaining bracket 18 and 18 'in a Dent 17 of the additional cam 20 comes to rest.
  • the headband 18 and 18'jeweils be formed from a correspondingly bent metallic rod.
  • a headband 18 may also be designed such that it is in use in all four indentations.
  • the base plate 2 and the drill head plates 4 and 4 ' can be cut in a simple manner from commercially available steel plates, as described in the first embodiment.
  • the drill heads 1 can be transported in a simple and space-saving manner to the place of use and assembled on site, which facilitates their handling.
  • drilling heads can be produced in a simple manner, which are suitable for creating wells in unsustainable soil, in which holes then concrete piles are created, the drill heads remain in the ground.
  • Drilling heads also cost-effective.
  • shape of the drilling area of these drill heads can be designed in many ways, depending on the ground conditions of the soil, in which these holes are to be attached.

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Abstract

Ein Bohrkopf (1) für eine Bohreinrichtung zur Erstellung von Bohrlöchern in ungenügend tragendem Baugrund durch Verdrängung des Bodenmaterials ist auf ein Bohrrohr (11) der Bohreinrichtung aufsetzbar und bildet mit dem Bohrrohr (11) eine gegen Verdrehung gesicherte, lösbare Verbindung. Der Bohrkopf (1) schliesst das Ende des Bohrrohres (11) ab. Der Bohrkopf (1) weist eine Basisplatte (2) auf, auf welche mindestens eine im wesentlichen senkrecht dazu ausgerichtete Bohrkopfplatte (4, 4') aufgesetzt ist. Diese Bohrkopfplatte (4, 4') ist mit Nocken (6) ausgestattet, welche durch entsprechende an der Basisplatte (2) angebrachte Ausnehmungen (3) hindurchragen und welche Bohrkopfplatte (4, 4') mit der Basisplatte (2) über Verbindungsmittel (7) verbunden ist. Dieser Bohrkopf (1) lässt sich sehr einfach und kostengünstig herstellen, zudem ist eine einfache Handhabung gewährleistet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bohrkopf für eine Bohreinrichtung zur Erstellung von Bohrlöchern in ungenügend tragfähigem Baugrund durch Verdrängung des Bodenmaterials, welcher Bohrkopf auf ein Bohrrohr der Bohreinrichtung aufsetzbar ist und mit dem Bohrrohr eine gegen Verdrehung gesicherte, lösbare Verbindung bildet, und welcher Bohrkopf das Ende des Bohrrohrs abschliesst.
  • Wenn sich der in der Fundationstiefe eines Bauprojekts anstehende Baugrund zur Aufnahme der Lasten als ungenügend tragfähig erweist oder für das Bauwerk unverträglich grosse Setzungen verursacht, werden zur Gründung dieses Bauwerks z. B. Pfähle eingesetzt. Diese übertragen die Gebäudelasten auf tiefer liegende, tragfähige Bodenschichten.
  • Zur Herstellung eines derartigen Verdrängungsbohrpfahls wird ein Stahlrohr, nachfolgend Bohrrohr genannt, am unteren Ende mit einer Spezialspitze, dem Bohrkopf, wasserdicht verschlossen. Bohkopf und Bohrrohr sind miteinander drehsicher verbunden. Mittels eines hydraulischen Bohrgerätes wird dieses Bohrrohr unter hohem Vertikaldruck bis auf die erforderliche Tiefe in den Boden eingedreht, das Bodenmaterial wird hierbei um das Volumen des Bohrrohrs verdrängt. Wenn die Endtiefe erreicht ist, wird eine vorgefertigte Pfahlarmierung in das Bohrrohr eingeführt und das Rohr mit Beton ausgefüllt. Anschliessend wird das Bohrrohr unter stetiger Drehung zurückgezogen. Der Bohrkopf löst sich vom Bohrrohr ab und verbleibt im Baugrund. Während des Rückzugs fliesst der sich im Bohrrohr befindliche Beton aus und füllt so den entstandenen Hohlraum nach erfolgtem Rückzug des Bohrrohres bis auf das erforderliche Niveau auf. Besonders beachtet wird in dieser Phase, dass mit genügend hoher Betonfüllung (Auflast) ein hydraulischer Grundbruch innerhalb des Bohrrohrs vermieden wird. Nach der Aushärtung des Betons erhält man somit den belastbaren, armierten Verdrängungsbohrpfahl.
  • Derartige Bohrköpfe sind in vielfältiger Weise bekannt. So zeigt beispielsweise die EP-A 1 279 793 einen Bohrkopf, der aus Stahlguss besteht, und der eine Kegelform aufweist, die schraubenförmig ausgebildet ist. Ein derartiger Bohrkopf, der nur einmalig verwendet werden kann, ist relativ teuer in der Herstellung, zudem weist er ein relativ hohes Gewicht auf und entsprechend ist der Transport derartiger Bohrköpfe von der Produktionsstätte zur Baustelle aufwändig und es wird viel Platz benötigt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen Bohrkopf so auszugestalten, dass er mit geringem Aufwand und kostengünstig hergestellt werden kann, dass er ein geringes Gewicht aufweist und platzsparend gelagert und transportiert werden kann.
  • Erfindungsgemäss erfolgt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, dass der Bohrkopf eine Basisplatte aufweist, mit welcher das Bohrrohrende verschliessbar ist, auf welche Basisplatte mindestens eine im wesentlichen senkrecht dazu ausgerichtete Bohrkopfplatte aufgesetzt ist, welche Bohrkopfplatte mit Nocken ausgestattet ist, welche Nocken durch entsprechende an der Basisplatte angebrachte Ausnehmungen hindurchragen und welche Bohrkopfplatte mit der Basisplatte über Verbindungsmittel verbunden ist.
  • Ein derartiger Bohrkopf besteht somit aus einigen wenigen plattenförmigen Gebilden, die sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden können, diese plattenförmigen Gebilde können je nachdem, was für Verbindungsmittel verwendet werden, direkt am Einsatzort zusammengesetzt werden, wodurch der Transport sehr stark vereinfacht wird.
  • In vorteilhafter Weise sind die Seitenränder der mindestens einen Bohrkopfplatte über den Umfangsrand der Basisplatte vorstehend. Da der Durchmesser der Basisplatte zumindest dem Aussendurchmesser des Bohrrohres entspricht, wird das Erdreich beim Bohrvorgang so weit verdrängt, dass zwischen Bohrloch und Bohrrohr genügend Freiraum gebildet wird, dass die Reibung zwischen Bohrrohr und Bohrloch möglichst gering gehalten werden kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Nocken der mindestens einen Bohrkopfplatte auf der Bohrrohrseite über die Basisplatte vorstehend sind und in entsprechend am Bohrrohrende angebrachte Schlitze hineinragen. Dadurch wird einerseits eine einfache gegen Verdrehung gesicherte lösbare Verbindung zwischen Bohrkopf und Bohrrohr erreicht, zudem ist gewährleistet, dass die Rotationsbewegung des Bohrrohres in optimaler Weise auf die Bohrkopfplatte des Bohrkopfes übertragen wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Verbindungsmittel aus an den Nocken angebrachten hakenförmigen Vorsprüngen bestehen, so dass zwischen diesen hakenförmigen Vorsprüngen und der Basisplatte Keile einsetzbar sind. Dadurch kann der Bohrkopf in einfachster Weise am Einsatzort zusammengesetzt werden, die Verbindung zwischen Basisplatte und Bohrkopfplatten ist sehr stabil.
  • Die Erfindung kann auch derart ausgestaltet sein, dass die Verbindungsmittel aus an den Nocken angebrachten Einbuchtungen bestehen, in welche mindestens ein Haltebügel einsetzbar ist, der auf der Basisplatte abgestützt ist, wodurch eine andere einfache Verbindung zwischen Basisplatte und Bohrkopfplatte erreichbar ist.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die mindestens eine Bohrkopfplatte mit einem mittig angeordneten zusätzlichen Nocken ausgestattet ist, der ebenfalls über die Basisplatte vorstehend ist und welcher mit Einbuchtungen versehen ist, in welche ein Haltebügel einsetzbar ist, der auf der Basisplatte abgestützt ist. Auch dies ergibt eine einfache Verbindung.
  • In vorteilhafter Weise ist die Basisplatte derart ausgestaltet, dass zwei Bohrkopfplatten auf diese aufsetzbar sind, welche Bohrkopfplatten dergestalt mit schlitzförmigen Ausnehmungen versehen sind, dass die Bohrkopfplatten kreuzweise ineinandersteckbar sind. So erreicht man eine weitere Ausgestaltung des Bohrkopfes.
  • In vorteilhafter Weise sind die Nocken derjenigen Bohrkopfplatte mit hakenförmigen Vorsprüngen ausgestattet, bei welcher im zusammengefügten Zustand der beiden Bohrkopfplatten mit der Basisplatte die schlitzförmige Ausnehmung gegen die Basisplatte gerichtet ist. Dadurch muss nur eine der beiden Bohrkopfplatten mit der Basisplatte beispielsweise über die Keile verbunden werden, die Bohrkopfplatte fixiert dadurch auch die andere Bohrkopfplatte an der Basisplatte.
  • Die Bohrkopfplatten können durch Ausschneiden aus einer handelsüblichen Stahlplatte hergestellt werden, wodurch eine kostengünstige und einfache Fertigung erreichbar ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die die Bohrspitze bildende Form der Bohrkopfplatten an die Eigenschaften des zu bohrenden Erdreichs anpassbar ist. Je nach Bodenbeschaffenheit können die Platten mit einer einen spitzen Winkel bildenden Bohrkopfspitze versehen sein, die Spitze kann auch stumpfwinklig sein, es können Abrundungen vorgesehen werden, die geeignetste Form dieser Bohrkopfplatten kann beispielsweise durch Versuche gefunden werden.
  • Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
  • Es zeigt
    • Fig. 1 in räumlich auseinandergezogender Darstellung eine erste Ausführungsvariante eines Bohrkopfes, der auf das Bohrrohrende aufsteckbar ist;
    • Fig. 2 in räumlicher Darstellung den zusammengesetzten Bohrkopf gemäss Fig. 1;
    • Fig. 3 der zusammengesetzte Bohrkopf gemäss Fig. 2, im auf das Bohrende aufgesteckten Zustand, bereit für den Bohreinsatz;
    • Fig. 4 in räumlich auseinandergezogender Darstellung eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Bohrkopfes;
    • Fig. 5 der Bohrkopf gemäss Fig. 4, wobei die beiden Bohrkopfplatten ineinandergesetzt sind;
    • Fig. 6 in räumlicher Darstellung die beiden Bohrkopfplatten gemäss Fig. 5, eingesetzt in die Basisplatte und mit dieser verbunden;
    • Fig. 7 der Bohrkopf gemäss Fig. 6 im auf das Bohrrohrende aufgesteckten Zustand, bereit für den Bohreinsatz;
    • Fig. 8 eine Schnittdarstellung durch den auf das Bohrrohrende aufgesteckten Bohrkopf gemäss Fig. 7;
    • Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Bohrkopf mit einer anderen Ausgestaltung der Verbindung;
    • Fig. 10 eine Schnittdarstellung des Bohrkopfes gemäss Fig. 9
    • Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Bohrkopf mit einer weiteren Ausgestaltung der Verbindung
    • Fig. 12 eine Schnittdarstellung des Bohrkopfes gemäss Fig. 11
    • Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Bohrkopf mit einer weiteren Ausgestaltung der Verbindung; und
    • Fig. 14 eine Schnittdarstellung des Bohrkopfes gemäss Fig. 13.
  • Aus den Fig. 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Bohrkopfes ersichtlich. Dieser Bohrkopf 1 umfasst eine Basisplatte 2, die kreisförmig ausgebildet ist. Diese Basisplatte ist mit zwei Ausnehmungen 3 versehen, die rechteckförmig ausgebildet sind und auf einem Durchmesser der Basisplatte 2 liegen.
  • Dieser hier dargestellte Bohrkopf 1 umfasst eine Bohrkopfplatte 4, welche aus einem Grundkörper 5 besteht, der rechteckförmig ausgebildet ist und an welchem zwei Nocken 6 angebracht sind. Die Bohrkopfplatte 4 wird auf die Basisplatte 2 aufgesetzt, wobei die Nocken 6 durch die Ausnehmungen 3 der Basisplatte 2 hindurchragen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. In dieser Position, in welcher die Bohrkopfplatte 4 senkrecht zur Basisplatte 2 steht, wird die Bohrkopfplatte 4 mit der Basisplatte 2 verbunden. Hierzu sind Verbindungsmittel 7 vorgesehen, welche aus hakenförmigen Vorsprüngen 8 bestehen, die an den Nocken 6 angebracht sind. Zwischen diese hakenförmigen Vorsprünge 8 und die Basisplatte 2 können Keile 9 eingesetzt werden, wodurch die Bohrkopfplatte 4 an der Basisplatte 2 gehalten ist. Diese Keile 9 werden durch Einschlagen eingesetzt, die direkt miteinander in Berührung kommenden Kanten werden hierbei plastisch verformt, die Keile 9 sind dadurch gegen selbständiges Lösen gesichert.
  • Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann auf den derart zusammengesetzten Bohrkopf 1 der Endbereich 10 des Bohrrohres 11 aufgesetzt werden. Hierzu sind am Endbereich 10 des Bohrrohres 11 Schlitze 12 angebracht, in welche die über die Basisplatte 2 vorstehenden Nocken 6 der Bohrkopfplatte 4 hineinragen. Dadurch wird die Drehbewegung des Bohrrohres 11 während des Bohrvorgangs in optimaler Weise auf die Bohrkopfplatte 4 übertragen.
  • Um zu vermeiden, dass der Bohrkopf 1 während des Bohrvorgangs in Längsrichtung der Nocken 6 aus dem Endbereich 10 des Bohrrohres 11 abgleiten kann, können auf der Basisplatte 2 zusätzliche Nocken angebracht werden, die in die freien Schlitze 13 des Endbereichs 10 des Bohrrohres 11 hineinragen. Dadurch wird der Bohrkopf 1 zentral am Endbereich 10 des Bohrrohres 11 gehalten. Diese zusätzlichen Nocken können auf die Basisplatte 2 aufgeschraubt werden, sie können mit dieser auch verschweisst werden.
  • Wie insgesamt aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Durchmesser der Basisplatte 2 geringfügig grösser als der Aussendurchmesser des Endbereichs 10 des Bohrrohres 11. Zusätzlich stehen die Seitenränder der Bohrkopfplatte 4 über den Umfangsrand der Basisplatte 2 vor. Dadurch wird der Durchmesser der im Erdreich hergestellten Bohrung grösser als der Durchmesser des Bohrrohres, wodurch die Reibung zwischen Bohrungswand und Bohrrohr beim Rohrrückzug niedrig gehalten werden kann.
  • An der Aussenwand des Endbereichs 10 des Bohrrohres 11 können Keile angebracht werden, die gebogen sind und an der Wandung des Endbereichs 10 des Bohrrohres 11 anliegend sind, wobei der Durchmesser bei der Umdrehung des Bohrrohres 11 zunehmend ist.
  • Die Basisplatte 2 und die Bohrkopfplatte 4 lassen sich in einfacher Weise herstellen, in der diese aus handelsüblichen Stahlplatten ausgeschnitten werden. Die Basisplatte 2 kann bei einem Bohrdurchmesser von etwa 500 mm eine Dicke von beispielsweise etwa 10 mm aufweisen, da diese lediglich den Endbereich des Bohrrohres 11 verschliessen muss, während die Dicke der Bohrkopfplatte 4 etwa 30 mm betragen kann.
  • Wie zu dieser vorliegenden Ausführungsvariante beschrieben worden ist, bestehen die Verbindungsmittel 7 aus Keilen 9, was ein einfaches Zusammensetzen des Bohrkopfes aus Basisplatte 2 und Bohrkopfplatte 4 am Einsatzort für diesen Bohrkopf ermöglicht. Dadurch kann der Bohrkopf in Einzelteilen angeliefert werden, was die Handhabung und den Platzbedarf wesentlich erleichtert. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, die Bohrkopfplatte mit der Basisplatte zu verschweissen, man hätte auch hier eine günstige Herstellungsvariante, die Handhabung würde aber etwas aufwändiger.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 4 bis 8 dargestellt. In der nachfolgenden Beschreibung werden der vorgängig beschriebenden Ausführungsform der Erfindung entsprechende Teile mit den selben Bezugszeichen versehen. Der Bohrkopf 1 besteht wiederum aus einer Basisplatte 2, die mit vier Ausnehmungen 3 versehen ist, die jeweils um 90° vesetzt auf der kreisförmigen Basisplatte angeordnet sind. In dieser Ausführungsform sind zwei Bohrkopfplatten 4 und 4' vorgesehen, die in die Basisplatte 2 eingesetzt werden. Beide Bohrkopfplatten 4 und 4' sind wiederum mit jeweils zwei Nocken 6 ausgestattet, die am Grundkörper 5 der Bohrkopfplatten 4 und 4' angebracht sind.
  • Die beiden Bohrkopfplatten 4 und 4' werden kreuzweise und senkrecht zueinander ineinander gesteckt, wozu diese beiden Bohrkopfplatten 4 und 4' jeweils im mittleren Bereich mit einer schlitzförmigen Ausnehmung 14 versehen sind, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die so ineinander geschobenen Bohrkopfplatten 4 und 4' können dann in die Basisplatte 2 eingesetzt werden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, die jeweiligen Nocken 6 durchdringen die Ausnehmungen 3 der Basisplatte 2. Die Verbindungsmittel 7, mit welchen die Bohrkopfplatten 4 und 4' mit der Basisplatte 2 verbindbar sind, bestehen wiederum aus an den Nocken 6 der Bohrkopfplatte 4' angebrachten hakenförmigen Vorsprüngen 8, so dass zwischen diese hakenförmigen Vorspünge 8 und die Basisplatte 2 Keile 9 eingetrieben werden können. Die Bohrkopfplatte 4 wird durch das Ineinanderstecken mit der Bohrkopfplatte 4' über diese Verbindungsmittel 7 ebenfalls an der Basisplatte 2 gehalten, für die Bohrkopfplatte 4 müssen somit die Nocken 6 nicht mit hakenförmigen Vorsprüngen versehen sein, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist.
  • Auf diesen Bohrkopf 1 aufgesetzt wird wiederum der Endbereich 10 eines Bohrrohres 11, wozu dieser Endbereich 10 mit Schlitzen 12 ausgestattet ist, in welche die Nocken 6 der Bohrkopfplatten 4 und 4' hineinragen, wie dies aus Fig. 7 ersichtlich ist. Dadurch lässt sich wiederum die Drehbewegung beim Bohrvorgang des Bohrrohres 11 in optimaler Weise direkt auf die Bohrkopfplatten 4 und 4' übertragen.
  • Auch hier ist aus den bereits vorgängig beschriebenen Gründen der Durchmesser der Basisplatte 2 geringfügig grösser als der Durchmesser des Bohrrohres 11, die Bohrkopfplatten 4 und 4' sind seitlich über die Basisplatte 2 vorstehend, auch hier können am Endbereich 10 des Bohrrohres 11 Keile angefügt werden.
  • Aus der Schnittdarstellung gemäss Fig. 8 ist der Endbereich 10 des Bohrrohres 11 ersichtlich, in die Schlitze 12 sind die Nocken 6 der beiden Bohrkopfplatten 4 und 4' eingelegt. Die beiden Bohrkopfplatten 4 und 4' sind über die hakenförmigen Vorsprünge 8 und die zwischen diese hakenförmigen Vorsprünge 8 und die Basisplatte 2 eingetriebenen Keile 9 gehalten. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, ist jeweils die eine Seite 15 der Schlitze 12 gegenüber den Nocken 6 leicht geneigt, die andere Seite 16, die beim Bohrvorgang auf den Nocken drückt, liegt vollflächig an diesen Nocken an. Dadurch lässt sich der Endbereich 10 des Bohrrohres 11 einfacher auf den Bohrkopf 1 aufsetzen.
  • Wie den Fig. 4 bis 8 entnommen werden kann, weisen die Grundkörper 5 und 5' der Bohrkopfplatten 4 und 4' gegen die Bohrlochplatte hin einen spitz zulaufenden Bereich auf. Die Formung dieser Spitzen kann in Abhängigkeit des zu bohrenden Erdreichs ausgebildet sein, je nach Baugrundbeschaffenheit des zu bohrenden Erdreichs können die Formgestaltungen anders sein, was vorteilhafterweise durch Versuche zu ermitteln ist.
  • Die Fig. 9 und 10 zeigen einen Bohrkopf 1, welcher wiederum aus zwei Bohrkopfplatten 4 und 4' und einer Basisplatte 2 gebildet ist. An den Nocken 6 der Bohrkopfplatte 4' sind Einbuchtungen 17 angebracht. In diese Einbuchtungen 17 ist ein Haltebügel 18 derart eingelegt, dass jeweils ein Schenkel 19 dieses Haltebügels 18 in eine Einbuchtung 17 jeweils eines Nockens 6 zu liegen kommt und die Bohrkopfplatte 4' und somit die Bohrkopfplatte 4, wie dies zur vorgängig dargestellten Ausführungsform beschrieben worden ist, an der Basisplatte 2 befestigt sind. Der Haltebügel 18 kann aus einem metallischen Stab durch entsprechendes Biegen gefertigt sein.
  • Aus den Fig. 11 und 12 ist ein weitere Variante einer Verbindungsmöglichkeit zwischen den Bohrkopfplatten 4 und 4' mit der Basisplatte 2 dargestellt. Die Bohrkopfplatte 4' ist hierbei mit einem zusätzlichen, mittig angeordneten Nocken 20 ausgestattet, der durch eine entsprechende Ausnehmung in der Basisplatte 2 hindurchragt und an dessen zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Einbuchtung 17 angebracht ist. In diese Einbuchtungen 17 ist wiederum ein Haltebügel 18 derart eingesetzt, dass jeweils ein Schenkel 19 dieses Haltebügels 18 in eine der Einbuchtungen 17 dieses zusätzlichen Nockens 20 zu liegen kommt und die Bohrkopfplatte 4' und somit die Bohrkopfplatte 4 an der Basisplatte 2 befestigt ist. Der Haltebügel 18 kann wiederum aus einem gebogenen metallischen Stab gebildet sein.
  • Eine weitere Verbindungsmöglichkeit zwischen den Bohrkopfplatten 4 und 4' und der Basisplatte 2 ist den Fig. 13 und 14 entnehmbar. Die Bohrkopfplatte 4' ist mit einem zusätzlichen, mittig angeordneten Nocken 20 ausgestattet, welcher, wie bei der vorgängig beschriebenen Variante mit Einbuchtungen 17 versehen ist. Zusätzlich sind an den beiden Nocken 6 dieser Bohrkopfplatte 4' ebenfalls Einbuchtungen 17 angebracht, entsprechend der Variante gemäss Fig. 9 und 10. In diese Einbuchtungen 19 können zwei Haltebügel 18 und 18' derart eingesetzt werden, dass jeweils ein Schenkel 19 jedes Haltebügels 18 und 18' in die Einbuchtung 17 eines Nockens 6 zu liegen kommt, während der andere Schenkel 19 jedes Haltebügels 18 und 18' in eine Einbuchtung 17 des zusätzlichen Nockens 20 zu liegen kommt. Auch hier können die Haltebügel 18 und 18'jeweils aus einem entsprechend gebogenen metallischen Stab gebildet sein. Hierbei kann ein Haltebügel 18 auch derart ausgebildet sein, dass dieser in alle vier Einbuchtungen im Einsatz ist.
  • Auch bei diesen erfindungsgemässen Ausführungsformen eines Bohrkopfes 1 können die Basisplatte 2 und die Bohrkopfplatten 4 und 4' in einfacher Weise aus handelsüblichen Stahlplatten ausgeschnitten werden, wie dies bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Auch hier können die Bohrköpfe 1 in einfacher und platzsparender Weise an den Einsatzort transportiert werden und vor Ort zusammengesetzt werden, was deren Handhabung erleichtert.
  • Selbstverständlich können die Basisplatte 2 und die Bohrkopfplatten 4 und 4' miteinander verschweisst werden, was aber die Handhabung etwas erschweren würde.
  • Mit dieser erfindungsgemässen Ausgestaltung können in einfacher Weise Bohrköpfe hergestellt werden, die zum Erstellen von Bohrlöchern in ungenügend tragfähigem Baugrund geeignet sind, in welchen Bohrlöchern danach Betonpfähle erstellt werden, wobei die Bohrköpfe im Untergrund verbleiben. Neben der einfachen Herstellung und Handhabung sind diese Bohrköpfe auch kostengünstig. Zudem kann die Form des Bohrbereichs dieser Bohrköpfe in vielfältiger Weise ausgestaltet werden sein, abhängig von der Baugrundbeschaffenheit des Erdreiches, in welchem diese Bohrungen anzubringen sind.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Bohrkopf
    2
    Basisplatte
    3
    Ausnehmungen
    4,4'
    Bohrkopfplatten
    5
    Grundkörper
    6
    Nocken
    7
    Verbindungsmittel
    8
    hakenförmige Vorsprünge
    9
    Keile
    10
    Endbereich
    11
    Bohrrohr
    12
    Schlitze
    13
    freie Schlitze
    14
    schlitzförmige Ausnehmung
    15
    Seite
    16
    Seite
    17
    Einbuchtungen
    18,18'
    Haltebügel
    19
    Schenkel
    20
    zusätzlicher Nocken

Claims (11)

  1. Bohrkopf für eine Bohreinrichtung zur Erstellung von Bohrlöchern in ungenügend tragendem Baugrund durch Verdrängung des Bodenmaterials, welcher Bohrkopf (1) auf ein Bohrrohr (11) der Bohreinrichtung aufsetzbar ist und mit dem Bohrrohr (11) eine gegen Verdrehung gesicherte, lösbare Verbindung bildet, und welcher Bohrkopf (1) das Ende des Bohrrohres (11) abschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrkopf (1) eine Basisplatte (2) aufweist, mit welcher das Bohrrohrende verschliessbar ist, auf welche Basisplatte (2) mindestens eine im wesentlichen senkrecht dazu ausgerichtete Bohrkopfplatte (4, 4') aufgesetzt ist, welche Bohrkopfplatte (4, 4') mit Nocken (6) ausgestattet ist, welche Nocken (6) durch entsprechende an der Basisplatte (2) angebrachte Ausnehmungen (3) hindurchragen und welche Bohrkopfplatte (4, 4`) mit der Basisplatte (2) über Verbindungsmittel (7) verbunden ist.
  2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenränder der mindestens einen Bohrkopfplatte (4, 4') über den Umfangsrand der Basisplatte (2) vorstehend sind.
  3. Bohrkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Basisplatte (2) zumindest dem Aussendurchmesser des Bohrrohres (11) entspricht.
  4. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (6) der mindestens einen Bohrkopfplatte (4, 4') auf der Bohrrohrseite über die Basisplatte (2) vorstehend sind und in entsprechend am Bohrrohrende angebrachte Schlitze (12) hineinragen.
  5. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (7) aus an den Nocken (6) angebrachten hakenförmigen Vorsprüngen (8) bestehen, so dass zwischen diesen hakenförmigen Vorsprüngen (8) und der Basisplatte (2) Keile (9) einsetzbar sind.
  6. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (7) aus an den Nocken (6) angebrachten Einbuchtungen (17) bestehen, in welche mindestens ein Haltebügel (18; 18') einsetzbar ist, der auf der Basisplatte (2) abgestützt ist.
  7. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bohrkopfplatte (4, 4') mit einem mittig angeordneten zusätzlichen Nocken (20) ausgestattet ist, der ebenfalls über die Basisplatte (2) vorstehend ist und welcher mit Einbuchtungen (17) versehen ist, in welche ein Haltebügel (18) einsetzbar ist, der auf der Basisplatte (2) abgestützt ist.
  8. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (2) derart ausgestaltet ist, dass zwei Bohrkopfplatten (4, 4') auf diese aufsetzbar sind, welche Bohrkopfplatten (4, 4') dergestalt mit schlitzförmigen Ausnehmungen (14) versehen sind, dass die Bohrkopfplatten (4, 4') kreuzweise ineinander steckbar sind.
  9. Bohrkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (6) derjenigen Bohrkopfplatte (4') mit hakenförmigen Vorsprüngen (8) ausgestattet sind, bei welcher im zusammengefügten Zustand der beiden Bohrkopfplatten (4, 4') mit der Basisplatte (2) die schlitzförmige Ausnehmung (14) gegen die Basisplatte (2) gerichtet ist.
  10. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkopfplatten (4, 4') durch Ausschneiden aus einer handelsüblichen Stahlplatte herstellbar sind.
  11. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Bohrspitze bildende Form der Bohrkopfplatten (4, 4') an die vorliegenden Eigenschaften des Baugrundes anpassbar sind.
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