EP3584370B1 - Baugerät und verfahren zum betreiben eines baugerätes - Google Patents

Baugerät und verfahren zum betreiben eines baugerätes Download PDF

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EP3584370B1
EP3584370B1 EP18178253.3A EP18178253A EP3584370B1 EP 3584370 B1 EP3584370 B1 EP 3584370B1 EP 18178253 A EP18178253 A EP 18178253A EP 3584370 B1 EP3584370 B1 EP 3584370B1
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EP
European Patent Office
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mast
construction device
gps receiving
receiving unit
leader
Prior art date
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French (fr)
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EP3584370A1 (de
EP3584370C0 (de
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Herbert Karl
Robert Kulzinger
Josef STÖCKL
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Bauer Spezialtiefbau GmbH
Original Assignee
Bauer Spezialtiefbau GmbH
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Publication date
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Priority to US16/763,941 priority patent/US11619021B2/en
Priority to CN201980006585.9A priority patent/CN112585319A/zh
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    • E02D13/04Guide devices; Guide frames
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    • E02D17/13Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
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    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B15/00Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
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    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
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    • E02D7/02Placing by driving
    • E02D7/06Power-driven drivers
    • E02D7/12Drivers with explosion chambers
    • E02D7/125Diesel drivers

Definitions

  • the invention relates to construction equipment with a carrier device, an approximately vertical mast which is mounted on the carrier device, a moving element which can be moved vertically along a linear guide on the mast, and at least one GPS receiver unit which is arranged in the area of the mast , according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for operating such a construction device.
  • Such construction equipment has long been known, for example as drilling equipment for creating foundation piles in the ground.
  • To determine the position of the drill it is known to equip it with a GPS system.
  • a GPS antenna is usually located on a mast head.
  • the GPS antenna usually extends vertically upwards, with the best possible GPS position determination being made possible by the elevated position.
  • drilling rigs often have a mast with a mast height of 20 m or more. Due to the height of this mast and an unavoidable play of the pivot bearing relative to the carrier device, a GPS antenna at the upper end of the mast can be displaced by several cm compared to a borehole drilled on the ground.
  • Such fluctuations in measurement can occur, for example, when creating so-called bored pile walls, in which a large number of bored piles must be created closely together with a defined overlap, lead to correspondingly larger overlapping areas between adjacent bored piles having to be provided to compensate for these measurement fluctuations. This leads to increased material consumption and to the creation of a larger number of bored piles in the case of bored pile walls to be created.
  • EP 3 296 467 A1 discloses a masted drilling rig to which a GPS antenna is attached.
  • a measuring device is additionally arranged on a carrier device, with which a distance between the drilling tool and the carrier device can be determined.
  • Similar construction equipment is from the GB 2 442 389 A or the EP 2 775 089 A1 known.
  • a generic building equipment goes from the CN 106 284 351 A out. With this construction equipment, a GPS antenna is attached to a drilling carriage, which can be moved along the mast.
  • the object is achieved by a construction device having the features of claim 1 or by a method having the features of method claim 9 .
  • Preferred embodiments are given in the dependent claims.
  • the construction device is characterized in that the displacement element is a beam-shaped leader element, that the leader element has a linear carriage guide on a front side facing away from the mast, that a carriage is provided which is attached along the carriage guide of the leader element, that at least one GPS receiver unit is attached to the displacement element and that the at least one GPS receiving unit can be displaced with the displacement element between an upper first measurement position and a lower second measurement position.
  • a basic idea of the invention can be seen in mounting the GPS receiving unit on the mast so that it can be moved between vertically different measuring positions. Significant advantages result from the fact that the drilling point can be approached when the system is extended upwards.
  • the at least one GPS receiving unit is arranged as high as possible on the construction equipment, so that a good signal quality can be achieved in densely built-up areas.
  • the at least one GPS receiving unit is arranged as close as possible to the ground surface. In this way, an increased measuring accuracy can be achieved with the existing GPS receiver unit, without an additional measuring device being absolutely necessary. Moving the GPS receiver unit downwards along the mast also reduces inaccuracies caused by mast deflections and bearing play.
  • the measurement accuracy can be increased by arranging a plurality of GPS receiver units. It is particularly advantageous that two GPS receiving units are provided, which are arranged on opposite sides of the displacement element. The arrangement of several GPS receiving units allows compensation for measurement inaccuracies of individual receiving units, so that a very precise measurement can be achieved overall.
  • the antenna holder has a first rod-shaped section and a second rod-shaped section, which are arranged at an obtuse kink angle to one another.
  • the articulation angle is preferably formed in a horizontal direction in such a way that the GPS receiving unit is directed forwards away from the mast.
  • the displacement element is a beam-shaped leader element and that the at least one GPS receiving unit is mounted in an upper area of the leader element.
  • a leader is basically a two-part mast with a base mast on which a vertical beam-shaped leader element is mounted so that it can be moved vertically along the base mast.
  • a further linear guide can be provided on the beam-shaped leader element itself, along which a working carriage is movably mounted.
  • the at least one GPS receiving unit is preferably attached to the upper end of the leader element.
  • the leader element has a linear carriage guide on a front side facing away from the mast and that a carriage is provided which is mounted so that it can be moved vertically along the carriage guide of the leader element.
  • the carriage can be a working carriage for receiving a construction work tool.
  • at least one GPS receiving unit could be provided on this carriage.
  • the carriage is preferably free of a GPS receiver unit, which is arranged on the moveable leader element. The arrangement on the leader element ensures that the sensitive GPS receiver units have a certain distance in front of the work site on the ground to protect the GPS receiver unit, even when the measuring position is lowered.
  • a working device in particular a drill drive, a vibration hammer or a ram unit
  • the drilling drive is in particular a hydraulic drive, as is used in the known manner to drive a drill rod, an endless drill, a drill bucket, etc. to create a borehole in the ground.
  • a vibrating hammer is a working device with several driven unbalance units to generate a targeted vibration, which is used to drive a post, a plank or a beam into the ground.
  • the ram unit can be, for example, a diesel hammer or a hydraulic ram for generating impact impulses for driving in or driving in piles, planks or beams.
  • a vibration hammer or a ram unit can also be provided in principle in combination with a drilling drive.
  • a particularly high usefulness of the construction device according to the invention is achieved according to a development in that an auxiliary winch beam is provided at an upper end of the leader element above the at least one GPS receiver unit.
  • the auxiliary winch beam can be a so-called mast head with pulleys for at least one auxiliary cable, which is driven by a winch on the mast or on the carrier device. Additional lifting tasks, such as lifting a drilling tool, drill rod element, pile, etc., can be carried out using the auxiliary rope.
  • auxiliary winch beam is rotatably mounted on the leader element about a vertical axis of rotation.
  • a rotation angle is limited and matched to an antenna arrangement of the GPS receiving units in such a way that the auxiliary cable hanging vertically downward does not collide with the GPS receiving units or the antenna arrangement.
  • a rotation can be done by means of a rotary drive.
  • the task set out at the outset is further described by a method for operating a drilling rig according to the invention, with the at least one GPS receiver unit being used to carry out a first position measurement in an upper first measurement position, in which the traversing element on the mast has moved to an upper position, and a second Position measurement are carried out in a lower second measurement position, in which the moving element is moved to a lower position on the mast.
  • This method can be carried out with the construction equipment described above, with the advantages described above being achieved.
  • an adjustment of the construction equipment can be carried out, for example when approaching a drilling point. If a borehole or a foundation element is then created in the ground with the construction equipment, an exact measurement and position determination of the element created in this way can be carried out with increased accuracy by the at least one GPS receiving unit if it is in a lower, second measuring position close to the element or the working point.
  • a construction device 10 according to the invention which is designed as a drilling device, is shown schematically in FIGS Figures 1 to 3 shown.
  • the construction device 10 has a carrier device 12 which includes a crawler chassis 14 .
  • An upper carriage 16 with an operator's cab and the drives is rotatably mounted on the crawler chassis 14 .
  • a mast 20 or a mast arrangement is adjustably arranged in a front area of the superstructure 16 via a basically known articulation mechanism 18 .
  • the mast 20 consists in the illustrated embodiment of a beam-shaped vertical base mast 22, which by means of a displacement cylinder 19 relative to the Linkage mechanism 18 can be moved vertically.
  • the mast 20 can be folded over into a substantially horizontal position on the carrier device 12 via the articulation mechanism 18 .
  • the base mast 22 of the mast 20 has a linear guide 24 along which a displacement element 30 is mounted so that it can be displaced vertically by means of an actuating cylinder 26 .
  • the displacement element 30 is designed as a beam-shaped leader element 32, so that the mast 20 or the mast arrangement forms a so-called leader.
  • a linear carriage guide 34 is formed on the front of the beam-shaped leader element 32 that can be moved along the base mast 22 .
  • a carriage 40 which can accommodate a working device 44 , is movably mounted along the carriage guide 34 .
  • the working device 44 is designed as a drilling device with three output shafts.
  • an auxiliary winch beam 70 is rotatably mounted about a vertical axis of rotation via a beam bearing 72. At least one deflection roller 74 is arranged on the auxiliary winch beam 70, via which an auxiliary cable 76 is provided for special lifting tasks, for example for lifting a drill rod.
  • Two GPS receiver units 50 are mounted laterally below the auxiliary winch beam 70 on the upper end region of the leader element 32 .
  • the GPS receiving units 50 are designed to receive GPS signals and are used to determine the position in an existing GPS system.
  • the leader element 32 is extended upwards relative to the base mast 22, so that the two GPS receiving units 50 are in an upper, first measurement position.
  • this upper first measurement position a very good reception of a GPS signal is generally guaranteed, so that in this position, in particular, an operating point can be approached.
  • the carriage 40 with the implement 44 can also be moved down along the beam-shaped leader element 32 into a position close to the ground.
  • An approximately T-shaped auxiliary winch beam 70 with two lateral arms is arranged at an upper end of the beam-shaped leader element 32 via a horizontal rotatable beam bearing 72 .
  • a deflection roller 74 for an auxiliary rope 76 is rotatably mounted at one end of a boom at the front of the leader element 32 .
  • a load hook 78 is attached for lifting tasks.
  • a carriage guide 34 for the carriage 40 is formed on a front side of the beam-shaped leader element 32 .
  • the carriage 40 with the in 7 Working equipment, which is not shown, can be moved vertically along the leader element 32 via actuating cylinders or a cable arrangement, which is not shown.
  • Two GPS receiver units 50 according to the invention are attached to the upper end area of the leader element 32 below the beam bearing 72 of the auxiliary winch beam 70.
  • the two rod-shaped antenna holders 54 extend laterally to the opposite side of leader element 32.
  • a receiving element 52 for the GPS signals with the corresponding electronics is arranged on the respective free end of the antenna holder 54 via a plate-shaped receptacle 60 . Due to the antenna holder 54, the receiving elements 52 are arranged at a distance from the leader element 32 and the auxiliary winch beam 60, so that good reception of the GPS signals is achieved as a result.
  • the antenna holders 54 are arranged in a rear area of the leader element 32 in such a way that a collision with the auxiliary cable 76 with the load hook 78 is avoided when the auxiliary winch beam 70 pivots by at least 90°.
  • a modified GPS receiver unit 50 is in 8 shown.
  • the antenna holder 54 in the form of a rod or rod has a straight first rod section 58 .
  • a plate-shaped fastening flange 56 for detachably attaching the GPS receiving unit 50 to the displacement element 30 is provided at the free end of the first rod-shaped section 58 .
  • a second rod-shaped section 59 of the antenna holder 54 adjoins the first rod-shaped section 58 at an obtuse kink angle.
  • the second rod-shaped section 59 is bent in an approximately semicircular manner at its free end and accommodates a plate-shaped receptacle 60 in the arc-shaped area, to which the actual receiving element for receiving the GPS signals is also attached.
  • the antenna holder 54 can be designed as a hollow tube, so that a line for power supply and for data communication can be arranged inside the rod-shaped holder.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Baugerät mit einem Trägergerät, einem etwa vertikalen Mast, welcher an dem Trägergerät gelagert ist, ein Verfahrelement, welches entlang einer linearen Führung an dem Mast vertikal verfahrbar ist, und mindestens einer GPS-Empfangseinheit, welche im Bereich des Mastes angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Baugerätes.
  • Derartige Baugeräte sind etwa als Bohrgeräte zum Erstellen von Gründungspfählen im Boden seit langem bekannt. Für eine Positionsbestimmung des Bohrgerätes ist es bekannt, diese mit einem GPS-System auszustatten. Dabei befindet sich üblicherweise an einem Mastkopf eine GPS-Antenne. Die GPS-Antenne erstreckt sich dabei in der Regel vertikal nach oben, wobei durch die erhöhte Position eine möglichst gute GPS-Positionsbestimmung ermöglicht wird.
  • Zugleich soll mit einer derartigen Positionierung einer GPS-Empfangseinheit am oberen Mastbereich auch eine Positionsbestimmung des im Boden erstellten Bohrloches erfolgen. Bei einem Bohrgerät ist dabei entlang des Mastes ein Bohrantrieb mit einem Bohrwerkzeug linear verfahrbar geführt.
  • Bohrgeräte weisen jedoch häufig einen Mast mit einer Masthöhe von 20 m oder mehr auf. Aufgrund der Höhe dieses Mastes sowie eines nicht vermeidbaren Spieles der Schwenklager des gegenüber dem Trägergerät können sich Verschiebungen einer GPS-Antenne am oberen Ende des Mastes gegenüber einem am Boden erstellten Bohrloch von mehreren cm ergeben. Derartige Messschwankungen können etwa bei Erstellen sogenannter Bohrpfahlwände, bei welchen eine Vielzahl von Bohrpfählen eng miteinander mit einer definierten Überschneidung erstellt werden müssen, dazu führen, dass zur Kompensation dieser Messschwankungen entsprechend größere Überschneidungsbereiche zwischen nebeneinanderliegenden Bohrpfählen vorgesehen sein müssen. Dies führt zu einem erhöhten Materialverbrauch sowie zur Erstellung einer größeren Anzahl von Bohrpfählen bei zu erstellenden Bohrpfahlwänden.
  • Mit dieser Problematik befasst sich die gattungsbildende EP 3 296 467 A1 , welche ein Bohrgerät mit Mast offenbart, an welchem eine GPS-Antenne angebracht ist. Zum Feststellen von Abweisungen ist zusätzlich an einem Trägergerät eine Messeinrichtung angeordnet, mit welcher ein Abstand des Bohrwerkzeugs zum Trägergerät ermittelt werden kann. Ähnliche Baugeräte sind aus der GB 2 442 389 A oder der EP 2 775 089 A1 bekannt.
  • Ein gattungsbildendes Baugerät geht aus der CN 106 284 351 A hervor. Bei diesem Baugerät ist eine GPS-Antenne an einem Bohrschlitten angebracht, welcher entlang des Mastes verfahrbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Baugerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Baugerätes anzugeben, bei welchen bei einem möglichst einfachen Aufbau eine besonders gute Positionsbestimmung mittels GPS-System ermöglicht werden.
  • Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Baugerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Verfahrensanspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Baugerät ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahrelement ein balkenförmiges Mäklerelement ist, dass das Mäklerelement an einer vom Mast abgewandten Vorderseite eine lineare Schlittenführung aufweist, dass ein Schlitten vorgesehen ist, welcher entlang der Schlittenführung des Mäklerelementes angebracht ist, dass mindestens eine GPS-Empfangseinheit an dem Verfahrelement angebracht ist und dass die mindestens eine GPS-Empfangseinheit mit dem Verfahrelement zwischen einer oberen ersten Messposition und einer unteren zweiten Messposition verfahrbar ist.
  • Eine Grundidee der Erfindung kann darin gesehen werden, die GPS-Empfangseinheit am Mast verfahrbar zwischen vertikal unterschiedlichen Messpositionen zu lagern. Wesentliche Vorteile ergeben sich dadurch, dass bei einem nach oben ausgefahrenen System, das Anfahren des Bohrpunktes erfolgen kann. Dabei ist die mindestens eine GPS-Empfangseinheit möglichst weit oben am Baugerät angeordnet, so dass in eng bebauten Bereichen eine gute Signalqualität erreicht werden kann.
  • Zum Erfassen der Position des zu erstellenden Elementes, etwa eines Gründungspfahles oder eines einzurammenden Elementes, ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine GPS-Empfangseinheit möglichst nahe zur Bodenfläche angeordnet ist. Hierdurch kann eine erhöhte Messgenauigkeit mit der bestehenden GPS-Empfangseinheit erreicht werden, ohne dass eine zusätzliche Messeinrichtung zwingend benötigt wird. Mit einem nach-unten-Fahren der GPS-Empfangseinheit entlang des Mastes werden auch Ungenauigkeiten vermindert, die durch Mastauslenkungen und Lagerspiel bewirkt werden.
  • Eine Erhöhung der Messgenauigkeit kann nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt werden, dass mehrerer GPS-Empfangseinheiten angeordnet werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass zwei GPS-Empfangseinheiten vorgesehen sind, welche an gegenüberliegenden Seite des Verfahrelementes angeordnet sind. Die Anordnung mehreren GPS-Empfangseinheiten erlaubt eine Kompensation von Messungenauigkeiten einzelner Empfangseinheiten, so dass insgesamt eine sehr exakte Messung erreicht werden kann.
  • Besonders zweckmäßig ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass die mindestens eine GPS-Empfangseinheit einen sich etwa horizontal zum Verfahrelement weg erstreckenden Antennenhalter aufweist, an dessen freiem Ende ein Empfangselement beabstandet von dem Verfahrelement angeordnet ist. Dabei kann das Empfangselement lediglich eine Antenne oder die GPS-Empfangseinheit mit einer entsprechenden Elektronik sein. Eine Beabstandung der GPS-Empfangseinheit von dem Verfahrelement ermöglicht einen verbesserten Signalempfang.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass der Antennenhalter einen ersten stangenförmigen Abschnitt und einen zweiten stangenförmigen Abschnitt aufweist, welche mit einem stumpfen Knickwinkel zueinander angewinkelt angeordnet sind. Dabei ist der Knickwinkel vorzugsweise in einer horizontalen Richtung so ausgebildet, dass die GPS-Empfangseinheit nach vorne vom Mast weg gerichtet ist.
  • Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verfahrelement ein balkenförmiges Mäklerelement ist und dass die mindestens eine GPS-Empfangseinheit in einem oberen Bereich des Mäklerelementes angebracht ist. Ein Mäkler ist ein grundsätzlich zweiteilig aufgebauter Mast mit einem Grundmast, an dem ein vertikales balkenförmiges Mäklerelement entlang dem Grundmast vertikal verfahrbar gelagert ist. An dem balkenförmigen Mäklerelement selbst kann eine weitere Linearführung vorgesehen sein, entlang welcher ein Arbeitsschlitten verfahrbar gelagert ist. Bevorzugt ist die mindestens eine GPS-Empfangseinheit am oberen Ende des Mäklerelementes angebracht.
  • Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mäklerelement an einer vom Mast abgewandten Vorderseite eine lineare Schlittenführung aufweist und dass ein Schlitten vorgesehen ist, welcher entlang der Schlittenführung des Mäklerelementes vertikal verfahrbar gelagert ist. Der Schlitten kann dabei grundsätzlich ein Arbeitsschlitten zur Aufnahme eines Bauarbeitsgerätes sein. Grundsätzlich könnte mindestens eine GPS-Empfangseinheit an diesem Schlitten vorgesehen sein. Bevorzugt ist der Schlitten jedoch frei von einer GPS-Empfangseinheit, wobei diese an dem verfahrbaren Mäklerelement angeordnet ist. Die Anordnung am Mäklerelement stellt sicher, dass die empfindlichen GPS-Empfangseinheiten auch in der nach unten gefahrenen Messposition einen gewissen Abstand vor der Arbeitsstelle am Boden zum Schutz der GPS-Empfangseinheit haben.
  • Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung, dass an dem Schlitten ein Arbeitsgerät, insbesondere ein Bohrantrieb, ein Vibrationsbär oder eine Rammeinheit angeordnet ist. Der Bohrantrieb ist insbesondere ein Hydraulikantrieb, wie er im bekannter Weise zum Antreiben eines Bohrgestänges, eines Endlosbohrers, eines Bohreimers etc. zum Erstellen eines Bohrloches im Boden zur Anwendung kommt. Bei einem Vibrationsbär handelt es sich um ein Arbeitsgerät mit mehreren angetriebenen Unwuchteinheiten, um eine gezielte Schwingung zu erzeugen, welche etwa zum Eintreiben eines Pfahles, einer Bohle oder eines Trägers in den Boden eingesetzt wird. Die Rammeinheit kann beispielsweise ein Dieselhammer oder eine hydraulische Ramme zum Erzeugen von Schlagimpulsen zum Einschlagen oder Eintreiben von Pfählen, Bohlen oder Trägers sein. Ein Vibrationsbär oder eine Rammeinheit kann auch grundsätzlich in Kombination mit einem Bohrantrieb vorgesehen sein.
  • Ein besonders hoher Nutzwert des erfindungsgemäßen Baugeräts wird nach einer Weiterbildung dadurch erzielt, dass an einem oberen Ende des Mäklerelementes oberhalb der mindestens einen GPS-Empfangseinheit ein Hilfswindenbalken vorgesehen ist. Der Hilfswindenbalken kann als ein sogenannter Mastkopf mit Umlenkrollen für mindestens ein Hilfsseil sein, welches von einer Winde am Mast oder am Trägergerät angetrieben wird. Durch das Hilfsseil können zusätzliche Hubaufgaben, etwa zum Anheben eines Bohrwerkzeuges, Bohrgestängeelementes, Pfahles etc., durchgeführt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass der Hilfswindenbalken an dem Mäklerelement drehbar um eine vertikale Drehachse gelagert ist. Dabei ist ein Drehwinkel derart begrenzt und auf eine Antennenanordnung der GPS-Empfangseinheiten so abgestimmt, dass das vertikal nach unten hängende Hilfsseil nicht mit den GPS-Empfangseinheiten oder der Antennenanordnung kollidiert. Eine Verdrehung kann mittels eines Drehantriebes erfolgen.
  • Entsprechend der Ausstattung des Baugerätes mit einem entsprechenden Arbeitsgerät oder einer Arbeitseinheit ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, dass das Baugerät, ein Bohrgerät, ein Vibrationsgerät oder ein Rammgerät ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese bevorzugten Ausführungen eines Baugerätes beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung auch an allen anderen Baugeräten mit einem Mast zum Einsatz kommen, wobei eine genaue Positionsbestimmung mittels GPS-Empfangseinheiten gewünscht ist.
  • Die eingangs gestellte Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren zum Betrieben eines erfindungsgemäßen Bohrgerätes beschrieben, wobei mit der mindestens einen GPS-Empfangseinheit eine erste Positionsmessung in einer oberen ersten Messposition, in welcher das Verfahrelement an dem Mast in eine obere Position verfahren ist, und eine zweite Positionsmessung in einer unteren zweiten Messposition durchgeführt werden, in welcher das Verfahrelement in eine untere Position am Mast verfahren ist.
  • Dieses Verfahren kann mit dem zuvor beschriebenen Baugerät ausgeführt werden, wobei die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden. Insbesondere kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Anordnung der GPS-Empfangseinheit in der oberen ersten Messposition eine Justierung des Baugerätes durchgeführt werden, etwa beim Anfahren eines Bohrpunktes. Wird mit dem Baugerät dann ein Bohrloch oder ein Gründungselement im Boden erstellt, kann eine exakte Vermessung und Positionsbestimmung des so erstellten Elementes mit erhöhter Genauigkeit durch die mindestens eine GPS-Empfangseinheit durchgeführt werden, wenn sich diese in einer unteren zweiten Messposition nahe an dem Element oder dem Arbeitspunkt befindet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, welche schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Baugerätes mit nach oben gefahrenem Mäklerelement;
    Fig. 2
    eine Vorderansicht des Baugerätes von Fig. 1;
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht des Baugerätes von Fig. 1 und Fig. 2;
    Fig. 4
    eine Seitenansicht des Baugerätes von Figuren 1 bis 3 mit nach unten gefahrenem Mäklerelement;
    Fig. 5
    eine Vorderansicht des Baugerätes von Fig. 4;
    Fig. 6
    eine perspektivische Ansicht des Baugerätes von Fig. 4 und Fig. 5;
    Fig. 7
    eine perspektivische vergrößerte Ansicht eines oberen Bereiches des Mäklerelementes des Baugerätes der Figuren 1 bis 6; und
    Fig. 8
    eine vergrößerte Ansicht einer abgewandelten GPS-Empfangseinheit nach der Erfindung.
  • Ein erfindungsgemäßes Baugerät 10, welches als ein Bohrgerät ausgebildet ist, ist schematisch in den Figuren 1 bis 3 dargestellt. Das Baugerät 10 weist ein Trägergerät 12 auf, welches ein Raupenfahrwerk 14 umfasst. Auf dem Raupenfahrwerk 14 ist ein Oberwagen 16 mit einer Bedienkabine und den Antrieben drehbar gelagert. In einem Frontbereich des Oberwagens 16 ist über einen grundsätzlich bekannten Anlenkmechanismus 18 ein Mast 20 oder eine Mastanordnung verstellbar angeordnet.
  • Der Mast 20 beseht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem balkenförmigen vertikalen Grundmast 22, welcher mittels eines Verfahrzylinders 19 relativ zu dem Anlenkmechanismus 18 vertikal verfahrbar ist. Über den Anlenkmechanismus 18 kann der Mast 20 in eine im Wesentlichen horizontale Position am Trägergerät 12 umgelegt werden.
  • An seiner Vorderseite weist der Grundmast 22 des Mastes 20 eine lineare Führung 24 auf, entlang welcher ein Verfahrelement 30 vertikal verfahrbar mittels eines Stellzylinders 26 gelagert ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verfahrelement 30 als ein balkenförmiges Mäklerelement 32 ausgebildet, so dass der Mast 20 beziehungsweise die Mastanordnung einen sogenannten Mäkler bildet.
  • An dem balkenförmigen, entlang dem Grundmast 22 verfahrbaren Mäklerelement 32 ist selbst an seiner Vorderseite eine lineare Schlittenführung 34 ausgebildet. Entlang der Schlittenführung 34 ist ein Schlitten 40 verfahrbar gelagert, der ein Arbeitsgerät 44 aufnehmen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Arbeitsgerät 44 als ein Bohrgerät mit drei Abtriebswellen ausgebildet.
  • Am oberen End- oder Kopfbereich des Mäklerelementes 32 ist über ein Balkenlager 72 ein Hilfswindenbalken 70 drehbar um eine vertikale Drehachse gelagert. An dem Hilfswindenbalken 70 ist mindestens eine Umlenkrolle 74 angeordnet, über welche ein Hilfsseil 76 für spezielle Hubaufgaben, etwa zum Anheben eines Bohrgestänges, vorgesehen ist.
  • Unterhalb des Hilfswindenbalkens 70 sind am oberen Endbereich des Mäklerelementes 32 seitlich zwei GPS-Empfangseinheiten 50 gemäß der Erfindung angebracht. Die GPS-Empfangseinheiten 50 sind zum Empfangen von GPS-Signalen ausgebildet und dienen zur Positionsbestimmung in einem bestehenden GPS-System.
  • In den Figuren 1 bis 3 ist das Mäklerelement 32 gegenüber dem Grundmast 22 nach oben ausgefahren, so dass sich die beiden GPS-Empfangseinheiten 50 in einer oberen ersten Messposition befinden. In dieser oberen ersten Messposition ist in der Regel ein sehr guter Empfang eines GPS-Signals gewährleistet, so dass in dieser Position insbesondere ein Anfahren eines Arbeitspunktes ermöglicht wird.
  • In den Figuren 4 bis 6 ist das erfindungsgemäße Baugerät 10 aus den Figuren 1 bis 3 dargestellt, wobei jedoch das als Mäklerelement 32 ausgebildete Verfahrelement 30 gegenüber dem Grundmast 22 nach unten gefahren ist. Somit befinden sich die beiden GPS-Empfangseinheiten 50 nunmehr entsprechend dem Verfahrweg am Grundmast 22, welcher bis zu 10 Meter und mehr betragen kann, näher am Boden und somit näher an der eigentlichen Bearbeitungsstelle des Baugerätes 10. Beim Erstellen etwa eines Gründungselementes, wie eines Gründungspfahles, oder eines Bohrloches kann so in dieser unteren zweiten Messposition eine besonders genaue Bestimmung der Position eines Arbeitspunktes mittels der GPS-Empfangseinheiten 50 durchgeführt werden. In dieser eingefahrenen Position des Mastes 20 werden auch Lagerspiele sowie unvermeidbare Auslenkungen des Mastes 20, die etwa durch eine Windlast auftreten können, erheblich verringert, was zu einer Verbesserung der Positionsmessung beiträgt.
  • Gleichzeitig ist gemäß den Figuren 4 bis 6 auch der Schlitten 40 mit dem Arbeitsgerät 44 entlang des balkenförmigen Mäklerelementes 32 nach unten in eine bodennahe Position verfahren.
  • Ein oberer Endbereich des als Mäklerelement 32 ausgebildeten Verfahrelementes 30 der Mastanordnung 20 ist in einer vergrößerten Ansicht in Fig. 7 dargestellt. An einem oberen Ende des balkenförmigen Mäklerelementes 32 ist dabei über ein horizontales drehbares Balkenlager 72 ein etwa T-förmiger Hilfswindenbalken 70 mit zwei seitlichen Auslegern angeordnet. An einem Ende eines Auslegers an der Vorderseite des Mäklerelementes 32 ist eine Umlenkrolle 74 für ein Hilfsseil 76 drehbar gelagert. Am freien Ende des Hilfsseiles 76 ist ein Lasthaken 78 für Hubaufgaben angebracht.
  • An einer Vorderseite des balkenförmigen Mäklerelementes 32 ist eine Schlittenführung 34 für den Schlitten 40 ausgebildet. Der Schlitten 40 mit dem in Fig. 7 nicht dargestellten Arbeitsgerät kann über Stellzylinder oder eine nicht-dargestellte Seilanordnung vertikal entlang des Mäklerelementes 32 verfahren werden.
  • Am oberen Endbereich des Mäklerelementes 32 unterhalb des Balkenlagers 72 des Hilfswindenbalkens 70 sind zwei erfindungsgemäße GPS-Empfangseinheiten 50 mit jeweils einem stangenförmigen Antennenhalter 54 angebracht. Die beiden stangenförmigen Antennenhalter 54 erstrecken sich seitlich zu gegenüberliegenden Seite des Mäklerelementes 32.
  • An dem jeweils freien Ende der Antennenhalter 54 ist über eine plattenförmige Aufnahme 60 ein Empfangselement 52 für die GPS-Signale mit der entsprechenden Elektronik angeordnet. Aufgrund der Antennenhalter 54 sind die Empfangselemente 52 beabstandet zu dem Mäklerelement 32 und dem Hilfswindenbalken 60 angeordnet, so dass hierdurch ein guter Empfang der GPS-Signale erreicht wird.
  • Die Antennenhalter 54 sind in einem hinteren Bereich des Mäklerelementes 32 in einer solchen Weise angeordnet, dass eine Kollision mit dem Hilfsseil 76 mit dem Lasthaken 78 bei einem Verschwenken des Hilfswindenbalkens 70 um zumindest 90° vermieden ist.
  • Eine abgeänderte GPS-Empfangseinheit 50 ist in Fig. 8 dargestellt. Dabei weist der stangen- oder stabförmige Antennenhalter 54 einen geraden ersten Stangenabschnitt 58 auf. Am freien Ende des ersten stangenförmigen Abschnitts 58 ist ein plattenförmiger Befestigungsflansch 56 zum lösbaren Anbringen der GPS-Empfangseinheit 50 an dem Verfahrelement 30 vorgesehen.
  • Ein zweiter stangenförmiger Abschnitt 59 des Antennenhalters 54 schließt sich mit einem stumpfen Knickwinkel an den ersten stangenförmigen Abschnitt 58 an. Der zweite stangenförmige Abschnitt 59 ist an seinem freien Ende etwa halbkreisförmig gebogen und nimmt den dem bogenförmigen Bereich eine plattenförmige Aufnahme 60 auf, auch welcher das eigentliche Empfangselement zum Empfang der GPS-Signale angebracht ist. Der Antennenhalter 54 kann als ein hohles Rohr ausgebildet sein, so dass innerhalb des stangenförmigen Halters eine Leitung zur Stromversorgung und zur Datenkommunikation angeordnet werden kann.

Claims (9)

  1. Baugerät mit
    - einem Trägergerät (12),
    - einem etwa vertikalen Mast (20), welcher an dem Trägergerät (12) gelagert ist,
    - einem Verfahrelement (30), welches entlang einer linearen Führung (24) an dem Mast (20) vertikal verfahrbar ist, und
    - mindestens einer GPS-Empfangseinheit (50), welche im Bereich des Mastes (20) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass das Verfahrelement (30) ein balkenförmiges Mäklerelement (32) ist,
    - dass das Mäklerelement (32) an einer vom Mast (20) abgewandten Vorderseite eine lineare Schlittenführung (34) aufweist,
    - dass ein Schlitten (40) vorgesehen ist, welcher entlang der Schlittenführung (34) des Mäklerelementes (32) vertikal verfahrbar gelagert ist,
    - dass die mindestens eine GPS-Empfangseinheit (50) in einem oberen Bereich des Mäklerelementes (32) angebracht ist und
    - dass die mindestens eine GPS-Empfangseinheit (50) mit dem Verfahrelement (30) zwischen einer oberen ersten Messposition und einer unteren zweiten Messposition verfahrbar ist.
  2. Baugerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei GPS-Empfangseinheit (50) vorgesehen sind, welche an gegenüberliegenden Seiten des Verfahrelementes (30) angeordnet sind.
  3. Baugerät nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mindestens einen GPS-Empfangseinheit (50) einen sich etwa horizontal zum Verfahrelement (30) weg erstreckenden Antennenhalter (54) aufweist, an dessen freiem Ende ein Empfangselement (52) beabstandet von dem Verfahrelement (30) angeordnet ist.
  4. Baugerät nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Antennenhalter (54) einen ersten stangenförmigen Abschnitt (58) und einen zweiten stangenförmigen Abschnitt (59) aufweist, welche mit einem stumpfen Knickwinkel zueinander angewinkelt angeordnet sind.
  5. Baugerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem Schlitten (40) ein Arbeitsgerät (44), insbesondere ein Bohrantrieb, ein Vibrationsbär oder eine Rammeinheit, angeordnet ist.
  6. Baugerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an einem oberen Ende des Mäklerelementes (32) oberhalb der mindestens einen GPS-Empfangseinheit (50) ein Hilfswindenbalken (70) vorgesehen ist.
  7. Baugerät nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Hilfswindenbalken (70) an dem Mäklerelement (32) drehbar um eine vertikale Drehachse gelagert ist.
  8. Baugerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Baugerät (10) ein Bohrgerät, ein Vibrationsgerät oder ein Rammgerät ist.
  9. Verfahren zum Betreiben eines Baugerätes (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    wobei mit der mindestens einen GPS-Empfangseinheit (50) eine erste Positionsmessung in einer oberen ersten Messposition, in welcher das balkenförmige Mäklerelement (32) an dem Mast (20) in eine obere Position verfahren ist, und eine zweite Positionsmessung in einer unteren zweiten Messposition durchgeführt werden, in welcher das Mäklerelement (32) in eine untere Position am Mast (20) verfahren ist.
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