EP4174283A1 - Construction machine and method for operating the construction machine - Google Patents

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EP4174283A1
EP4174283A1 EP21205518.0A EP21205518A EP4174283A1 EP 4174283 A1 EP4174283 A1 EP 4174283A1 EP 21205518 A EP21205518 A EP 21205518A EP 4174283 A1 EP4174283 A1 EP 4174283A1
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EP
European Patent Office
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feed
force
construction machine
working carriage
main
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EP21205518.0A
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German (de)
French (fr)
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EP4174283B1 (en
EP4174283C0 (en
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Tobias SCHMIDMEIR
Stefan Bachhuber
Markus Mayr
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Bauer Maschinen GmbH
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Bauer Maschinen GmbH
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Priority to CN202211069203.7A priority patent/CN116065951A/en
Publication of EP4174283A1 publication Critical patent/EP4174283A1/en
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Publication of EP4174283C0 publication Critical patent/EP4174283C0/en
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/02—Automatic control of the tool feed
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    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/008—Winding units, specially adapted for drilling operations
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    • E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/084—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods with flexible drawing means, e.g. cables
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    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/022—Control of the drilling operation; Hydraulic or pneumatic means for activation or operation

Definitions

  • the invention relates to a construction machine, in particular a drilling device with a mobile carrier device, a leader arranged thereon with a linear guide and a working carriage which is mounted on the linear guide of the leader so that it can move vertically and is designed to hold a processing tool, according to claim 1.
  • the invention also relates to a method for operating such a construction machine according to claim 9.
  • a construction machine for drilling is, for example, from EP 2 378 053 A1 known.
  • a drill drive for rotating a drilling tool with an auger is provided on the working carriage.
  • the drilling tool has a drilling rod, a so-called Kelly rod, which is suspended from a main cable of a main winch. The weight of the drill pipe including the drilling tool is held and absorbed by the main cable.
  • the drill string is passed through the ring-shaped drill drive, a so-called top drive, with a torque being able to be transmitted from a ring-shaped drive wheel to outer driver strips of the drill string.
  • the drilling tool such as an endless screw
  • the so-called top drive the drilling drive
  • the feed cable is attached to the drilling drive.
  • the working carriage with the drilling drive can be moved down along the leader via a feed unit.
  • the invention is based on the object of specifying a construction machine and a method with which particularly safe operation of the construction machine can be achieved.
  • the object is achieved by a construction machine having the features of claim 1 or by a method having the features of claim 9 .
  • Preferred embodiments are given in the dependent claims.
  • a first aspect of the invention is that the main rope of the main winch is connected to the working carriage, so that the main winch can act directly on the working carriage.
  • the main cable can be attached directly to the working carriage or indirectly, with a deflection pulley being mounted on the working carriage.
  • the main rope can be guided like a pulley block around the pulley and mast be attached.
  • the main winch can absorb and compensate the weight of the processing tool connected to the working carriage as well as the working carriage.
  • the working carriage can be moved by a feed unit that is separate from the main winch, with the feed unit applying a feed force downwards or upwards to the working carriage and thus to the machining tool, as required.
  • a first measuring device is provided, with which the current actual feed force, which is exerted on the implement carriage, is recorded.
  • the current actual feed force value is transmitted from the measuring device to a control device in which an upper limit value and/or a lower limit value for the feed force are stored for the feed unit. If the actual feed force value exceeds or falls below one of the stored limit values, the main winch is selectively actuated according to a predetermined control program by the control device to protect the feed unit and ensure the operational reliability of the entire machine.
  • the control is designed in such a way that the current actual feed force value remains within the range between the limit values due to the additional effect of the main winch, or in any case falls below the upper limit value again or exceeds the lower limit value again.
  • the main winch is activated by the control device in such a way that an additional upward pulling force is exerted on the working device carriage via the main cable. This prevents the drilling tool from being screwed into the ground, so that the drilling tool continues to remove ground material during a defined, predetermined feed movement.
  • the preset holding force on the main winch can be reduced via the control unit to compensate for weight, so that part or almost the entire weight of the working device carriage with the processing tool additionally down in feed direction works. Only a certain residual tensile force is retained on the main rope to prevent slack rope.
  • control device is designed in such a way that it automatically carries out the measurement and control processes that can lead to regulation. As a result, a machine operator is considerably relieved when operating the construction machine, and dangerous operating situations of the construction machine can be reliably avoided.
  • a preferred embodiment of the construction machine according to the invention consists in that a second measuring device is provided for detecting a cable force in the main cable and that the control device is designed to control the main winch and the feed unit so that a minimum cable force is given in the main cable.
  • the feed unit can be designed in any suitable way. According to a development of the invention, it is particularly preferred that the feed unit has a linear drive, in particular an actuating cylinder.
  • the actuating cylinder can in particular be designed as a hydraulic cylinder.
  • the feed unit can have a double-acting cylinder, through which a feed force can be effected both downwards and upwards. Two single-acting actuating cylinders can also be provided in the opposite arrangement.
  • the at least one actuating cylinder can be used directly or via feed cables be connected to the working carriage. It is also possible for an actuating cylinder to also be used to set a pretension on a feed cable.
  • the feed unit it is advantageous for the feed unit to have a feed winch.
  • the feed winch can include a winch that can be driven in both directions of rotation. In this way, tensile forces can be applied in both directions, i.e. upwards or downwards.
  • the feed unit has an upper feed rope for exerting an upward feed force and a lower feed rope for exerting a downward feed force on the working carriage.
  • a feed winch in particular, two feed ropes can be wound on the winch drum in such a way that the upper feed rope winds up when the lower feed rope unwinds, and vice versa.
  • the carriage can be moved up or down along the leader.
  • Sufficient cable tension can be achieved by means of one or more adjusting cylinders, for example by means of a tension pulley.
  • the feed cables can be guided over deflection pulleys.
  • the measuring devices can be designed in any suitable manner for detecting the desired forces.
  • a force measurement can be made at the end of the rope or at the winch.
  • the construction machine can be designed in any way, in particular as a civil engineering machine for carrying out a soil-working civil engineering measure.
  • a vibrator or a ram for inserting or pulling sheet piles in the ground can be provided on the implement carriage.
  • the construction machine is designed as a drilling device and that a drilling drive for rotating a drilling tool is mounted on the working carriage is arranged.
  • Such drills can be used in particular to create foundation piles in the ground.
  • the drilling tool has an auger.
  • Particularly safe operation can be achieved in this embodiment of a drilling device in particular, since a potentially dangerous operating situation due to a so-called corkscrew effect can be reliably avoided by screwing the auger into the ground.
  • the construction machine described above can be operated according to a method which is characterized in that the first measuring device detects an actual feed force which is exerted on the working carriage by the feed unit and that the main winch is controlled by the control device depending on a currently detected actual feed force value is controlled automatically, so that the detected actual feed force value falls below the upper limit or exceeds the lower limit.
  • the advantages described above can be achieved by the method according to the invention when operating a construction machine according to the invention.
  • the actual feed force value can be kept in the set range between the upper limit value and the lower limit value.
  • efficient and safer operation of the construction machine can be achieved.
  • a preferred variant of the method according to the invention is that a cable force in the main cable is detected with a second measuring device and that the main winch and the feed unit are controlled by the control device so that a minimum cable force in the main cable is set.
  • the control device can thus ensure sufficient cable tension in the main cable, which reliably counteracts the occurrence of slack cable.
  • a drilling drive is arranged on the working carriage, with which a drilling tool with a drilling auger is driven in rotation, and that a borehole is created in the ground with the drilling tool.
  • a drilling drive is arranged on the working carriage, with which a drilling tool with a drilling auger is driven in rotation, and that a borehole is created in the ground with the drilling tool.
  • the borehole in the ground can be used in particular to create a foundation element.
  • the borehole can be filled with a hardenable suspension to form the foundation element.
  • a construction machine 10 which is designed as a drilling device 12 with a carrier device 14 .
  • the mobile carrier device 14 has an undercarriage 16 with a crawler chassis.
  • An upper carriage 18 is rotatably mounted on the undercarriage 16 about a vertical axis.
  • a substantially vertically directed mast-like leader 20 with a linear guide 22 is adjustably mounted on its front side on the superstructure 18 via a linkage mechanism 19 .
  • a working carriage 30 with a drill drive 32 for driving a machining tool 40 in rotation is provided along the linear guide 22 .
  • the processing tool 40 is designed as a drilling tool 42 with a drilling auger 44 .
  • the working carriage 30 is held on a main cable 52 of a main winch 50 .
  • the main cable 52 is from the main winch 50, which can be arranged on a rear side of the leader 20 or at another position on the superstructure 18, via a mast head 24 at the upper end of the leader 20 with two mast deflection rollers 56a, 56b to a Fastening element 34 out, with which the main cable 52 is connected to the working carriage 30.
  • the main winch 50 is basically controlled by a control device 70 in the carrier device 14 in such a way that the weight of the working carriage 30 with the drilling drive 32 and the processing tool 40 is largely absorbed by a tensile force of the main winch 50 .
  • the pulling force of the main winch 50 is set in such a way that there is a minimum tension in the main rope 52 in order to avoid slack rope.
  • a feed unit 60 is provided, which in the illustrated embodiment is a feed winch 62 with an upper feed rope 64 and a lower feed rope 66 has.
  • the upper feed cable 64 is guided upwards by the feed winch 62 to a first deflection pulley 68, from which the upper feed cable 64 is guided downwards again and is articulated on the working carriage 30 via a pulley (not shown).
  • a free end of the upper feed cable 64 can be guided back up over the roller (not shown) on the working carriage 30 and via a further deflection to a tensioning cylinder 67, through which sufficient cable tension of the upper feed cable 64 is ensured.
  • a feed force can thus be exerted upwards on the working carriage 30 and thus on the processing tool 40 via the upper feed cable 64 .
  • the lower feed cable 66 is guided over two rollers 69a, 69b from below to the working carriage 30 and is fastened there or, alternatively, is guided over a deflection roller and fastened to the leader 20.
  • the upper haul rope 64 and the lower haul rope 66 are arranged on the winch drum of the haul winch 62 with opposite winding.
  • a feed force of the feed unit 60 can be recorded, for example, via a first measuring device 71 on the first deflection roller 68 or with a further measuring device in the area of the clamping cylinder 67 and forwarded to the control device 70 .
  • a force on the main cable 52 can be detected via a second measuring device 72, which is arranged in the illustrated exemplary embodiment in the region of the first mast deflection roller 56a on the mast head 24.
  • the second measuring device 72 is also connected to the control device 70 .
  • An upper limit value and a lower limit value for the feed force can be stored in the control device 70 for the feed unit 60 .
  • the control device 70 is designed in such a way that the main winch 50 is automatically controlled as a function of an actual feed force value that is recorded by the first measuring device 71, with the recorded actual feed force value being controlled or regulated in such a way that it is below the upper limit value or above the lower limit.
  • the control device 70 can activate the main winch 50 for support, so that the main cable 52 an additional tensile force is exerted on the working carriage 30.
  • the main winch 50 can be activated by the control device 70 in such a way that the tensile force basically acting on the working carriage 30 is reduced by the main cable 52 .
  • an additional downward force is exerted on the working carriage by the weight of the working carriage 30, the drilling drive 32 and the machining tool 40, whereby the downward feed force is increased and the feed unit 60 is relieved.
  • This automatic activation of the main winch 50 can prevent an undesired corkscrew-like turning of the auger 44 into a soft soil layer, particularly when drilling with an auger 44, since this could cause the feed unit 60 to be overloaded and the drill 12 to tilt.
  • the control device 70 according to the invention thus also contributes to increasing operational reliability.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baumaschine, insbesondere ein Bohrgerät, mit einem mobilen Trägergerät, einem daran angeordneten Mäkler mit einer Linearführung, einem Arbeitsschlitten, welcher an der Linearführung des Mäklers vertikal verfahrbar gelagert ist und zum Halten eines Bearbeitungswerkzeugs ausgebildet ist, einer Hauptwinde mit einem Hauptseil, dessen freies Ende mit dem Arbeitsschlitten verbunden ist, wobei die Hauptwinde angetrieben und gesteuert ist, eine Gewichtskraft des Arbeitsschlittens mit dem daran gehaltenen Bearbeitungswerkzeug aufzunehmen und im Wesentlichen zu kompensieren, einer Vorschubeinheit, welche ausgebildet ist, in einem Arbeitsbetrieb den Arbeitsschlitten entlang des Mäklers nach oben oder nach unten zu verfahren und eine Vorschubkraft auszuüben, einer ersten Messeinrichtung zum Erfassen einer Ist-Vorschubkraft, welche auf den Arbeitsschlitten ausgeübt wird, und einer Steuereinrichtung, in welcher für die Vorschubeinheit zu der Vorschubkraft ein oberer Grenzwert und/oder ein unterer Grenzwert hinterlegt sind, und wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, abhängig von einem Ist-Vorschubkraftwert, welcher von der ersten Messeinrichtung erfasst wird, die Hauptwinde automatisch anzusteuern, so dass der erfasste Ist-Vorschubkraftwert unter dem oberen Grenzwert beziehungsweise über dem unteren Grenzwert zu liegen kommt.The invention relates to a construction machine, in particular a drilling device, with a mobile carrier device, a leader arranged thereon with a linear guide, a working carriage which is mounted on the linear guide of the leader so that it can move vertically and is designed to hold a processing tool, a main winch with a main cable, the free end of which is connected to the working carriage, with the main winch being driven and controlled in order to absorb and essentially compensate for the weight of the working carriage with the processing tool held on it, a feed unit which is designed to move the working carriage upwards along the leader during working operation or to move downwards and exert a feed force, a first measuring device for detecting an actual feed force which is exerted on the working carriage, and a control device in which an upper limit value and/or a lower limit value for the feed force are stored for the feed unit , and wherein the control device is designed to automatically control the main winch depending on an actual feed force value, which is detected by the first measuring device, so that the recorded actual feed force value is below the upper limit value or above the lower limit value.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baumaschine, insbesondere ein Bohrgerät mit einem mobilen Trägergerät, einem daran angeordneten Mäkler mit einer Linearführung und einem Arbeitsschlitten, welcher an der Linearführung des Mäklers vertikal verfahrbar gelagert und zum Halten eines Bearbeitungswerkzeuges ausgebildet ist, gemäß dem Anspruch 1.The invention relates to a construction machine, in particular a drilling device with a mobile carrier device, a leader arranged thereon with a linear guide and a working carriage which is mounted on the linear guide of the leader so that it can move vertically and is designed to hold a processing tool, according to claim 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Baumaschine nach dem Anspruch 9.The invention also relates to a method for operating such a construction machine according to claim 9.

Eine Baumaschine zum Bohren ist beispielsweise aus der EP 2 378 053 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Baumaschine ist an dem Arbeitsschlitten ein Bohrantrieb zum drehenden Antreiben eines Bohrwerkzeuges mit einer Bohrschnecke vorgesehen. Das Bohrwerkzeug weist eine Bohrstange, eine sogenannte Kellystange, auf, welche an einem Hauptseil einer Hauptwinde aufgehängt ist. Mit dem Hauptseil wird das Gewicht des Bohrgestänges einschließlich des Bohrwerkzeuges gehalten und aufgenommen.A construction machine for drilling is, for example, from EP 2 378 053 A1 known. In this known construction machine, a drill drive for rotating a drilling tool with an auger is provided on the working carriage. The drilling tool has a drilling rod, a so-called Kelly rod, which is suspended from a main cable of a main winch. The weight of the drill pipe including the drilling tool is held and absorbed by the main cable.

Bei einem Kellybohren ist das Bohrgestänge durch den ringförmigen Bohrantrieb, einen sogenannten Kraftdrehkopf, hindurchgeführt, wobei ein Drehmoment von einem ringförmigen Antriebsrad auf äußere Mitnehmerleisten des Bohrgestänges übertragen werden kann.In Kelly drilling, the drill string is passed through the ring-shaped drill drive, a so-called top drive, with a torque being able to be transmitted from a ring-shaped drive wheel to outer driver strips of the drill string.

Bei einem sogenannten Single-Pass-Verfahren, auf welches sich die Erfindung insbesondere bezieht, ist das Bohrwerkzeug, etwa eine Endlosschnecke, direkt am Bohrantrieb, dem sogenannten Kraftdrehkopf, angebracht und kann so durch die Vorschubeinrichtung gezogen werden. Da die Zugkräfte im Betrieb aufgrund der angehängten Massen des Bohrwerkzeuges und des Bohrantriebes in der Regel höher als die Druckkräfte beim Bohren sind, wird das Vorschubseil am Bohrantrieb angehängt.In a so-called single-pass method, to which the invention relates in particular, the drilling tool, such as an endless screw, is attached directly to the drilling drive, the so-called top drive, and can thus be pulled through the feed device. Since the tensile forces during operation due to the attached The masses of the drilling tool and the drilling drive are generally higher than the compressive forces during drilling, so the feed cable is attached to the drilling drive.

Zum Aufbringen einer zusätzlichen Vorschubkraft auf das Bohrwerkzeug kann der Arbeitsschlitten mit dem Bohrantrieb über eine Vorschubeinheit entlang des Mäklers nach unten verfahren werden.To apply an additional feed force to the drilling tool, the working carriage with the drilling drive can be moved down along the leader via a feed unit.

In entsprechender Weise kann bei einem Ziehen des Bohrwerkzeuges aus dem Bohrloch über die Vorschubeinheit auch eine Vorschubkraft nach oben aufgebracht werden. In diesem Fall ist von einem Maschinenbediener auch die Hauptwinde entsprechend anzusteuern, damit das Hauptseil unter Spannung bleibt und kein Schlappseil entsteht, wodurch das Hauptseil aus den Umlenkrollen am Mastkopf herausspringen könnte. Dies würde den Bohrbetrieb unterbrechen und zeitaufwändige Wartungsmaßnahmen erfordern.In a corresponding manner, when the drilling tool is pulled out of the borehole, an upward feed force can also be applied via the feed unit. In this case, a machine operator must also control the main winch accordingly so that the main rope remains under tension and no slack rope is created, which could cause the main rope to jump out of the deflection pulleys at the mast head. This would disrupt drilling operations and require time-consuming maintenance.

Auch bei einem Abbohren mit einer zusätzlichen Vorschubkraft kann sich eine kritische Betriebssituation einstellen, und zwar dann, wenn bei bestimmten Bodenschichten die Bohrschnecke kein Bodenmaterial mehr abträgt, sondern sich korkenzieherartig in eine weichere Bodenschicht einschraubt. Hierdurch kann das Bohrwerkzeug durch die Schraubbewegung relativ zum Boden eine erhöhte Vorschubbewegung ausführen. Bei diesem korkenzieherartigen Einschrauben eines Bohrwerkzeuges kann sich durch die Zwangsbewegung eine schlagartige Erhöhung der nach unten gerichteten Vorschubkraft ergeben. Dies kann zu einer Überlastung und Beschädigung der Vorschubeinheit führen. Bei der Verwendung einer Winde mit Vorschubseil kann insbesondere das Vorschubseil reißen.Even when drilling with an additional feed force, a critical operating situation can arise, namely when the auger no longer removes any soil material in certain soil layers, but screws itself into a softer soil layer like a corkscrew. As a result, the drilling tool can perform an increased feed movement relative to the ground as a result of the screwing movement. When a drilling tool is screwed in like a corkscrew, the forced movement can result in a sudden increase in the feed force directed downwards. This can lead to overloading and damage to the feed unit. When using a winch with a feed rope, the feed rope in particular can tear.

Zudem kann es bei einem korkenzieherartigen Einschrauben eines Bohrwerkzeuges auch zu einer Neigung und Verkippung der Baumaschine insgesamt kommen, so dass ein Umstürzen der Baumaschine drohen kann.In addition, when a drilling tool is screwed in in the manner of a corkscrew, the construction machine as a whole can also incline and tilt, so that there is a risk of the construction machine overturning.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baumaschine und ein Verfahren anzugeben, mit welchen ein besonders sicherer Betrieb der Baumaschine erreicht werden kann.The invention is based on the object of specifying a construction machine and a method with which particularly safe operation of the construction machine can be achieved.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Baumaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, the object is achieved by a construction machine having the features of claim 1 or by a method having the features of claim 9 . Preferred embodiments are given in the dependent claims.

Nach der Erfindung ist eine Baumaschine vorgesehen mit

  • einem mobilen Trägergerät,
  • einem daran angeordneten Mäkler mit einer Linearführung,
  • einem Arbeitsschlitten, welcher an der Linearführung des Mäklers vertikal verfahrbar gelagert ist und zum Halten eines Bearbeitungswerkzeugs ausgebildet ist,
  • einer Hauptwinde mit einem Hauptseil, dessen freies Ende mit dem Arbeitsschlitten direkt oder indirekt verbunden ist, wobei die Hauptwinde angetrieben und gesteuert ist, um eine Gewichtskraft des Arbeitsschlittens mit dem daran gehaltenen Bearbeitungswerkzeug aufzunehmen und im Wesentlichen zu kompensieren,
  • einer Vorschubeinheit, welche ausgebildet ist, in einem Arbeitsbetrieb den Arbeitsschlitten entlang des Mäklers nach oben oder nach unten zu verfahren und eine Vorschubkraft auszuüben,
  • einer ersten Messeinrichtung zum Erfassen einer Ist-Vorschubkraft, welche auf den Arbeitsgeräteschlitten ausgeübt wird, und
  • einer Steuereinrichtung, in welcher für die Vorschubeinheit zu der Vorschubkraft ein oberer Grenzwert und/oder ein unterer Grenzwert hinterlegt sind, und wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, abhängig von einem Ist-Vorschubkraftwert, welcher von der ersten Messeinrichtung erfasst wird, die Hauptwinde automatisch anzusteuern, so dass der erfasste Ist-Vorschubkraftwert unter dem oberen Grenzwert beziehungsweise über dem unteren Grenzwert zu liegen kommt.
According to the invention, a construction machine is provided with
  • a mobile carrier device,
  • a leader arranged thereon with a linear guide,
  • a working carriage, which is mounted on the linear guide of the leader so that it can be moved vertically and is designed to hold a processing tool,
  • a main winch with a main rope, the free end of which is connected directly or indirectly to the working carriage, the main winch being driven and controlled in order to absorb and essentially compensate for a weight force of the working carriage with the processing tool held on it,
  • a feed unit which is designed to move the working carriage up or down along the leader during operation and to exert a feed force,
  • a first measuring device for detecting an actual feed force which is exerted on the implement carriage, and
  • a control device in which an upper limit value and/or a lower limit value for the feed force are stored for the feed unit, and wherein the control device is designed to automatically control the main winch depending on an actual feed force value which is recorded by the first measuring device, so that the recorded actual feed force value comes to lie below the upper limit value or above the lower limit value.

Ein erster Aspekt der Erfindung besteht darin, dass das Hauptseil der Hauptwinde mit dem Arbeitsschlitten verbunden ist, so dass die Hauptwinde unmittelbar auf den Arbeitsschlitten einwirken kann. Das Hauptseil kann direkt an dem Arbeitsschlitten angebracht sein oder indirekt, wobei am Arbeitsschlitten eine Umlenkrolle gelagert ist. Das Hauptseil kann dabei flaschenzugartig um die Umlenrolle geführt und am Mast befestigt sein. Die Hauptwinde kann das Gewicht des mit dem Arbeitsschlitten verbundenen Bearbeitungswerkzeug sowie des Arbeitsschlittens aufnehmen und kompensieren. Der Arbeitsschlitten kann dabei durch eine von der Hauptwinde separate Vorschubeinheit verfahren werden, wobei durch die Vorschubeinheit je nach Bedarf eine Vorschubkraft nach unten oder oben auf den Arbeitsschlitten und damit auf das Bearbeitungswerkzeug aufgebracht werden.A first aspect of the invention is that the main rope of the main winch is connected to the working carriage, so that the main winch can act directly on the working carriage. The main cable can be attached directly to the working carriage or indirectly, with a deflection pulley being mounted on the working carriage. The main rope can be guided like a pulley block around the pulley and mast be attached. The main winch can absorb and compensate the weight of the processing tool connected to the working carriage as well as the working carriage. The working carriage can be moved by a feed unit that is separate from the main winch, with the feed unit applying a feed force downwards or upwards to the working carriage and thus to the machining tool, as required.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine erste Messeinrichtung vorgesehen, mit welcher die aktuelle Ist-Vorschubkraft, welche auf den Arbeitsgeräteschlitten ausgeübt wird, erfasst wird. Der jeweils aktuelle Ist-Vorschubkraftwert wird von der Messeinrichtung zu einer Steuereinrichtung übertragen, in welcher für die Vorschubeinheit zu der Vorschubkraft ein oberer Grenzwert und/oder ein unterer Grenzwert hinterlegt sind. Übersteigt beziehungsweise unterschreitet der Ist-Vorschubkraftwert einen der hinterlegten Grenzwerte, so wird von der Steuereinrichtung zur Schonung der Vorschubeinheit und zur Betriebssicherheit der Gesamtmaschine die Hauptwinde gemäß einem vorgegebenen Steuerprogramm gezielt angesteuert. Die Steuerung ist dabei so ausgelegt, dass durch die Zusatzwirkung der Hauptwinde der aktuelle Ist-Vorschubkraftwert innerhalb des Bereichs zwischen den Grenzwerten verbleibt, jedenfalls den oberen Grenzwert wieder unterschreitet beziehungsweise den unteren Grenzwert wieder übersteigt.According to a further aspect of the invention, a first measuring device is provided, with which the current actual feed force, which is exerted on the implement carriage, is recorded. The current actual feed force value is transmitted from the measuring device to a control device in which an upper limit value and/or a lower limit value for the feed force are stored for the feed unit. If the actual feed force value exceeds or falls below one of the stored limit values, the main winch is selectively actuated according to a predetermined control program by the control device to protect the feed unit and ensure the operational reliability of the entire machine. The control is designed in such a way that the current actual feed force value remains within the range between the limit values due to the additional effect of the main winch, or in any case falls below the upper limit value again or exceeds the lower limit value again.

Entsteht also beispielsweise bei einem Abbohren eines Bearbeitungswerkzeuges in einen Boden die Anfangssituation eines sogenannten Korkenziehereffekts mit einer schnell ansteigenden Vorschubkraft nach unten, so wird durch die Steuereinrichtung die Hauptwinde so aktiviert, dass über das Hauptseil auf den Arbeitsgeräteschlitten eine zusätzliche Zugkraft nach oben ausgeübt wird. Hierdurch wird ein Einschrauben des Bohrwerkzeuges in den Boden verhindert, so dass weiterhin das Bohrwerkzeug bei einer definiert vorgegebenen Vorschubbewegung Bodenmaterial abträgt.If, for example, a so-called corkscrew effect with a rapidly increasing downward feed force occurs when a machining tool is drilled into the ground, the main winch is activated by the control device in such a way that an additional upward pulling force is exerted on the working device carriage via the main cable. This prevents the drilling tool from being screwed into the ground, so that the drilling tool continues to remove ground material during a defined, predetermined feed movement.

Wird hingegen beim Abbohren eine besonders hohe Vorschubkraft nach unten benötigt, wobei die Vorschubeinheit an ihre Lastgrenze kommt, so kann über die Steuereinheit die voreingestellte Haltekraft an der Hauptwinde zur Gewichtskompensation reduziert werden, so dass ein Teil oder nahezu die gesamte Gewichtskraft des Arbeitsgeräteschlittens mit dem Bearbeitungswerkzeug zusätzlich nach unten in Vorschubrichtung wirkt. Es wird lediglich eine gewisse Restzugkraft am Hauptseil beibehalten, um Schlappseil vorzubeugen.If, on the other hand, a particularly high downward feed force is required when drilling, with the feed unit reaching its load limit, the preset holding force on the main winch can be reduced via the control unit to compensate for weight, so that part or almost the entire weight of the working device carriage with the processing tool additionally down in feed direction works. Only a certain residual tensile force is retained on the main rope to prevent slack rope.

In entsprechender Weise kann auch bei einem Ziehen eines Bearbeitungswerkzeuges aus dem Boden bei Erreichen einer Lastgrenze der Vorschubeinheit, welche etwa durch die Last des Bohrguts, der Mantelreibung oder bei einem eventuellen Verklemmen des Bearbeitungswerkzeuges auftreten kann, durch ein zusätzliches Aufbringen einer Zugkraft durch die Hauptwinde mittels der Steuereinrichtung eine Überlastung der Vorschubeinheit vermieden werden.In a corresponding manner, when a processing tool is pulled out of the ground when a load limit of the feed unit is reached, which can occur due to the load of the drill cuttings, skin friction or a possible jamming of the processing tool, additional pulling force can be applied by the main winch using of the control device, overloading of the feed unit can be avoided.

Insgesamt ist die Steuereinrichtung so ausgelegt, dass diese die Mess- und Steuervorgänge, welche zu einer Regelung führen können, automatisch durchführt. Hierdurch wird ein Maschinenbediener beim Bedienen der Baumaschine erheblich entlastet, und gefährliche Betriebssituationen der Baumaschine können zuverlässig vermieden werden.Overall, the control device is designed in such a way that it automatically carries out the measurement and control processes that can lead to regulation. As a result, a machine operator is considerably relieved when operating the construction machine, and dangerous operating situations of the construction machine can be reliably avoided.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Baumaschine besteht darin, dass eine zweite Messeinrichtung zum Erfassen einer Seilkraft im Hauptseil vorgesehen ist und dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Hauptwinde und die Vorschubeinheit anzusteuern, so dass eine Mindestseilkraft im Hauptseil gegeben ist.A preferred embodiment of the construction machine according to the invention consists in that a second measuring device is provided for detecting a cable force in the main cable and that the control device is designed to control the main winch and the feed unit so that a minimum cable force is given in the main cable.

Durch eine Messung der Ist-Seilkraft im Hauptseil und eine entsprechende Ansteuerung der Hauptwinde und/oder der Vorschubeinheit kann sichergestellt werden, dass eine vorgegebene Mindestseilkraft im Hauptseil gegeben ist. Hierdurch ist eine Mindestspannung des Hauptseiles sichergestellt, so dass der Gefahr einer Bildung von Schlappseil am Hauptseil entgegengewirkt ist.By measuring the actual rope force in the main rope and controlling the main winch and/or the feed unit accordingly, it can be ensured that a predetermined minimum rope force is present in the main rope. This ensures a minimum tension of the main rope, so that the risk of slack rope forming on the main rope is counteracted.

Grundsätzlich kann die Vorschubeinheit in jeder geeigneten Weise ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Vorschubeinheit einen Linearantrieb, insbesondere einen Stellzylinder, aufweist. Der Stellzylinder kann insbesondere als ein Hydraulikzylinder ausgeführt sein. Die Vorschubeinheit kann grundsätzlich einen doppelwirkenden Zylinder aufweisen, durch welchen eine Vorschubkraft sowohl nach unten als auch nach oben bewirkbar ist. Es können auch zwei einfach wirkende Stellzylinder in umgekehrter Anordnung vorgesehen sein. Der mindestens eine Stellzylinder kann direkt oder über Vorschubseile mit dem Arbeitsschlitten verbunden sein. Weiter ist es möglich, dass ein Stellzylinder auch zur Einstellung einer Vorspannung an einem Vorschubseil dient.In principle, the feed unit can be designed in any suitable way. According to a development of the invention, it is particularly preferred that the feed unit has a linear drive, in particular an actuating cylinder. The actuating cylinder can in particular be designed as a hydraulic cylinder. In principle, the feed unit can have a double-acting cylinder, through which a feed force can be effected both downwards and upwards. Two single-acting actuating cylinders can also be provided in the opposite arrangement. The at least one actuating cylinder can be used directly or via feed cables be connected to the working carriage. It is also possible for an actuating cylinder to also be used to set a pretension on a feed cable.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Vorschubeinheit eine Vorschubwinde aufweist. Die Vorschubwinde kann dabei eine in beide Drehrichtungen antreibbare Winde umfassen. Es können so Zugkräfte in beide Richtungen, also nach oben oder unten aufgebracht werden.According to a further embodiment of the invention, it is advantageous for the feed unit to have a feed winch. The feed winch can include a winch that can be driven in both directions of rotation. In this way, tensile forces can be applied in both directions, i.e. upwards or downwards.

Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Vorschubeinheit ein oberes Vorschubseil zum Ausüben einer Vorschubkraft nach oben und ein unteres Vorschubseil zum Ausüben einer Vorschubkraft nach unten auf den Arbeitsschlitten aufweist. Bei einer Vorschubwinde können insbesondere zwei Vorschubseile so auf der Windentrommel aufgewickelt sein, dass sich das obere Vorschubseil aufwickelt, wenn sich das untere Vorschubseil abwickelt, und umgekehrt. Somit kann der Schlitten je nach Drehrichtung der Windentrommel längs des Mäklers nach unten oder nach oben bewegt werden. Über einen oder mehrere Stellzylinder kann eine ausreichende Seilspannung, etwa mittels einer Spannrolle erreicht werden. Die Vorschubseile können über Umlenkrollen geführt sein.In particular, it is preferred that the feed unit has an upper feed rope for exerting an upward feed force and a lower feed rope for exerting a downward feed force on the working carriage. In the case of a feed winch, in particular, two feed ropes can be wound on the winch drum in such a way that the upper feed rope winds up when the lower feed rope unwinds, and vice versa. Thus, depending on the direction of rotation of the winch drum, the carriage can be moved up or down along the leader. Sufficient cable tension can be achieved by means of one or more adjusting cylinders, for example by means of a tension pulley. The feed cables can be guided over deflection pulleys.

Grundsätzlich können die Messeinrichtungen in jeder geeigneten Weise zur Erfassung der gewünschten Kräfte ausgebildet sein. Eine Kraftmessung kann am Ende des Seils oder an der Winde erfolgen. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass zumindest eine der Messeinrichtungen eine Umlenkrolle mit einem Kraftmesselement aufweist. Hierdurch kann auf eine einfache und zuverlässige Weise eine Kraft am Hauptseil und/oder dem mindestens einen Vorschubseil gemessen werden.In principle, the measuring devices can be designed in any suitable manner for detecting the desired forces. A force measurement can be made at the end of the rope or at the winch. According to a development of the invention, it is particularly expedient for at least one of the measuring devices to have a deflection roller with a force-measuring element. As a result, a force on the main cable and/or the at least one feed cable can be measured in a simple and reliable manner.

Grundsätzlich kann die Baumaschine in einer beliebigen Weise ausgeführt sein, insbesondere als eine Tiefbaumaschine zum Durchführen einer bodenbearbeitenden Tiefbaumaßnahme. Insbesondere kann an dem Arbeitsgeräteschlitten ein Rüttler oder eine Ramme zum Einbringen oder Ziehen von Spundwandbohlen im Boden vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung, dass die Baumaschine als Bohrgerät ausgebildet ist und dass an dem Arbeitsschlitten ein Bohrantrieb zum drehenden Antreiben eines Bohrwerkzeuges angeordnet ist. Derartige Bohrgeräte können insbesondere zum Erstellen von Gründungspfählen im Boden eingesetzt werden.Basically, the construction machine can be designed in any way, in particular as a civil engineering machine for carrying out a soil-working civil engineering measure. In particular, a vibrator or a ram for inserting or pulling sheet piles in the ground can be provided on the implement carriage. According to one embodiment variant of the invention, it is particularly preferred that the construction machine is designed as a drilling device and that a drilling drive for rotating a drilling tool is mounted on the working carriage is arranged. Such drills can be used in particular to create foundation piles in the ground.

Dabei ist es besonders vorteilhaft nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass das Bohrwerkzeug eine Bohrschnecke aufweist. Insbesondere in dieser Ausgestaltung eines Bohrgerätes kann ein besonders sicherer Betrieb erreicht werden, da eine potentiell gefährliche Betriebssituation aufgrund eines sogenannten Korkenziehereffektes durch Einschrauben der Bohrschnecke in den Boden zuverlässig vermieden werden kann.It is particularly advantageous according to a further development of the invention that the drilling tool has an auger. Particularly safe operation can be achieved in this embodiment of a drilling device in particular, since a potentially dangerous operating situation due to a so-called corkscrew effect can be reliably avoided by screwing the auger into the ground.

Gemäß der Erfindung kann die zuvor beschriebenen Baumaschine nach einem Verfahren betrieben werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass mit der ersten Messeinrichtung eine Ist-Vorschubkraft erfasst wird, welche durch die Vorschubeinheit auf den Arbeitsschlitten ausgeübt wird und dass durch die Steuereinrichtung die Hauptwinde abhängig von einem aktuell erfassten Ist-Vorschubkraftwert automatisch angesteuert wird, so dass der erfasste Ist-Vorschubkraftwert den oberen Grenzwert unterschreitet beziehungsweise den unteren Grenzwert überschreitet.According to the invention, the construction machine described above can be operated according to a method which is characterized in that the first measuring device detects an actual feed force which is exerted on the working carriage by the feed unit and that the main winch is controlled by the control device depending on a currently detected actual feed force value is controlled automatically, so that the detected actual feed force value falls below the upper limit or exceeds the lower limit.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Baumaschine die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden. Insbesondere kann der Ist-Vorschubkraftwert in dem eingestellten Bereich zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert gehalten werden. Hierdurch kann ein effizienter und sicherer Betrieb der Baumaschine erreicht werden.The advantages described above can be achieved by the method according to the invention when operating a construction machine according to the invention. In particular, the actual feed force value can be kept in the set range between the upper limit value and the lower limit value. As a result, efficient and safer operation of the construction machine can be achieved.

Eine bevorzugte Verfahrensvariante besteht nach der Erfindung darin, dass mit einer zweiten Messeinrichtung eine Seilkraft im Hauptseil erfasst wird und dass durch die Steuereinrichtung die Hauptwinde und die Vorschubeinheit angesteuert werden, so dass eine Mindestseilkraft im Hauptseil eingestellt wird. Durch die Steuereinrichtung kann so eine ausreichende Seilspannung im Hauptseil sichergestellt werden, wodurch dem Entstehen von Schlappseil zuverlässig entgegengewirkt ist.A preferred variant of the method according to the invention is that a cable force in the main cable is detected with a second measuring device and that the main winch and the feed unit are controlled by the control device so that a minimum cable force in the main cable is set. The control device can thus ensure sufficient cable tension in the main cable, which reliably counteracts the occurrence of slack cable.

Nach einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, dass an dem Arbeitsschlitten ein Bohrantrieb angeordnet wird, mit welchem ein Bohrwerkzeug mit einer Bohrschnecke drehend angetrieben wird, und dass mit dem Bohrwerkzeug ein Bohrloch im Boden erstellt wird. Es kann insbesondere bei einem Bohren mit einer Bohrschnecke nach der Erfindung ein besonders sicherer Betrieb erreicht werden. Das Bohrloch im Boden kann insbesondere zum Erstellen eines Gründungselementes genutzt werden. Dabei kann das Bohrloch mit einer aushärtbaren Suspension zum Bilden des Gründungselementes verfüllt werden.According to a further embodiment of the method according to the invention, it is advantageous that a drilling drive is arranged on the working carriage, with which a drilling tool with a drilling auger is driven in rotation, and that a borehole is created in the ground with the drilling tool. Particularly when drilling with an auger according to the invention, particularly safe operation is possible be reached. The borehole in the ground can be used in particular to create a foundation element. The borehole can be filled with a hardenable suspension to form the foundation element.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine schematische Seitenansicht einer Baumaschine, welche als ein Bohrgerät ausgebildet ist.The invention is explained in more detail below using a preferred exemplary embodiment. In the drawing, the only figure shows a schematic side view of a construction machine, which is designed as a drilling device.

Zur Verdeutlichung der Erfindung wird eine Baumaschine 10 gezeigt, welche als ein Bohrgerät 12 mit einem Trägergerät 14 ausgebildet ist. Das mobile Trägergerät 14 weist einen Unterwagen 16 mit einem Raupenfahrwerk auf. Auf dem Unterwagen 16 ist drehbar um eine Vertikalachse ein Oberwagen 18 gelagert. Über einen Anlenkmechanismus 19 ist ein im Wesentlichen vertikal gerichteter mastartiger Mäkler 20 mit einer Linearführung 22 an seiner Vorderseite am Oberwagen 18 verstellbar gelagert. Entlang der Linearführung 22 ist ein Arbeitsschlitten 30 mit einem Bohrantrieb 32 zum drehenden Antreiben eines Bearbeitungswerkzeugs 40 vorgesehen. Das Bearbeitungswerkzeug 40 ist als ein Bohrwerkzeug 42 mit einer Bohrschnecke 44 ausgebildet.To illustrate the invention, a construction machine 10 is shown, which is designed as a drilling device 12 with a carrier device 14 . The mobile carrier device 14 has an undercarriage 16 with a crawler chassis. An upper carriage 18 is rotatably mounted on the undercarriage 16 about a vertical axis. A substantially vertically directed mast-like leader 20 with a linear guide 22 is adjustably mounted on its front side on the superstructure 18 via a linkage mechanism 19 . A working carriage 30 with a drill drive 32 for driving a machining tool 40 in rotation is provided along the linear guide 22 . The processing tool 40 is designed as a drilling tool 42 with a drilling auger 44 .

Gemäß der Erfindung ist der Arbeitsschlitten 30 an einem Hauptseil 52 einer Hauptwinde 50 gehalten. Das Hauptseil 52 ist dabei von der Hauptwinde 50, welche an einer Rückseite des Mäklers 20 oder an einer anderen Position am Oberwagen 18 angeordnet sein kann, über einen Mastkopf 24 am oberen Ende des Mäklers 20 mit zwei Mast-Umlenkrollen 56a, 56b bis zu einem Befestigungselement 34 geführt, mit welchem das Hauptseil 52 mit dem Arbeitsschlitten 30 verbunden ist.According to the invention, the working carriage 30 is held on a main cable 52 of a main winch 50 . The main cable 52 is from the main winch 50, which can be arranged on a rear side of the leader 20 or at another position on the superstructure 18, via a mast head 24 at the upper end of the leader 20 with two mast deflection rollers 56a, 56b to a Fastening element 34 out, with which the main cable 52 is connected to the working carriage 30.

Die Hauptwinde 50 wird von einer Steuereinrichtung 70 im Trägergerät 14 grundsätzlich derart angesteuert, dass ein Gewicht des Arbeitsschlittens 30 mit dem Bohrantrieb 32 und dem Bearbeitungswerkzeug 40 weitgehend von einer Zugkraft der Hauptwinde 50 aufgenommen wird. Die Zugkraft der Hauptwinde 50 ist dabei so eingestellt, dass eine Mindestspannung im Hauptseil 52 gegeben ist, um Schlappseil zu vermeiden.The main winch 50 is basically controlled by a control device 70 in the carrier device 14 in such a way that the weight of the working carriage 30 with the drilling drive 32 and the processing tool 40 is largely absorbed by a tensile force of the main winch 50 . The pulling force of the main winch 50 is set in such a way that there is a minimum tension in the main rope 52 in order to avoid slack rope.

Zum Verfahren des Arbeitsschlittens 30 entlang des Mäklers 20 ist eine Vorschubeinheit 60 vorgesehen, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vorschubwinde 62 mit einem oberen Vorschubseil 64 und einem unteren Vorschubseil 66 aufweist. Das obere Vorschubseil 64 ist von der Vorschubwinde 62 nach oben zu einer ersten Umlenkrolle 68 geführt, von welcher das obere Vorschubseil 64 wieder nach unten geführt und am Arbeitsschlitten 30 über eine nicht dargestellte Rolle angelenkt ist. Ein freies Ende des oberen Vorschubseiles 64 kann über die nichtdargestellte Rolle am Arbeitsschlitten 30 wieder nach oben und über eine weitere Umlenkung zu einem Spannzylinder 67 geführt sein, durch welchen eine ausreichende Seilspannung des oberen Vorschubseiles 64 sichergestellt ist. Über das obere Vorschubseil 64 kann so eine Vorschubkraft nach oben auf den Arbeitsschlitten 30 und damit auf das Bearbeitungswerkzeug 40 ausgeübt werden.To move the working carriage 30 along the leader 20, a feed unit 60 is provided, which in the illustrated embodiment is a feed winch 62 with an upper feed rope 64 and a lower feed rope 66 has. The upper feed cable 64 is guided upwards by the feed winch 62 to a first deflection pulley 68, from which the upper feed cable 64 is guided downwards again and is articulated on the working carriage 30 via a pulley (not shown). A free end of the upper feed cable 64 can be guided back up over the roller (not shown) on the working carriage 30 and via a further deflection to a tensioning cylinder 67, through which sufficient cable tension of the upper feed cable 64 is ensured. A feed force can thus be exerted upwards on the working carriage 30 and thus on the processing tool 40 via the upper feed cable 64 .

Das untere Vorschubseil 66 ist über zwei Rollen 69a, 69b von unten an den Arbeitsschlitten 30 geführt und dort befestigt oder alternativ über eine Umlenkrolle geführt und am Mäkler 20 befestigt. Durch das Aufbringen einer Zugkraft auf das untere Vorschubseil 66 kann so die Vorschubkraft nach unten auf den Arbeitsschlitten 30 ausgeübt werden. Das obere Vorschubseil 64 und das untere Vorschubseil 66 sind auf der Windentrommel der Vorschubwinde 62 mit entgegengesetzter Wicklung angeordnet.The lower feed cable 66 is guided over two rollers 69a, 69b from below to the working carriage 30 and is fastened there or, alternatively, is guided over a deflection roller and fastened to the leader 20. By applying a tensile force to the lower feed cable 66, the feed force can be exerted downwards on the working carriage 30. The upper haul rope 64 and the lower haul rope 66 are arranged on the winch drum of the haul winch 62 with opposite winding.

Eine Vorschubkraft der Vorschubeinheit 60 kann etwa über eine erste Messeinrichtung 71 an der ersten Umlenkrolle 68 oder auch mit einer weiteren Messeinrichtung im Bereich des Spannzylinders 67 erfasst und an die Steuereinrichtung 70 weitergeleitet werden. In ähnlicher Weise kann eine Kraft am Hauptseil 52 über eine zweite Messeinrichtung 72 erfasst werden, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der ersten Mast-Umlenkrolle 56a am Mastkopf 24 angeordnet ist. Auch die zweite Messeinrichtung 72 steht mit der Steuereinrichtung 70 in Verbindung.A feed force of the feed unit 60 can be recorded, for example, via a first measuring device 71 on the first deflection roller 68 or with a further measuring device in the area of the clamping cylinder 67 and forwarded to the control device 70 . In a similar way, a force on the main cable 52 can be detected via a second measuring device 72, which is arranged in the illustrated exemplary embodiment in the region of the first mast deflection roller 56a on the mast head 24. The second measuring device 72 is also connected to the control device 70 .

In der Steuereinrichtung 70 sind für die Vorschubeinheit 60 zu der Vorschubkraft ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert hinterlegbar. Die Steuereinrichtung 70 ist dabei so ausgebildet, dass abhängig von einem Ist-Vorschubkraftwert, der von der ersten Messeinrichtung 71 erfasst wird, die Hauptwinde 50 automatisch angesteuert wird, wobei der erfasste Ist-Vorschubkraftwert so gesteuert oder geregelt wird, dass dieser unter dem oberen Grenzwert beziehungsweise über dem unteren Grenzwert zu liegen kommt.An upper limit value and a lower limit value for the feed force can be stored in the control device 70 for the feed unit 60 . The control device 70 is designed in such a way that the main winch 50 is automatically controlled as a function of an actual feed force value that is recorded by the first measuring device 71, with the recorded actual feed force value being controlled or regulated in such a way that it is below the upper limit value or above the lower limit.

Kommt beispielsweise die Vorschubeinheit 60 beim Ziehen des Arbeitsschlittens 30 nach oben an eine obere Lastgrenze, wird also der obere Grenzwert der Ist-Vorschubkraft erreicht oder überschritten, so kann durch die Steuereinrichtung 70 die Hauptwinde 50 zur Unterstützung aktiviert werden, so dass über das Hauptseil 52 eine zusätzliche Zugkraft auf den Arbeitsschlitten 30 ausgeübt wird.If, for example, the feed unit 60 reaches an upper load limit when pulling the working carriage 30 upwards, i.e. if the upper limit value of the actual feed force is reached or exceeded, the control device 70 can activate the main winch 50 for support, so that the main cable 52 an additional tensile force is exerted on the working carriage 30.

In ähnlicher Weise kann bei Erreichen einer Lastgrenze bei einem Vorschub nach unten der Vorschubeinheit 60 die Hauptwinde 50 durch die Steuereinrichtung 70 so aktiviert werden, dass die grundsätzlich am Arbeitsschlitten 30 angreifende Zugkraft durch das Hauptseil 52 reduziert wird. Somit wird eine zusätzliche Kraft nach unten auf den Arbeitsschlitten durch das Gewicht des Arbeitsschlittens 30, des Bohrantriebs 32 und des Bearbeitungswerkzeugs 40 ausgeübt, wodurch die Vorschubkraft nach unten erhöht und die Vorschubeinheit 60 entlastet wird.Similarly, when a load limit is reached when the feed unit 60 is pushed down, the main winch 50 can be activated by the control device 70 in such a way that the tensile force basically acting on the working carriage 30 is reduced by the main cable 52 . Thus, an additional downward force is exerted on the working carriage by the weight of the working carriage 30, the drilling drive 32 and the machining tool 40, whereby the downward feed force is increased and the feed unit 60 is relieved.

Durch dieses automatische Aktivieren der Hauptwinde 50 kann insbesondere bei einem Bohren mit einer Bohrschnecke 44 ein unerwünschtes korkenzieherartiges Eindrehen der Bohrschnecke 44 in eine weiche Bodenschicht verhindert werden, da hierdurch eine Überlastung der Vorschubeinheit 60 und ein Verkippen des Bohrgerätes 12 bewirkt werden könnte. Somit trägt die erfindungsgemäße Steuereinrichtung 70 auch zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei.This automatic activation of the main winch 50 can prevent an undesired corkscrew-like turning of the auger 44 into a soft soil layer, particularly when drilling with an auger 44, since this could cause the feed unit 60 to be overloaded and the drill 12 to tilt. The control device 70 according to the invention thus also contributes to increasing operational reliability.

Claims (11)

Baumaschine, insbesondere Bohrgerät (12), mit - einem mobilen Trägergerät (14), - einem daran angeordneten Mäkler (20) mit einer Linearführung (22), - einem Arbeitsschlitten (30), welcher an der Linearführung (22) des Mäklers (20) vertikal verfahrbar gelagert und zum Halten eines Bearbeitungswerkzeugs (40) ausgebildet ist, - einer Hauptwinde (50) mit einem Hauptseil (52), dessen freies Ende direkt oder indirekt mit dem Arbeitsschlitten (30) verbunden ist, wobei die Hauptwinde (50) angetrieben und gesteuert ist, eine Gewichtskraft des Arbeitsschlittens (30) mit dem daran gehaltenen Bearbeitungswerkzeug (40) aufzunehmen und im Wesentlichen zu kompensieren, - einer Vorschubeinheit (60), welche ausgebildet ist, in einem Arbeitsbetrieb den Arbeitsschlitten (30) entlang des Mäklers (20) nach oben oder nach unten zu verfahren und eine Vorschubkraft auszuüben, - einer ersten Messeinrichtung (71) zum Erfassen einer Ist-Vorschubkraft, welche auf den Arbeitsschlitten (30) ausgeübt wird, und - einer Steuereinrichtung (70), in welcher für die Vorschubeinheit (60) zu der Vorschubkraft ein oberer Grenzwert und/oder ein unterer Grenzwert hinterlegt sind, und wobei die Steuereinrichtung (70) ausgebildet ist, abhängig von einem Ist-Vorschubkraftwert, welcher von der ersten Messeinrichtung (71) erfasst wird, die Hauptwinde (50) automatisch anzusteuern, so dass der erfasste Ist-Vorschubkraftwert unter dem oberen Grenzwert beziehungsweise über dem unteren Grenzwert zu liegen kommt. Construction machine, in particular drilling device (12), with - a mobile carrier device (14), - a leader (20) arranged thereon with a linear guide (22), - a working carriage (30) which is mounted on the linear guide (22) of the leader (20) so that it can be moved vertically and is designed to hold a processing tool (40), - a main winch (50) with a main cable (52), the free end of which is connected directly or indirectly to the working carriage (30), the main winch (50) being driven and controlled, a weight of the working carriage (30) with the one held thereon accommodating and essentially compensating for the machining tool (40), - a feed unit (60) which is designed to move the working carriage (30) up or down along the leader (20) during operation and to exert a feed force, - A first measuring device (71) for detecting an actual feed force which is exerted on the working carriage (30), and - a control device (70) in which an upper limit value and/or a lower limit value for the feed force is stored for the feed unit (60), and wherein the control device (70) is designed as a function of an actual feed force value which is derived from the first measuring device (71) is detected to automatically control the main winch (50) so that the detected actual feed force value comes to lie below the upper limit value or above the lower limit value. Baumaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Messeinrichtung (72) zum Erfassen einer Seilkraft im Hauptseil (52) vorgesehen ist und dass die Steuereinrichtung (70) ausgebildet ist, die Hauptwinde (50) und die Vorschubeinheit (60) so anzusteuern, dass eine Mindestseilkraft im Hauptseil (52) gegeben ist. Construction machine according to claim 1,
characterized, that a second measuring device (72) is provided for detecting a cable force in the main cable (52) and that the control device (70) is designed to control the main winch (50) and the feed unit (60) in such a way that there is a minimum cable force in the main cable (52). Baumaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorschubeinheit (60) einen Linearantrieb, insbesondere einen Stellzylinder, aufweist.Construction machine according to claim 1 or 2,
characterized,
that the feed unit (60) has a linear drive, in particular an actuating cylinder. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorschubeinheit (60) eine Vorschubwinde (62) aufweist.Construction machine according to one of claims 1 to 3,
characterized,
that the feed unit (60) has a feed winch (62). Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorschubeinheit (60) ein oberes Vorschubseil (64) zum Ausüben einer Vorschubkraft nach oben und ein unteres Vorschubseil (66) zum Ausüben einer Vorschubkraft nach unten auf den Arbeitsschlitten (30) aufweist.Construction machine according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that the feed unit (60) has an upper feed rope (64) for exerting an upward feed force and a lower feed rope (66) for exerting a downward feed force on the working carriage (30). Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine der Messeinrichtungen (71, 72) eine Umlenkrolle (56, 68) mit einem Kraftmesselement aufweist.Construction machine according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that at least one of the measuring devices (71, 72) has a deflection roller (56, 68) with a force-measuring element. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Bohrgerät (12) ausgebildet ist und dass an dem Arbeitsschlitten (30) ein Bohrantrieb (32) zum drehenden Antreiben eines Bohrwerkzeuges (42) angeordnet ist. Construction machine according to one of claims 1 to 6,
characterized, that this is designed as a drill (12) and that a drill drive (32) for rotating a drilling tool (42) is arranged on the working carriage (30). Baumaschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bohrwerkzeug (42) insbesondere eine Bohrschnecke (44) aufweist.Construction machine according to claim 7,
characterized,
that the drilling tool (42) has, in particular, an auger (44). Verfahren zum Betreiben einer Baumaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass mit der ersten Messeinrichtung (71) eine Ist-Vorschubkraft erfasst wird, welche durch die Vorschubeinheit (60) auf den Arbeitsschlitten (30) ausgeübt wird, und dass durch die Steuereinrichtung (70) die Hauptwinde (50) abhängig von einem aktuell erfassten Ist-Vorschubkraftwert automatisch angesteuert wird, so dass der erfasste Ist-Vorschubkraftwert den oberen Grenzwert unterschreitet beziehungsweise den unteren Grenzwert überschreitet. Method for operating a construction machine (10) according to one of Claims 1 to 7,
characterized, that with the first measuring device (71) an actual feed force is recorded, which is exerted by the feed unit (60) on the working carriage (30), and that the main winch (50) is automatically controlled by the control device (70) depending on a currently recorded actual feed force value, so that the recorded actual feed force value falls below the upper limit value or exceeds the lower limit value. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass mit einer zweiten Messeinrichtung (72) eine Seilkraft im Hauptseil (52) erfasst wird und dass durch die Steuereinrichtung (70) die Hauptwinde (50) und die Vorschubeinheit (60) angesteuert werden, so dass eine Mindestseilkraft im Hauptseil (52) eingestellt wird. Method according to claim 9,
characterized, that a cable force in the main cable (52) is recorded with a second measuring device (72) and that the main winch (50) and the feed unit (60) are controlled by the control device (70), so that a minimum cable force is set in the main cable (52). Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Arbeitsschlitten (30) ein Bohrantrieb (32) angeordnet wird, mit welchem ein Bohrwerkzeug (42) insbesondere mit einer Bohrschnecke (44) drehend angetrieben wird, und dass mit dem Bohrwerkzeug (42) ein Bohrloch im Boden erstellt wird. Method according to claim 8 or 9,
characterized, that a drilling drive (32) is arranged on the working carriage (30), with which a drilling tool (42), in particular with a drilling auger (44), is driven in rotation, and that with the drilling tool (42) a borehole is created in the ground.
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