EP4101987A1 - Drilling tool and method for creating a hole in the soil - Google Patents

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EP4101987A1
EP4101987A1 EP21178238.8A EP21178238A EP4101987A1 EP 4101987 A1 EP4101987 A1 EP 4101987A1 EP 21178238 A EP21178238 A EP 21178238A EP 4101987 A1 EP4101987 A1 EP 4101987A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
outlet opening
drilling tool
fluid
removal device
drill shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21178238.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias MAYINGER
Andreas Stimpfle-Ziegler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Spezialtiefbau GmbH
Original Assignee
Bauer Spezialtiefbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Spezialtiefbau GmbH filed Critical Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority to EP21178238.8A priority Critical patent/EP4101987A1/en
Priority to PCT/EP2022/064200 priority patent/WO2022258379A1/en
Publication of EP4101987A1 publication Critical patent/EP4101987A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/22—Placing by screwing down
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • E02D3/126—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil and mixing by rotating blades
    • 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
    • E02D5/46—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making in situ by forcing bonding agents into gravel fillings or the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/24—Placing by using fluid jets
    • 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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/003—Drilling with mechanical conveying means
    • E21B7/005—Drilling with mechanical conveying means with helical conveying means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/06—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging screws

Definitions

  • the invention relates to a drilling tool for creating a borehole in the ground, with a tubular drill shaft, at least one removal device which is designed to remove soil material, a supply device for supplying a fluid through the drill shaft through at least one outlet opening for the fluid into the borehole, and at least one mixing element extending radially to the drill shaft, which is arranged on the drill shaft at an axial distance from the removal device and is designed for mixing soil material with the fluid, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for creating a bore in the ground according to the preamble of claim 12.
  • the drilling tool can be designed with an auger, for example, which is drilled into the ground while removing soil material.
  • the soil material broken up by a removal device on the auger can be conveyed upwards into an upper area of the bore.
  • a hardenable suspension can be introduced via an outlet opening on the drill shaft, the suspension being mixed with the comminuted soil material by mixing elements on the drill shaft in order to produce a so-called soil mortar in situ.
  • the drilling tool is withdrawn from the borehole, optionally with the further supply of drilling suspension and rotation of the drilling tool for further mixing, a finished soil mortar is produced, which can then harden to form the foundation element.
  • the invention is based on the object of specifying a drilling tool and a method for creating a borehole in the ground, with which a particularly good introduction of fluid into the borehole can be achieved.
  • the drilling tool according to the invention is characterized in that at least one first outlet opening is arranged in the region of the removal device and at least one second outlet opening is arranged at an axial distance from the at least one first outlet opening and that at least one adjusting device is provided on the feed device, with which the at least one first outlet opening and /or the at least one second outlet opening can be blocked, wherein fluid can optionally be introduced into the bore via the at least one first outlet opening and/or the at least one second outlet opening.
  • a first basic idea of the invention is to provide several outlet openings along the drill shaft. It is a further basic idea of the invention that an adjusting device is provided with which at least one outlet opening can be blocked as desired. In the case of the drilling tool according to the invention, it is thus possible to control the introduction of fluid into the bore in a targeted manner at specific points in time via specific outlet openings.
  • fluid when drilling, fluid can be introduced in the region of the removal device, so that the drill cuttings removed can be mixed with the fluid, in particular a drilling suspension, directly at the removal device.
  • a particularly good mixing result can already be achieved when drilling will.
  • the drill shaft is withdrawn from the borehole, a further supply of drilling suspension in the area of the removal device can worsen a mixing result, since when the drilling tool is pulled upwards, drilling suspension, which is introduced into the borehole at the lower end of the drilling tool, is hardly mechanical can be stirred.
  • lower first outlet openings can be blocked via the actuating device, while a further supply of suspension can take place via axially spaced upper second outlet openings.
  • the suspension introduced above can be further mixed with the removed soil material by the drilling tool with arranged mixing elements and/or the removal device. In this way, a particularly good mixture and, in particular, a high-quality and very even floor mortar can be efficiently created. In this way, particularly solid foundation elements can be produced in the ground.
  • a wide variety of constellations for feeding a fluid into a bore can be set via the at least one adjusting device. In this way, it can be fed in only via individual entry openings or via several exit openings at the same time.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is that the at least one first outlet opening and the at least one second outlet opening can be blocked alternately by the at least one adjusting device, with fluid being able to be introduced into the bore via the at least one first outlet opening and/or the at least one second outlet opening is, while the at least one second outlet opening or the at least one first outlet opening is blocked.
  • a changeable blockability can ensure that fluid is not introduced at the same time via two axially spaced outlet openings.
  • the fluid can be a flowable medium, in particular a liquid or a suspension.
  • the drilling tool can have a removal device for removing soil material only at its lower end region.
  • a removal device for removing soil material only at its lower end region.
  • at least one first removal device to be located on a lower end area of the drill shaft and at least one second removal device is arranged axially above the first removal device.
  • the second removal device can be provided on an upper end region of the drilling tool, so that soil material that has fallen along the borehole wall can also be reliably removed when the drilling tool is retracted.
  • the outlet openings are preferably located on and/or between the two removal devices.
  • the at least one mixing element prefferably be arranged between the first removal device and the second removal device.
  • soil material removed by the two removal devices can be reliably agitated by the mixing device both during drilling and when retracting.
  • a plurality of mixing elements are preferably arranged along the drill shaft.
  • a particularly good mixing result can be achieved in that the removal device has at least one support strip which extends radially to the drill shaft and on which removal elements for removing soil material are arranged, and in that a first line channel is formed on or in the support strip , along which one or more outlet openings are provided. Fluid can thus be introduced via the support bar of the removal device, distributed over the diameter of the bore. This ensures particularly good distribution and mixing.
  • a particularly good mixing result can be achieved in that the mixing element has a support arm and that a second duct is formed on or in the support arm, along which one or more outlet openings are provided.
  • the mixing element can be formed from just the support arm or from additional stirring or mixing members on the support arm.
  • a support arm of the at least one mixing element, which extends in the radial direction away from the drill shaft, can also result in good distribution and mixing over the diameter of the bore.
  • a further preferred embodiment of the invention consists in that at least one outlet opening is arranged directly on the drill shaft. Especially one or more outlet openings can be provided in the lower end area of the drill shaft close to the removal device, since particularly strong mixing takes place there due to the mechanical energy input.
  • the adjusting device can be designed in any suitable manner, for example with electrically controllable adjusting valves.
  • a particularly expedient configuration of a drilling tool according to the invention is that the adjusting device comprises at least one movable adjusting element which can be adjusted between a closed position and an open position.
  • the actuating elements can be flaps or slides, which can be controlled individually by actuators or mechanically by a central confirmation linkage.
  • one or more adjusting elements can be arranged centrally in the drill shaft, so that, for example, an opening or release of a flow to a lower region of the drill shaft is made possible.
  • the adjusting element can block or release a through-channel in the drill shaft.
  • each line channel it is particularly advantageous for each line channel to be assigned an actuating element.
  • it can be set whether fluid is to be introduced via these or not.
  • a part of the drill shaft can also be blocked or opened by means of an actuating element.
  • a particularly reliable control of the at least one adjusting element by the adjusting device can be brought about by the fact that the adjusting device can be actuated by changing the rotation of the drill shaft. As a result, a further simple and robust design of the drilling tool can be achieved.
  • the at least one adjusting element can be adjusted mechanically by a link adjusting mechanism.
  • a mechanical control link can be provided along the drill shaft, along which an actuating element or an actuating cam of the actuating element rests and is guided.
  • the actuating element can be displaced along the connecting link with the actuating cam, with the actuating element being able to assume the closed position on the one hand or the open position on the other hand. In this way, a simple mechanical control can be achieved.
  • an opening of the at least one lower outlet opening can be brought about, while when the drilling tool is withdrawn from the borehole with the opposite direction of rotation, the at least one lower outlet opening is automatically closed by the predetermined link setting mechanism.
  • the invention further relates to a method for creating a borehole in the ground, wherein the drilling tool according to the invention described above is used and a fluid is selectively introduced into the borehole via at least one first outlet opening and/or at least one second outlet opening.
  • an expedient variant of the method can be implemented in that the fluid is introduced during drilling via the at least one first outlet opening, which is arranged in a lower end region of the drill shaft, and that the fluid is introduced via the at least one second outlet opening is introduced into the bore above the first outlet opening, the drilling tool being rotated.
  • This method can be used in particular to produce a high-quality soil mortar in the well.
  • a hardenable suspension is introduced as the fluid, with a foundation element being produced in the ground in the bore.
  • the soil mortar produced in the bore from the removed soil material and the supplied hardenable fluid can harden to form a foundation element, in particular a foundation pile.
  • the method according to the invention makes it possible to produce a particularly well-mixed soil mortar and thus a very homogeneous soil mortar which hardens to form a high-quality foundation element.
  • the risk of defects forming in the foundation element is significantly reduced or even completely avoided.
  • a drilling tool 10 is used in connection with the Figures 1 to 4 explained.
  • the drilling tool 10 comprises a tubular drill shaft 12 with an inner cavity 14.
  • the first removal device 21 has a short drill helix 18 with two passage openings 19 .
  • Tooth-like removal elements 26 for removing soil material are arranged in a basically known manner along two first support strips 24 extending in the radial direction.
  • the first support strips 24 are hollow and form a first line channel 32, which runs in the radial direction.
  • the first duct 32 is connected to a central supply device 30 with a central line 31 in the hollow drill shaft 12 for supplying a liquid or suspension.
  • the liquid or the suspension can flow out via first outlet openings 35 along the first support strips 24 .
  • a plug-like drill pipe connection 16 is arranged at an upper end of the drill shaft 12 in order to connect the drilling tool 10 to a hollow drill rod, not shown, which is rotatably mounted and driven in a basically known manner on a preferably mobile drilling device. Liquid or suspension can be fed from the drilling device to the feed device 30 in the drilling tool 10 via the drill rods.
  • a second removal device 22 directed upwards with tooth-like removal elements 26 is arranged directly below the drill pipe connection 16 .
  • the removal elements 26 of the second removal device 22, unlike the removal elements 26 of the first removal device 21, are directed upwards in order to break up any soil material that may have fallen in when the drilling tool 10 is rotated and withdrawn from a drilled hole and to ensure that the drilling tool is reliably withdrawn from a hole in the ground.
  • the second removal device 22 can also have two opposite and radially directed second support strips 25 which are hollow in order to form a second line channel 33 .
  • the second line channels 33 open into the central line 31 of the feed device 30, as illustrated in FIG 4 is shown.
  • axially and/or radially offset mixing elements 40 with radially directed support arms 42 are formed on the drill shaft 12 , on which mixing blades 44 can be arranged.
  • an adjustment device 50 with a bar- or plate-shaped adjustment element 52 is formed on the drill shaft 12, through which the central line 31 of the feed device 30 between the first removal device 21 and the second removal device 22 can be blocked or opened.
  • the actuator 52 is shown in the closed or locked position.
  • One end of the adjusting element 52 protrudes from the drill shank 12 , a cam bolt 56 pointing radially upwards being provided on the outwardly protruding end to form a link adjusting mechanism 54 .
  • the cam bolt 56 engages in a guide groove 59 in an arcuate link rail 58 which is arranged on the outside of the drill shank 12 .
  • the guide groove 59 runs in the circumferential direction and is approximately semicircular in shape, but at a varying distance from the drilling axis.
  • the link adjusting mechanism 54 is thus formed, with a relative rotation between the link rail 58 with the guide groove 59 and the cam bolt 56 being changed in its radial position relative to the drilling axis. Through the connection between the cam bolt 56 with the actuating element 52, this can be between a closed position and an open position can be adjusted by a relative rotation.
  • the curved guide rail 58 can be attached to a bearing sleeve 60 which is rotatably mounted on the outside of the drill shaft 12 .
  • the upper second removal device 22 can also be arranged on the bearing sleeve 60 .
  • the adjusting element 52 when creating and sinking a borehole with the drilling tool 10, the adjusting element 52 can be brought into its open position, so that in this position, during drilling, drilling fluid or drilling suspension is guided to the lower first outlet openings 35 and directly to the first removal device 21 in drilling can be started.
  • the link adjustment mechanism 54 causes the adjustment element 52 to be adjusted into a closed or blocked position, so that the liquid or suspension that is then supplied can only flow out via the second outlet openings 36 above it at the second Removal device 22 is introduced into the bore.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug (10) zum Erstellen einer Bohrung im Boden, mit einem rohrförmigen Bohrschaft (12), mindestens einer Abtragseinrichtung (18, 21, 22), welche zum Abtragen von Bodenmaterial ausgebildet ist, einer Zuführeinrichtung (30) zum Zuführen eines Fluides durch den Bohrschaft durch mindestes eines Austrittsöffnung (35) für das Fluid in die Bohrung und mindestens einem sich radial zum Bohrschaft erstreckenden Mischelement, welches an dem Bohrschaft oberhalb der Abtragseinrichtung (21) angeordnet und zum Vermischen von Bodenmaterial mit dem Fluid ausgebildet ist.Mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) im Bereich der Abtragseinrichtung und mindestens eine zweite Austrittsöffnung ist axial beabstandet zu der mindestens einen ersten Austrittsöffnung angeordnet, wobei an der Zuführeinrichtung (30) mindestens eine Stelleinrichtung (50) vorgesehen ist, mit welcher die mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) und/oder die mindestens eine zweite Austrittsöffnung sperrbar sind, wobei Fluid wahlweise über die mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) und/oder die mindestens eine zweite Austrittsöffnung in die Bohrung einleitbar ist.The invention relates to a drilling tool (10) for creating a bore in the ground, with a tubular drilling shaft (12), at least one removal device (18, 21, 22) which is designed to remove soil material, a feed device (30) for feeding a Fluids through the drill shaft through at least one outlet opening (35) for the fluid into the bore and at least one mixing element which extends radially to the drill shaft and which is arranged on the drill shaft above the removal device (21) and is designed to mix soil material with the fluid a first outlet opening (35) in the region of the removal device and at least one second outlet opening is arranged at an axial distance from the at least one first outlet opening, at least one adjusting device (50) being provided on the feed device (30), with which the at least one first outlet opening ( 35) and/or the at least one second outlet opening g can be blocked, wherein fluid can be introduced into the bore optionally via the at least one first outlet opening (35) and/or the at least one second outlet opening.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Erstellen einer Bohrung im Boden, mit einem rohrförmigen Bohrschaft, mindestens einer Abtragseinrichtung, welche zum Abtragen von Bodenmaterial ausgebildet ist, einer Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Fluides durch den Bohrschaft durch mindestens eine Austrittsöffnung für das Fluid in die Bohrung, und mindestens einem sich radial zum Bohrschaft erstreckenden Mischelement, welches an dem Bohrschaft axial beabstandet zu der Abtragseinrichtung angeordnet und zum Vermischen von Bodenmaterial mit dem Fluid ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drilling tool for creating a borehole in the ground, with a tubular drill shaft, at least one removal device which is designed to remove soil material, a supply device for supplying a fluid through the drill shaft through at least one outlet opening for the fluid into the borehole, and at least one mixing element extending radially to the drill shaft, which is arranged on the drill shaft at an axial distance from the removal device and is designed for mixing soil material with the fluid, according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Boden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The invention further relates to a method for creating a bore in the ground according to the preamble of claim 12.

Gattungsgemäße Bohrwerkzeuge werden insbesondere im Spezialtiefbau zur Erstellung von Gründungselementen im Boden eingesetzt. Das Bohrwerkzeug kann dabei etwa mit einer Bohrschnecke ausgebildet sein, welche unter Abtrag von Bodenmaterial in den Boden abgebohrt wird. Das durch eine Abtragseinrichtung an der Bohrschnecke zerkleinerte Bodenmaterial kann nach oben in einen oberen Bereich der Bohrung abgefördert werden. Während des Bohrens kann über eine Austrittsöffnung am Bohrschaft eine aushärtbare Suspension eingeleitet werden, wobei durch Mischelemente am Bohrschaft die Suspension mit dem zerkleinerten Bodenmaterial zum in-situ-Herstellen eines sogenannten Bodenmörtels vermischt wird. Nach Erreichen einer Endtiefe wird das Bohrwerkzeug wieder aus der Bohrung rückgezogen, wobei gegebenenfalls unter weiterer Zuführung von Bohrsuspension und Drehung des Bohrwerkzeuges zum weiteren Vermischen ein fertiger Bodenmörtel hergestellt wird, welcher dann zu dem Gründungselement aushärten kann.Generic drilling tools are used in particular in special civil engineering to create foundation elements in the ground. The drilling tool can be designed with an auger, for example, which is drilled into the ground while removing soil material. The soil material broken up by a removal device on the auger can be conveyed upwards into an upper area of the bore. During drilling, a hardenable suspension can be introduced via an outlet opening on the drill shaft, the suspension being mixed with the comminuted soil material by mixing elements on the drill shaft in order to produce a so-called soil mortar in situ. After a final depth has been reached, the drilling tool is withdrawn from the borehole, optionally with the further supply of drilling suspension and rotation of the drilling tool for further mixing, a finished soil mortar is produced, which can then harden to form the foundation element.

Für ein besonders gutes Mischergebnis ist es bekannt, mindestens einen radial gerichteten Leitungskanal am Bohrschaft vorzugsehen, so dass Suspension über einen größeren Durchmesserbereich der Bohrung eingeleitet werden kann.For a particularly good mixing result, it is known to provide at least one radially directed line channel on the drill shaft, so that suspension can be introduced over a larger diameter area of the bore.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug und ein Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Boden anzugeben, mit welchen eine besonders gute Einleitung von Fluid in die Bohrung erreicht werden kann.The invention is based on the object of specifying a drilling tool and a method for creating a borehole in the ground, with which a particularly good introduction of fluid into the borehole can be achieved.

Die Aufgabe wir zum einen durch ein Bohrwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved on the one hand by a drilling tool having the features of claim 1 and on the other hand by a method having the features of claim 12 . Preferred embodiments of the invention are given in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Austrittsöffnung im Bereich der Abtragseinrichtung und mindestens eine zweite Austrittsöffnung axial beabstandet zu der mindestens einen ersten Austrittsöffnung angeordnet ist und dass an der Zuführeinrichtung mindestens eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die mindestens eine erste Austrittsöffnung und/oder die mindestens eine zweite Austrittsöffnung sperrbar sind, wobei Fluid wahlweise über die mindestens eine erste Austrittsöffnung und/oder die mindestens eine zweite Austrittsöffnung in die Bohrung einleitbar ist.The drilling tool according to the invention is characterized in that at least one first outlet opening is arranged in the region of the removal device and at least one second outlet opening is arranged at an axial distance from the at least one first outlet opening and that at least one adjusting device is provided on the feed device, with which the at least one first outlet opening and /or the at least one second outlet opening can be blocked, wherein fluid can optionally be introduced into the bore via the at least one first outlet opening and/or the at least one second outlet opening.

Ein erster Grundgedanke der Erfindung liegt darin, mehrere Austrittsöffnungen entlang des Bohrschaftes vorzusehen. Dabei ist es ein weiterer Grundgedanke der Erfindung, dass eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, mit welcher wahlweise mindestens eine Austrittsöffnung sperrbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug kann somit gesteuert werden, Fluid gezielt zu bestimmten Zeitpunkten über bestimmte Austrittsöffnungen in die Bohrung einzuleiten.A first basic idea of the invention is to provide several outlet openings along the drill shaft. It is a further basic idea of the invention that an adjusting device is provided with which at least one outlet opening can be blocked as desired. In the case of the drilling tool according to the invention, it is thus possible to control the introduction of fluid into the bore in a targeted manner at specific points in time via specific outlet openings.

So kann beispielsweise beim Abbohren Fluid im Bereich der Abtragseinrichtung eingeleitet werden, so dass das abgetragene Bohrklein unmittelbar an der Abtragseinrichtung mit dem Fluid, insbesondere einer Bohrsuspension, vermengt werden kann. Hierdurch kann ein besonders gutes Mischergebnis schon beim Abbohren erzielt werden. Bei einem Rückziehen des Bohrschaftes aus dem Bohrloch kann eine weitere Zuführung von Bohrsuspension in dem Bereich des Abtragseinrichtung ein Mischergebnis verschlechtern, da bei einem nach-oben-Ziehen des Bohrwerkzeuges Bohrsuspension, welche am unteren Ende des Bohrwerkzeuges in das Bohrloch eingeleitet wird, kaum noch mechanisch verrührt werden kann.For example, when drilling, fluid can be introduced in the region of the removal device, so that the drill cuttings removed can be mixed with the fluid, in particular a drilling suspension, directly at the removal device. As a result, a particularly good mixing result can already be achieved when drilling will. If the drill shaft is withdrawn from the borehole, a further supply of drilling suspension in the area of the removal device can worsen a mixing result, since when the drilling tool is pulled upwards, drilling suspension, which is introduced into the borehole at the lower end of the drilling tool, is hardly mechanical can be stirred.

Mit dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug können beispielsweise untere erste Austrittsöffnungen über die Stelleinrichtung gesperrt werden, während eine weitere Zuführung von Suspension über axial beabstandete obere zweite Austrittsöffnungen erfolgen kann. Bei einem Rückziehen des noch drehenden Bohrwerkzeuges kann die oben eingeleitete Suspension weiter durch das Bohrwerkzeug mit angeordneten Mischelementen und/oder der Abtragseinrichtung mit dem abgetragenen Bodenmaterial vermengt werden. Auf diese Weise können eine besonders gute Mischung und insbesondere ein hochqualitativer und sehr gleichmäßiger Bodenmörtel effizient erstellt werden. So können besonders feste Gründungselemente im Boden hergestellt werden.With the drilling tool according to the invention, for example, lower first outlet openings can be blocked via the actuating device, while a further supply of suspension can take place via axially spaced upper second outlet openings. When the drilling tool, which is still rotating, is withdrawn, the suspension introduced above can be further mixed with the removed soil material by the drilling tool with arranged mixing elements and/or the removal device. In this way, a particularly good mixture and, in particular, a high-quality and very even floor mortar can be efficiently created. In this way, particularly solid foundation elements can be produced in the ground.

Grundsätzlich können über die mindestens eine Stelleinrichtung verschiedenste Konstellationen zur Zuführung eines Fluides in eine Bohrung eingestellt werden. So kann eine Zuführung nur über einzelne Auftrittsöffnungen oder gleichzeitig über mehrere Austrittsöffnungen erfolgen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass durch die mindestens eine Stelleinrichtung die mindestens eine erste Austrittsöffnung und die mindestens eine zweite Austrittsöffnung wechselweise sperrbar sind, wobei Fluid über die mindestens eine erste Austrittsöffnung und/oder die mindestens eine zweite Austrittsöffnung in die Bohrung einleitbar ist, während die mindestens eine zweite Austrittsöffnung beziehungsweise die mindestens eine erste Austrittsöffnung gesperrt ist. Durch eine wechselbare Sperrbarkeit kann sichergestellt werden, dass nicht gleichzeitig über zwei axial beabstandete Austrittsöffnungen eine Fluideinleitung erfolgt. Das Fluid kann ein strömungsfähiges Medium sein, insbesondere eine Flüssigkeit oder eine Suspension.In principle, a wide variety of constellations for feeding a fluid into a bore can be set via the at least one adjusting device. In this way, it can be fed in only via individual entry openings or via several exit openings at the same time. A particularly advantageous embodiment of the invention is that the at least one first outlet opening and the at least one second outlet opening can be blocked alternately by the at least one adjusting device, with fluid being able to be introduced into the bore via the at least one first outlet opening and/or the at least one second outlet opening is, while the at least one second outlet opening or the at least one first outlet opening is blocked. A changeable blockability can ensure that fluid is not introduced at the same time via two axially spaced outlet openings. The fluid can be a flowable medium, in particular a liquid or a suspension.

Generell kann das Bohrwerkzeug nur an seinem unteren Endbereich eine Abtragseinrichtung zum Abtragen von Bodenmaterial aufweisen. Bei bestimmten Bodenverhältnissen kann es nach einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig sein, dass mindestens eine erste Abtragseinrichtung an einem unteren Endbereich des Bohrschaftes und mindestens eine zweite Abtragseinrichtung axial oberhalb der ersten Abtragseinrichtung angeordnet sind. So kann die zweite Abtragseinrichtung an einem oberen Endbereich des Bohrwerkzeugs vorgesehen werden, so dass gegebenenfalls auch beim Rückziehen des Bohrwerkzeugs eingefallenes Bodenmaterial entlang der Bohrlochwandung zuverlässig abgetragen werden kann. Die Austrittsöffnungen befinden sich vorzugsweise an und/oder zwischen den zwei Abtragseinrichtungen.In general, the drilling tool can have a removal device for removing soil material only at its lower end region. In certain soil conditions, it can be expedient according to a further development of the invention for at least one first removal device to be located on a lower end area of the drill shaft and at least one second removal device is arranged axially above the first removal device. Thus, the second removal device can be provided on an upper end region of the drilling tool, so that soil material that has fallen along the borehole wall can also be reliably removed when the drilling tool is retracted. The outlet openings are preferably located on and/or between the two removal devices.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, dass zwischen der ersten Abtragseinrichtung und der zweiten Abtragseinrichtung das mindestens eine Mischelement angeordnet ist. Hierdurch kann sowohl beim Abbohren als auch beim Rückziehen von beiden Abtragseinrichtungen abgetragenes Bodenmaterial zuverlässig durch die Mischeinrichtung verrührt werden. Vorzugsweise sind mehrere Mischelemente entlang des Bohrschaftes angeordnet.It is particularly expedient here for the at least one mixing element to be arranged between the first removal device and the second removal device. As a result, soil material removed by the two removal devices can be reliably agitated by the mixing device both during drilling and when retracting. A plurality of mixing elements are preferably arranged along the drill shaft.

Ein besonders gutes Mischergebnis kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung dadurch erzielt werden, dass die Abtragseinrichtung mindestens eine sich radial zum Bohrschaft erstreckende Tragleiste aufweist, an welcher Abtragelemente zum Abtragen von Bodenmaterial angeordnet sind, und dass an oder in der Tragleiste ein erster Leitungskanal ausgebildet ist, entlang welchem ein oder mehrere Austrittsöffnungen vorgesehen sind. Somit kann über die Tragleiste der Abtragseinrichtung über den Durchmesser der Bohrung verteilt eine Fluideintragung erfolgen. Dies sorgt für eine besonders gute Verteilung und Durchmischung.According to a further embodiment variant of the invention, a particularly good mixing result can be achieved in that the removal device has at least one support strip which extends radially to the drill shaft and on which removal elements for removing soil material are arranged, and in that a first line channel is formed on or in the support strip , along which one or more outlet openings are provided. Fluid can thus be introduced via the support bar of the removal device, distributed over the diameter of the bore. This ensures particularly good distribution and mixing.

Ein besonders gutes Mischergebnis kann weiter nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt werden, dass das Mischelement einen Tragarm aufweist und dass an oder in dem Tragarm ein zweiter Leitungskanal ausgebildet ist, entlang welchem ein oder mehrere Austrittsöffnungen vorgesehen sind. Das Mischelement kann dabei nur aus dem Tragarm oder aus zusätzlichen Rühr- oder Mischgliedern an dem Tragarm ausgebildet sein. Durch einen sich in radialer Richtung vom Bohrschaft weg erstreckenden Tragarm des mindestens einen Mischelementes kann ebenfalls eine gute Verteilung und Vermischung über den Bohrungsdurchmesser erfolgen.According to another embodiment of the invention, a particularly good mixing result can be achieved in that the mixing element has a support arm and that a second duct is formed on or in the support arm, along which one or more outlet openings are provided. The mixing element can be formed from just the support arm or from additional stirring or mixing members on the support arm. A support arm of the at least one mixing element, which extends in the radial direction away from the drill shaft, can also result in good distribution and mixing over the diameter of the bore.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass mindestens eine Austrittsöffnung unmittelbar am Bohrschaft angeordnet ist. Insbesondere können ein oder mehrere Austrittsöffnungen am unteren Endbereich des Bohrschaftes nahe zur Abtragungseinrichtung vorgesehen sein, da dort durch den mechanischen Energieeintrag eine besonders starke Vermischung erfolgt.A further preferred embodiment of the invention consists in that at least one outlet opening is arranged directly on the drill shaft. Especially one or more outlet openings can be provided in the lower end area of the drill shaft close to the removal device, since particularly strong mixing takes place there due to the mechanical energy input.

Grundsätzlich kann die Stelleinrichtung in jeder geeigneten Weise ausgebildet sein, etwa mit elektrisch ansteuerbaren Stellventilen. Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuges liegt darin, dass die Stelleinrichtung mindestens ein bewegbares Stellelement umfasst, welches zwischen einer Verschlussstellung und einer Öffnungsstellung verstellbar ist. Die Stellelemente können dabei Klappen oder Schieber sein, welche individuell durch Aktoren oder mechanisch durch ein zentrales Bestätigungsgestänge angesteuert werden können.In principle, the adjusting device can be designed in any suitable manner, for example with electrically controllable adjusting valves. A particularly expedient configuration of a drilling tool according to the invention is that the adjusting device comprises at least one movable adjusting element which can be adjusted between a closed position and an open position. The actuating elements can be flaps or slides, which can be controlled individually by actuators or mechanically by a central confirmation linkage.

Generell können ein oder mehrere Stellelemente zentral in dem Bohrschaft angeordnet sein, so dass beispielsweise eine Öffnung oder Freigabe eines Durchflusses zu einem unteren Bereich des Bohrschaftes ermöglicht wird. Das Stellelement kann dabei einen Durchgangskanal in dem Bohrschaft sperren oder freigeben. Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass jedem Leitungskanal ein Stellelement zugeordnet ist. Somit kann bei dem radial gerichteten Leitungskanälen eingestellt werden, ob über diese Fluid eingeleitet werden soll oder nicht. Durch ein Stellelement kann auch ein Teil des Bohrschaftes gesperrt oder geöffnet werden.In general, one or more adjusting elements can be arranged centrally in the drill shaft, so that, for example, an opening or release of a flow to a lower region of the drill shaft is made possible. The adjusting element can block or release a through-channel in the drill shaft. According to a further development of the invention, it is particularly advantageous for each line channel to be assigned an actuating element. Thus, in the case of the radially directed line channels, it can be set whether fluid is to be introduced via these or not. A part of the drill shaft can also be blocked or opened by means of an actuating element.

Eine besonders zuverlässige Ansteuerung des mindestens einen Stellelementes durch die Stelleinrichtung kann dadurch bewirkt werden, dass die Stelleinrichtung durch Änderung der Drehung des Bohrschaftes betätigbar ist. Hierdurch kann eine weiterhin einfache und robuste Gestaltung des Bohrwerkzeuges erreicht werden.A particularly reliable control of the at least one adjusting element by the adjusting device can be brought about by the fact that the adjusting device can be actuated by changing the rotation of the drill shaft. As a result, a further simple and robust design of the drilling tool can be achieved.

Insbesondere kann dies dadurch erreicht werden, dass das mindestens eine Stellelement mechanisch durch einen Kulissenstellmechanismus verstellbar ist. So kann beispielsweise entlang des Bohrschaftes eine mechanische Steuerkulisse vorgesehen sein, entlang welcher ein Betätigungselement oder eine Betätigungsnocke des Stellelementes anliegt und geführt wird. Durch Änderung der Drehung des Bohrschaftes kann das Stellelement mit der Betätigungsnocke entlang der Kulisse verschoben werden, wobei das Stellelement einerseits die Verschlussstellung oder andererseits die Öffnungsstellung einnehmen kann. Hierdurch kann eine einfache mechanische Steuerung erzielt werden. Insbesondere kann so etwa beim Abbohren mit einer vorgegebenen Bohrdrehrichtung etwa eine Öffnung der mindestens einen unteren Austrittsöffnung bewirkt werden, während bei einem Rückziehen des Bohrwerkzeuges aus dem Bohrloch mit entgegengesetzter Drehrichtung durch den vorgegebenen Kulissenstellmechanismus automatisch die mindestens eine untere Austrittsöffnung verschlossen wird.In particular, this can be achieved in that the at least one adjusting element can be adjusted mechanically by a link adjusting mechanism. For example, a mechanical control link can be provided along the drill shaft, along which an actuating element or an actuating cam of the actuating element rests and is guided. By changing the rotation of the drill shank, the actuating element can be displaced along the connecting link with the actuating cam, with the actuating element being able to assume the closed position on the one hand or the open position on the other hand. In this way, a simple mechanical control can be achieved. In particular, for example when drilling with a predetermined drilling direction of rotation, for example, an opening of the at least one lower outlet opening can be brought about, while when the drilling tool is withdrawn from the borehole with the opposite direction of rotation, the at least one lower outlet opening is automatically closed by the predetermined link setting mechanism.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Boden, wobei das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Bohrwerkzeug eingesetzt wird und ein Fluid wahlweise über mindestens eine erste Austrittsöffnung und/oder mindestens eine zweite Austrittsöffnung in die Bohrung eingeleitet wird.The invention further relates to a method for creating a borehole in the ground, wherein the drilling tool according to the invention described above is used and a fluid is selectively introduced into the borehole via at least one first outlet opening and/or at least one second outlet opening.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die zuvor beschriebenen Vorteile beim Einsatz des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuges erzielt werden.With the method according to the invention, the advantages described above can be achieved when using the drilling tool according to the invention.

Insbesondere beim Einsatz einer aushärtbaren Flüssigkeit oder Suspension kann eine zweckmäßige Verfahrensvariante dadurch realisiert werden, dass das Fluid beim Abbohren über die mindestens eine erste Austrittsöffnung eingeleitet wird, welche in einem unteren Endbereich des Bohrschaftes angeordnet ist, und dass das Fluid über die mindestens eine zweite Austrittsöffnung oberhalb der ersten Austrittsöffnung in die Bohrung eingeleitet wird, wobei das Bohrwerkzeug gedreht wird. Dieses Verfahren kann insbesondere zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen Bodenmörtels in der Bohrung eingesetzt werden.In particular when using a hardenable liquid or suspension, an expedient variant of the method can be implemented in that the fluid is introduced during drilling via the at least one first outlet opening, which is arranged in a lower end region of the drill shaft, and that the fluid is introduced via the at least one second outlet opening is introduced into the bore above the first outlet opening, the drilling tool being rotated. This method can be used in particular to produce a high-quality soil mortar in the well.

Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass als Fluid eine aushärtbare Suspension eingeleitet wird, wobei in der Bohrung ein Gründungselement im Boden hergestellt wird. Nach dem Rückziehen des Bohrwerkzeugs kann der in der Bohrung aus dem abgetragenen Bodenmaterial und dem zugeleiteten aushärtbaren Fluid hergestellte Bodenmörtel zu einem Gründungselement, insbesondere einem Gründungspfahl, aushärten.According to a development of the method according to the invention, it is particularly expedient that a hardenable suspension is introduced as the fluid, with a foundation element being produced in the ground in the bore. After the drilling tool has been withdrawn, the soil mortar produced in the bore from the removed soil material and the supplied hardenable fluid can harden to form a foundation element, in particular a foundation pile.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann so ein besonders gut durchmischter Bodenmörtel und damit sehr homogener Bodenmörtel produziert werden, der zu einem hochqualitativen Gründungselement aushärtet. Die Gefahr der Bildung von Fehlstellen in dem Gründungselement wird erheblich reduziert oder sogar vollständig vermieden.The method according to the invention makes it possible to produce a particularly well-mixed soil mortar and thus a very homogeneous soil mortar which hardens to form a high-quality foundation element. The risk of defects forming in the foundation element is significantly reduced or even completely avoided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuges;
Fig. 2
Ansicht des Bohrwerkzeuges von Fig. 1 von unten;
Fig. 3
eine Querschnittsansicht des Bohrwerkzeuges nach den Figuren 1 und 2; und
Fig. 4
eine vergrößerte Detaildarstellung entsprechend dem markierten Ausschnitt in Fig. 3 zur Stelleinrichtung eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuges.
The invention is explained in more detail below using a preferred exemplary embodiment. In the drawings show:
1
a side view of a drilling tool according to the invention;
2
Drilling tool view from 1 from underneath;
3
a cross-sectional view of the drilling tool according to FIGS Figures 1 and 2 ; and
4
an enlarged detail view corresponding to the marked section in 3 for adjusting device of a drilling tool according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Bohrwerkzeug 10 wird in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 erläutert. Das Bohrwerkzeug 10 umfasst einen rohrförmigen Bohrschaft 12 mit einem inneren Hohlraum 14. An einer Unterseite des Bohrschaftes 12 sind eine mittige Pilotspitze 20 und eine nach unten gerichtete erste Abtragseinrichtung 21 angeordnet. Die erste Abtragseinrichtung 21 weist eine kurze Bohrwendel 18 mit zwei Durchtrittsöffnungen 19 auf. Entlang von zwei sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Tragleisten 24 sind zahnartige Abtragselemente 26 zum Abtragen von Bodenmaterial in grundsätzlich bekannter Weise angeordnet. Die ersten Tragleisten 24 sind hohl ausgebildet und bilden einen ersten Leitungskanal 32, welcher in radialer Richtung verläuft. Der erste Leitungskanal 32 ist mit einer mittigen Zuführeinrichtung 30 mit einer Mittenleitung 31 in dem hohlen Bohrschaft 12 zur Zuführung einer Flüssigkeit oder von Suspension verbunden. Die Flüssigkeit oder die Suspension kann über erste Austrittsöffnungen 35 entlang der ersten Tragleisten 24 ausströmen.A drilling tool 10 according to the invention is used in connection with the Figures 1 to 4 explained. The drilling tool 10 comprises a tubular drill shaft 12 with an inner cavity 14. On an underside of the drill shaft 12, a central pilot tip 20 and a downwardly directed first removal device 21 are arranged. The first removal device 21 has a short drill helix 18 with two passage openings 19 . Tooth-like removal elements 26 for removing soil material are arranged in a basically known manner along two first support strips 24 extending in the radial direction. The first support strips 24 are hollow and form a first line channel 32, which runs in the radial direction. The first duct 32 is connected to a central supply device 30 with a central line 31 in the hollow drill shaft 12 for supplying a liquid or suspension. The liquid or the suspension can flow out via first outlet openings 35 along the first support strips 24 .

An einem oberen Ende des Bohrschaftes 12 ist eine steckerartige Bohrrohrverbindung 16 angeordnet, um das Bohrwerkzeug 10 mit einem nicht-dargestellten hohlen Bohrgestänge zu verbinden, welches in grundsätzlich bekannter Weise an einem vorzugsweise mobilen Bohrgerät drehbar gelagert und angetrieben ist. Von dem Bohrgerät kann über das Bohrgestänge Flüssigkeit oder Suspension der Zuführeinrichtung 30 in dem Bohrwerkzeug 10 zugeleitet werden.A plug-like drill pipe connection 16 is arranged at an upper end of the drill shaft 12 in order to connect the drilling tool 10 to a hollow drill rod, not shown, which is rotatably mounted and driven in a basically known manner on a preferably mobile drilling device. Liquid or suspension can be fed from the drilling device to the feed device 30 in the drilling tool 10 via the drill rods.

Unmittelbar unterhalb der Bohrrohrverbindung 16 ist eine nach oben gerichtete zweite Abtragseinrichtung 22 mit zahnartigen Abtragselementen 26 angeordnet. Die Abtragselemente 26 der zweiten Abtragseinrichtung 22 sind anders als die Abtragselemente 26 der ersten Abtragseinrichtung 21 nach oben gerichtet, um bei einem drehenden Rückziehen des Bohrwerkzeuges 10 aus einem erstellten Bohrloch eventuell eingefallenes Bodenmaterial zu zerkleinern und ein zuverlässiges Rückziehen des Bohrwerkzeuges aus einer Bohrung im Boden zu gewährleisten.A second removal device 22 directed upwards with tooth-like removal elements 26 is arranged directly below the drill pipe connection 16 . The removal elements 26 of the second removal device 22, unlike the removal elements 26 of the first removal device 21, are directed upwards in order to break up any soil material that may have fallen in when the drilling tool 10 is rotated and withdrawn from a drilled hole and to ensure that the drilling tool is reliably withdrawn from a hole in the ground.

Die zweite Abtragseinrichtung 22 kann ebenfalls zwei entgegengesetzte und radial gerichtete zweite Tragleisten 25 aufweisen, welche zum Bilden eines zweiten Leitungskanales 33 hohl ausgebildet sind. Die zweiten Leitungskanäle 33 münden in der Mittenleitung 31 der Zuführeinrichtung 30, wie anschaulich in Fig. 4 dargestellt ist.The second removal device 22 can also have two opposite and radially directed second support strips 25 which are hollow in order to form a second line channel 33 . The second line channels 33 open into the central line 31 of the feed device 30, as illustrated in FIG 4 is shown.

Zwischen der ersten Abtragseinrichtung 21 und der zweiten Abtragseinrichtung 22 sind an dem Bohrschaft 12 axial und/radial versetzte Mischelemente 40 mit radial gerichteten Tragarmen 42 ausgebildet, an welchen Mischblätter 44 angeordnet sein können.Between the first removal device 21 and the second removal device 22 , axially and/or radially offset mixing elements 40 with radially directed support arms 42 are formed on the drill shaft 12 , on which mixing blades 44 can be arranged.

Unterhalb der zweiten Abtragseinrichtung 22 ist an dem Bohrschaft 12 eine Stelleinrichtung 50 mit einem riegel- oder plattenförmigen Stellelemente 52 ausgebildet, durch welches die Mittenleitung 31 der Zuführeinrichtung 30 zwischen der ersten Abtragseinrichtung 21 und der zweiten Abtragseinrichtung 22 abgesperrt oder geöffnet werden kann. In den Figuren 3 und 4 ist das Stellelement 52 in der Verschluss- oder Sperrposition dargestellt. Das Stellelement 52 ragt mit einem Ende aus dem Bohrschaft 12 heraus, wobei an dem nach außen ragenden Ende zum Bilden eines Kulissenstellmechanismus 54 ein radial nach oben gerichteter Nockenbolzen 56 vorgesehen ist.Below the second removal device 22, an adjustment device 50 with a bar- or plate-shaped adjustment element 52 is formed on the drill shaft 12, through which the central line 31 of the feed device 30 between the first removal device 21 and the second removal device 22 can be blocked or opened. In the Figures 3 and 4 the actuator 52 is shown in the closed or locked position. One end of the adjusting element 52 protrudes from the drill shank 12 , a cam bolt 56 pointing radially upwards being provided on the outwardly protruding end to form a link adjusting mechanism 54 .

Der Nockenbolzen 56 greift dabei in eine Führungsnut 59 in einer bogenförmigen Kulissenschiene 58 ein, welche an der Außenseite des Bohrschaftes 12 angeordnet ist. Die Führungsnut 59 verläuft in Umfangsrichtung und ist dabei etwa halbkreisförmig ausgebildet, jedoch mit einem sich verändernden Abstand zur Bohrachse. Somit ist der Kulissenstellmechanismus 54 gebildet, wobei durch eine Relativdrehung zwischen der Kulissenschiene 58 mit der Führungsnut 59 zu dem Nockenbolzen 56 dieser in seiner Radialposition zur Bohrachse verändert wird. Durch die Verbindung zwischen dem Nockenbolzen 56 mit dem Stellelement 52 kann dieses so zwischen einer Verschlussposition und einer Öffnungsposition durch eine Relativdrehung verstellt werden.The cam bolt 56 engages in a guide groove 59 in an arcuate link rail 58 which is arranged on the outside of the drill shank 12 . The guide groove 59 runs in the circumferential direction and is approximately semicircular in shape, but at a varying distance from the drilling axis. The link adjusting mechanism 54 is thus formed, with a relative rotation between the link rail 58 with the guide groove 59 and the cam bolt 56 being changed in its radial position relative to the drilling axis. Through the connection between the cam bolt 56 with the actuating element 52, this can be between a closed position and an open position can be adjusted by a relative rotation.

Zum Bewirken einer Relativdrehung kann die bogenförmige Kulissenschiene 58 an einer Lagerhülse 60 angebracht sein, welche drehbar an der Außenseite des Bohrschaftes 12 gelagert ist. An der Lagerhülse 60 kann auch die obere zweite Abtragseinrichtung 22 angeordnet sein. Bei einer Drehrichtungsänderung des Bohrwerkzeuges 10 kann so eine Relativdrehung zwischen dem Bohrschaft 12 und der Lagerhülse 60 mit der Kulissenschiene 58 und gegebenenfalls der daran angebrachten zweiten Abtragseinrichtung 22 bewirkt werden. Somit kann durch eine Änderung der Drehrichtung des Bohrwerkzeuges 10 die Stelleinrichtung 50 betätigt werden.In order to bring about a relative rotation, the curved guide rail 58 can be attached to a bearing sleeve 60 which is rotatably mounted on the outside of the drill shaft 12 . The upper second removal device 22 can also be arranged on the bearing sleeve 60 . When the direction of rotation of the drilling tool 10 changes, a relative rotation between the drilling shaft 12 and the bearing sleeve 60 with the link rail 58 and optionally the second removal device 22 attached thereto can be brought about. The adjusting device 50 can thus be actuated by changing the direction of rotation of the drilling tool 10 .

Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren kann so beim Erstellen und Abteufen einer Bohrung mit den Bohrwerkzeug 10 das Stellelement 52 in seine Öffnungsposition gebracht werden, so dass in dieser Stellung beim Abbohren Bohrflüssigkeit oder Bohrsuspension zu den unteren ersten Austrittsöffnungen 35 geleitet und unmittelbar an der ersten Abtragseinrichtung 21 in die Bohrung eingeleitet werden kann.According to a method according to the invention, when creating and sinking a borehole with the drilling tool 10, the adjusting element 52 can be brought into its open position, so that in this position, during drilling, drilling fluid or drilling suspension is guided to the lower first outlet openings 35 and directly to the first removal device 21 in drilling can be started.

Wird hingegen das Bohrwerkzeug 10 mit umgekehrter Drehrichtung aus der erstellten Bohrung wieder rückgezogen, wird durch den Kulissenstellmechanismus 54 eine Verstellung des Stellelementes 52 in eine Verschluss- oder Sperrposition bewirkt, so dass dann zugeleitete Flüssigkeit oder Suspension ausschließlich über die darüberliegenden zweiten Austrittsöffnungen 36 an der zweiten Abtragseinrichtung 22 in die Bohrung eingeleitet wird.If, on the other hand, the drilling tool 10 is pulled back out of the drilled hole with the opposite direction of rotation, the link adjustment mechanism 54 causes the adjustment element 52 to be adjusted into a closed or blocked position, so that the liquid or suspension that is then supplied can only flow out via the second outlet openings 36 above it at the second Removal device 22 is introduced into the bore.

Durch das Einleiten am oberen Ende des Bohrwerkzeuges 10 wird beim Rückziehen sichergestellt, dass das drehende Bohrwerkzeug 10 die neu eingeleitete Flüssigkeit noch hinreichend intensiv mit der bereits bestehenden Suspension in der Bohrung vermengt.By introducing at the upper end of the drilling tool 10, it is ensured during retraction that the rotating drilling tool 10 still mixes the newly introduced liquid sufficiently intensively with the already existing suspension in the bore.

Claims (14)

Bohrwerkzeug zum Erstellen einer Bohrung im Boden, mit - einem rohrförmigen Bohrschaft (12), - mindestens einer Abtragseinrichtung (21, 22), welche zum Abtragen von Bodenmaterial ausgebildet ist, - einer Zuführeinrichtung (30) zum Zuführen eines Fluides durch den Bohrschaft (12) durch mindestes eine Austrittsöffnung (35) für das Fluid in die Bohrung und - mindestens einem sich radial zum Bohrschaft (12) erstreckenden Mischelement (40), welches an dem Bohrschaft (12) axial beabstandet zu der Abtragseinrichtung (21) angeordnet und zum Vermischen von Bodenmaterial mit dem Fluid ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, - dass mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) im Bereich der Abtragseinrichtung und mindestens eine zweite Austrittsöffnung (36) axial beabstandet zu der mindestens einen ersten Austrittsöffnung (35) angeordnet ist und - dass an der Zuführeinrichtung (30) midestens eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) und/oder die mindestens eine zweite Austrittsöffnung (36) sperrbar sind, wobei Fluid wahlweise über die mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) und/oder die mindestens eine zweite Austrittsöffnung (36) in die Bohrung einleitbar ist. Drilling tool for making a hole in the ground, with - a tubular drill shaft (12), - at least one removal device (21, 22) which is designed to remove soil material, - A supply device (30) for supplying a fluid through the drill shaft (12) through at least one outlet opening (35) for the fluid into the bore and - at least one mixing element (40) extending radially to the drill shaft (12), which is arranged on the drill shaft (12) at an axial distance from the removal device (21) and is designed for mixing soil material with the fluid, characterized, - that at least one first outlet opening (35) is arranged in the region of the removal device and at least one second outlet opening (36) is arranged at an axial distance from the at least one first outlet opening (35) and - that at least one adjusting device is provided on the feed device (30), with which the at least one first outlet opening (35) and/or the at least one second outlet opening (36) can be blocked, with fluid optionally via the at least one first outlet opening (35) and/or the at least one second outlet opening (36) can be introduced into the bore. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die mindestens eine Stelleinrichtung (50) die mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) und die mindestens eine zweite Austrittsöffnung (36) wechselweise sperrbar sind, wobei Fluid über die mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) und/oder die mindestens eine zweite Austrittsöffnung (36) in die Bohrung einleitbar ist, während die mindestens eine zweite Austrittsöffnung (36) beziehungsweise die mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) gesperrt ist.Drilling tool according to claim 1,
characterized,
that the at least one first outlet opening (35) and the at least one second outlet opening (36) can be blocked alternately by the at least one adjusting device (50), with fluid passing through the at least one first outlet opening (35) and/or the at least one second outlet opening ( 36) can be introduced into the bore, while the at least one second outlet opening (36) or the at least one first outlet opening (35) is blocked. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine erste Abtragseinrichtung (21) an einem unteren Endbereich des Bohrschaftes (12) und mindestens eine zweite Abtragseinrichtung (22) axial oberhalb der ersten Abtragseinrichtung (21) angeordnet sind.Drilling tool according to claim 1 or 2,
characterized,
that at least one first removal device (21) is arranged on a lower end region of the drill shaft (12) and at least one second removal device (22) is arranged axially above the first removal device (21). Bohrwerkzeug nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der ersten Abtragseinrichtung (21) und der zweiten Abtragseinrichtung (22) das mindestens eine Mischelement (40) angeordnet ist.Drilling tool according to claim 3,
characterized,
that the at least one mixing element (40) is arranged between the first removal device (21) and the second removal device (22). Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abtragseinrichtung mindestens eine sich radial zum Bohrschaft (12) erstreckende Tragleiste aufweist, an welcher Abtragselemente (26) zum Abtragen von Bodenmaterial angeordnet sind, und
dass an oder in der Tragleiste ein erster Leitungskanal (32) ausgebildet ist, entlang welchem ein oder mehrere Austrittsöffnungen vorgesehen sind.Drilling tool according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that the removal device has at least one support strip which extends radially to the drill shaft (12) and on which removal elements (26) are arranged for removing soil material, and
that a first line channel (32) is formed on or in the support bar, along which one or more outlet openings are provided. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mischelement (40) einen Tragarm (42) aufweist und
dass an oder in dem Tragarm (42) ein zweiter Leitungskanal (33) ausgebildet ist, entlang welchem ein oder mehrere Austrittsöffnungen vorgesehen sind.Drilling tool according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that the mixing element (40) has a support arm (42) and
that on or in the support arm (42) a second duct (33) is formed, along which one or more outlet openings are provided. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Austrittsöffnung unmittelbar am Bohrschaft (12) angeordnet ist.Drilling tool according to one of claims 1 to 6,
characterized,
that at least one outlet opening is arranged directly on the drill shaft (12). Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stelleinrichtung (50) mindestens ein bewegbares Stellelement (52) umfasst, welche zwischen einer Verschlussstellung und einer Öffnungsstellung verstellbar sind.Drilling tool according to one of claims 1 to 7,
characterized,
that the adjusting device (50) comprises at least one movable adjusting element (52) which can be adjusted between a closed position and an open position. Bohrwerkzeug nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedem Leitungskanal ein Stellelement (52) zugeordnet ist.Drilling tool according to claim 8,
characterized,
that each duct is assigned an actuating element (52). Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stelleinrichtung durch Änderung der Drehung des Bohrschaftes (12) betätigbar ist.Drilling tool according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that the adjusting device can be actuated by changing the rotation of the drill shaft (12). Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das mindestens eine Stellelement (52) mechanisch durch einen Kulissenstellmechanismus (54) verstellbar sind.Drilling tool according to one of claims 8 to 10,
characterized,
that the at least one adjusting element (52) can be adjusted mechanically by a connecting link adjusting mechanism (54). Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Boden,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Bohrwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 eingesetzt wird und
dass ein Fluid wahlweise über mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) und/oder mindestens eine zweite Austrittsöffnung (36) in die Bohrung eingeleitet wird.method of drilling a hole in the ground,
characterized,
that a drilling tool (10) according to any one of claims 1 to 11 is used and
that a fluid is optionally introduced into the bore via at least one first outlet opening (35) and/or at least one second outlet opening (36). Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fluid beim Abbohren über die mindestens eine erste Austrittsöffnung (35) eingeleitet wird, welche in einem unteren Endbereich des Bohrschaftes (12) angeordnet ist, und
dass das Fluid über die mindestens eine zweite Austrittsöffnung (36) oberhalb der ersten Austrittsöffnung (35) in die Bohrung eingeleitet wird, wobei das Bohrwerkzeug (10) gedreht wird.Method according to claim 12,
characterized,
that during drilling, the fluid is introduced via the at least one first outlet opening (35), which is arranged in a lower end region of the drill shaft (12), and
that the fluid is introduced into the bore via the at least one second outlet opening (36) above the first outlet opening (35), the drilling tool (10) being rotated. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Fluid eine aushärtbare Suspension eingeleitet wird, wobei in der Bohrung ein Gründungselement im Boden hergestellt wird.Method according to claim 12 or 13,
characterized,
that a hardenable suspension is introduced as the fluid, with a foundation element being produced in the ground in the bore.
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