EP4174283B1 - Construction machine and method for operating the construction machine - Google Patents

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EP4174283B1
EP4174283B1 EP21205518.0A EP21205518A EP4174283B1 EP 4174283 B1 EP4174283 B1 EP 4174283B1 EP 21205518 A EP21205518 A EP 21205518A EP 4174283 B1 EP4174283 B1 EP 4174283B1
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EP
European Patent Office
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feed
force
drilling
construction machine
cable
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EP21205518.0A
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German (de)
French (fr)
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EP4174283A1 (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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Publication date
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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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    • 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
    • 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
    • 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
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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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    • 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 work carriage, which is mounted so that it can move vertically on the linear guide of the leader and is designed to hold a processing tool, according to claim 1.
  • the invention further relates to a method for operating such a construction machine according to claim 9.
  • a construction machine for drilling for example, is made from the EP 2 378 053 A1 or from the EP 2 975 208 known.
  • a drilling drive for rotating a drilling tool with a drilling auger is provided on the work carriage.
  • the drilling tool has a drilling rod, a so-called Kelly rod, which is suspended on a main rope of a main winch.
  • the main rope holds and absorbs the weight of the drill pipe including the drilling tool.
  • the drill pipe is guided through the annular drill drive, a so-called power turret, whereby a torque can be transmitted from an annular drive wheel to outer driver strips of the drill pipe.
  • Another drilling rig is out of the EP 2 767 672 known, which has a carriage drive using a cable or hydraulic drive.
  • the drilling tool such as an endless worm
  • the so-called power turret is attached directly to the drilling drive, the so-called power turret, and can thus be pulled by a feed device. Since the tensile forces during operation are generally higher than the compressive forces during drilling due to the attached masses of the drilling tool and the drilling drive, the main rope can be attached directly to the drilling drive.
  • the work carriage with the drilling drive can be moved downwards 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.
  • a first aspect of the invention is that the main rope of the main winch is connected to the work carriage, so that the main winch can act directly on the work carriage.
  • the main rope can be attached directly to the work carriage or indirectly, with a deflection pulley being mounted on the work carriage.
  • the main rope can be guided like a pulley around the pulley and on be attached to the mast.
  • the main winch can accommodate and compensate for the weight of the processing tool connected to the work carriage and the work carriage.
  • the work carriage can be moved by a feed unit separate from the main winch, with the feed unit applying a downward or upward feed force to the work carriage and thus to the processing 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 specifically controlled by the control device in accordance with a predetermined control program in order to protect the feed unit and ensure the operational reliability of the entire machine.
  • the control is designed in such a way that, due to the additional effect of the main winch, the current actual feed force value remains within the range between the limit values, in any case falls below the upper limit value again or exceeds the lower limit value again.
  • the control device activates the main winch in such a way that an additional upward pulling force is exerted on the implement carriage via the main rope. This prevents the drilling tool from being screwed into the ground, so that the drilling tool continues to remove soil material with a defined feed movement.
  • the preset holding force on the main winch can be reduced via the control unit to compensate for the weight, so that part or almost all of the weight of the implement carriage with the processing tool additionally downwards in the feed direction works. Only a certain residual tensile force is maintained 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. This significantly reduces the burden on a machine operator 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 is that a second measuring device is provided for detecting a rope force in the main rope and that the control device is designed to control the main winch and the feed unit so that a minimum rope force is given in the main rope.
  • the feed unit can be designed in any suitable way.
  • 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 basically have a double-acting cylinder, through which a feed force can be exerted both downwards and upwards.
  • Two single-acting actuating cylinders can also be provided in a reverse arrangement.
  • the at least one actuating cylinder can be used directly or via feed ropes be connected to the work carriage. It is also possible for an adjusting cylinder to also be used to adjust a pretension on a feed rope.
  • the feed unit has a feed winch.
  • the feed winch can include a winch that can be driven in both directions of rotation. Tensile forces can be applied in both directions, i.e. upwards or downwards.
  • the feed unit has an upper feed cable for exerting an upward feed force and a lower feed cable for exerting a downward feed force on the work 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. This means that the carriage can be moved downwards or upwards along the leader, depending on the direction of rotation of the winch drum.
  • Sufficient rope tension can be achieved using one or more actuating cylinders, for example using a tension roller.
  • the feed ropes can be guided over deflection pulleys.
  • the measuring devices can be designed in any suitable way to record 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 rammer for inserting or pulling sheet piles into 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 provided on the work carriage is arranged.
  • Such drilling devices can be used in particular to create foundation piles in the ground.
  • the drilling tool has a drilling auger.
  • a drilling auger particularly safe operation can be achieved, since a potentially dangerous operating situation can be reliably avoided due to a so-called corkscrew effect by screwing the auger into the ground.
  • the previously described construction machine 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 work carriage by the feed unit and that the main winch is controlled by the control device depending on a The currently recorded actual feed force value is automatically controlled so that the recorded actual feed force value falls below the upper limit or exceeds the lower limit.
  • the method according to the invention allows the advantages described above to be achieved 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 and the lower limit. This allows efficient and safe operation of the construction machine to be achieved.
  • a preferred method variant according to the invention is that a cable force in the main cable is recorded 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 is set in the main cable.
  • the control device can ensure sufficient rope tension in the main rope, which reliably counteracts the development of slack rope.
  • a drilling drive is arranged on the work carriage, with which a drilling tool with a drilling auger is rotationally driven, and that a borehole is created in the ground with the drilling tool.
  • Particularly safe operation can occur, particularly when drilling with a drill auger according to the invention can be achieved.
  • the drill hole 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 uppercarriage 18 is mounted on the undercarriage 16 so that it can rotate about a vertical axis.
  • a substantially vertically directed mast-like leader 20 with a linear guide 22 on its front side on the superstructure 18 is adjustable via an articulation mechanism 19.
  • a work carriage 30 with a drill drive 32 for rotating a machining tool 40 is provided along the linear guide 22.
  • the processing tool 40 is designed as a drilling tool 42 with a drilling auger 44.
  • the work carriage 30 is held on a main rope 52 of a main winch 50.
  • the main rope 52 is from the main winch 50, which can be arranged on a back 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 one Fastening element 34 guided, with which the main rope 52 is connected to the work carriage 30.
  • the main winch 50 is basically controlled by a control device 70 in the carrier device 14 in such a way that a weight of the work 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 adjusted so 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 exemplary embodiment shown has 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 roller 68, from which the upper feed cable 64 is guided downwards again and is articulated on the work carriage 30 via a roller, not shown.
  • a free end of the upper feed rope 64 can be guided upwards again via the roller (not shown) on the work carriage 30 and via a further deflection to a tensioning cylinder 67, through which sufficient rope tension of the upper feed rope 64 is ensured.
  • Via the upper feed cable 64 a feed force can be exerted upwards on the work carriage 30 and thus on the processing tool 40.
  • the lower feed rope 66 is guided from below to the work carriage 30 via two rollers 69a, 69b and fastened there or, alternatively, 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 work carriage 30.
  • the upper feed rope 64 and the lower feed rope 66 are arranged on the winch drum of the feed winch 62 with opposite winding.
  • a feed force of the feed unit 60 can be detected via a first measuring device 71 on the first deflection roller 68 or also 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 rope 52 can be detected via a second measuring device 72, which in the illustrated embodiment is arranged in the area 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 so that, depending on an actual feed force value that is detected by the first measuring device 71, the main winch 50 is automatically controlled, the detected actual feed force value being controlled or regulated so that it is below the upper limit value or above the lower limit value.
  • the main winch 50 can be activated by the control device 70 for support, so that via the main rope 52 an additional tensile force is exerted on the work 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 work carriage 30 is reduced by the main rope 52.
  • the control device 70 can be activated by the control device 70 in such a way that the tensile force basically acting on the work carriage 30 is reduced by the main rope 52.
  • This automatic activation of the main winch 50 can prevent an undesirable corkscrew-like screwing of the auger 44 into a soft soil layer, particularly when drilling with a drilling auger 44, since this could cause an overload of the feed unit 60 and a tilting of the drilling device 12.
  • the control device 70 according to the invention thus also contributes to increasing operational safety.

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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 work carriage, which is mounted so that it can move vertically on the linear guide of the leader 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 further 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 oder aus der EP 2 975 208 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, for example, is made from the EP 2 378 053 A1 or from the EP 2 975 208 known. In this known construction machine, a drilling drive for rotating a drilling tool with a drilling auger is provided on the work carriage. The drilling tool has a drilling rod, a so-called Kelly rod, which is suspended on a main rope of a main winch. The main rope holds and absorbs the weight of the drill pipe including the drilling tool.

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.During Kelly drilling, the drill pipe is guided through the annular drill drive, a so-called power turret, whereby a torque can be transmitted from an annular drive wheel to outer driver strips of the drill pipe.

Ein weiteres Bohrgerät ist aus der EP 2 767 672 bekannt, die über einen Schlittenantrieb mittels Seil- oder Hydraulikantrieb verfügt.Another drilling rig is out of the EP 2 767 672 known, which has a carriage drive using a cable or hydraulic drive.

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 eine 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, kann das Hauptseil direkt am Bohrantrieb angehängt werden.In a so-called single-pass method, to which the invention relates in particular, the drilling tool, such as an endless worm, is attached directly to the drilling drive, the so-called power turret, and can thus be pulled by a feed device. Since the tensile forces during operation are generally higher than the compressive forces during drilling due to the attached masses of the drilling tool and the drilling drive, the main rope can be attached directly 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 work carriage with the drilling drive can be moved downwards 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 via the feed unit, a feed force can also be applied upwards. 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 occurs, which could cause the main rope to jump out of the deflection pulleys on 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 soil material in certain soil layers, but rather screws itself into a softer soil layer like a corkscrew. This allows the drilling tool to perform an increased feed movement relative to the ground due to the screwing movement. When a drilling tool is screwed in like a corkscrew, the forced movement can result in a sudden increase in the downward feed force. 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 break.

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 like a corkscrew, the construction machine as a whole can tilt and tilt, so that there is a risk of the construction machine tipping over.

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.The object is achieved according to the invention by a construction machine with the features of claim 1 or by a method with the features of claim 9. Preferred embodiments are specified 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
  • a mobile carrier device,
  • a leader arranged on it with a linear guide,
  • a work carriage, which is mounted so that it can move vertically on the linear guide of the leader 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 work carriage, the main winch being driven and controlled in order to absorb and essentially compensate for a weight of the work carriage with the processing tool held on it,
  • a feed unit which is designed to move the work carriage up or down along the leader in a working 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 detected by the first measuring device, so that the recorded actual feed force value is below the upper limit or above the lower limit.

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 work carriage, so that the main winch can act directly on the work carriage. The main rope can be attached directly to the work carriage or indirectly, with a deflection pulley being mounted on the work carriage. The main rope can be guided like a pulley around the pulley and on be attached to the mast. The main winch can accommodate and compensate for the weight of the processing tool connected to the work carriage and the work carriage. The work carriage can be moved by a feed unit separate from the main winch, with the feed unit applying a downward or upward feed force to the work carriage and thus to the processing 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 specifically controlled by the control device in accordance with a predetermined control program in order to protect the feed unit and ensure the operational reliability of the entire machine. The control is designed in such a way that, due to the additional effect of the main winch, the current actual feed force value remains within the range between the limit values, 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.For example, if the initial situation of a so-called corkscrew effect with a rapidly increasing downward feed force arises when drilling a processing tool into a ground, the control device activates the main winch in such a way that an additional upward pulling force is exerted on the implement carriage via the main rope. This prevents the drilling tool from being screwed into the ground, so that the drilling tool continues to remove soil material with a defined 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 the weight, so that part or almost all of the weight of the implement carriage with the processing tool additionally downwards in the feed direction works. Only a certain residual tensile force is maintained 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 machining 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 drilling material, the skin friction or a possible jamming of the machining tool, an additional tensile force can be applied by means of the main winch the control device prevents overloading of the feed unit.

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. This significantly reduces the burden on a machine operator 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 is that a second measuring device is provided for detecting a rope force in the main rope and that the control device is designed to control the main winch and the feed unit so that a minimum rope force is given in the main rope.

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 correspondingly controlling the main winch and/or the feed unit, it can be ensured that a predetermined minimum rope force is present in the main rope. This ensures a minimum tension on the main rope, so that the risk of slack 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 further 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 basically have a double-acting cylinder, through which a feed force can be exerted both downwards and upwards. Two single-acting actuating cylinders can also be provided in a reverse arrangement. The at least one actuating cylinder can be used directly or via feed ropes be connected to the work carriage. It is also possible for an adjusting cylinder to also be used to adjust a pretension on a feed rope.

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 that the feed unit has a feed winch. The feed winch can include a winch that can be driven in both directions of rotation. 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 cable for exerting an upward feed force and a lower feed cable for exerting a downward feed force on the work 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. This means that the carriage can be moved downwards or upwards along the leader, depending on the direction of rotation of the winch drum. Sufficient rope tension can be achieved using one or more actuating cylinders, for example using a tension roller. The feed ropes 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 way to record the desired forces. A force measurement can be made at the end of the rope or at the winch. According to a further 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. This allows a force on the main rope and/or the at least one feed rope to 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.In principle, 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 rammer for inserting or pulling sheet piles into the ground can be provided on the implement carriage. According to an 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 provided on the work carriage is arranged. Such drilling devices 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 a drilling auger. Particularly in this embodiment of a drilling device, particularly safe operation can be achieved, since a potentially dangerous operating situation can be reliably avoided due to a so-called corkscrew effect 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 previously described construction machine 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 work carriage by the feed unit and that the main winch is controlled by the control device depending on a The currently recorded actual feed force value is automatically controlled so that the recorded 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 method according to the invention allows the advantages described above to be achieved 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 and the lower limit. This allows efficient and safe operation of the construction machine to 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 method variant according to the invention is that a cable force in the main cable is recorded 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 is set in the main cable. The control device can ensure sufficient rope tension in the main rope, which reliably counteracts the development of slack rope.

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 work carriage, with which a drilling tool with a drilling auger is rotationally driven, and that a borehole is created in the ground with the drilling tool. Particularly safe operation can occur, particularly when drilling with a drill auger according to the invention can be achieved. The drill hole 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 rig.

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 uppercarriage 18 is mounted on the undercarriage 16 so that it can rotate about a vertical axis. A substantially vertically directed mast-like leader 20 with a linear guide 22 on its front side on the superstructure 18 is adjustable via an articulation mechanism 19. A work carriage 30 with a drill drive 32 for rotating a machining tool 40 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 work carriage 30 is held on a main rope 52 of a main winch 50. The main rope 52 is from the main winch 50, which can be arranged on a back 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 one Fastening element 34 guided, with which the main rope 52 is connected to the work 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 a weight of the work 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 adjusted so 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 work carriage 30 along the leader 20, a feed unit 60 is provided, which in the exemplary embodiment shown has 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 roller 68, from which the upper feed cable 64 is guided downwards again and is articulated on the work carriage 30 via a roller, not shown. A free end of the upper feed rope 64 can be guided upwards again via the roller (not shown) on the work carriage 30 and via a further deflection to a tensioning cylinder 67, through which sufficient rope tension of the upper feed rope 64 is ensured. Via the upper feed cable 64, a feed force can be exerted upwards on the work carriage 30 and thus on the processing tool 40.

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 rope 66 is guided from below to the work carriage 30 via two rollers 69a, 69b and fastened there or, alternatively, 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 work carriage 30. The upper feed rope 64 and the lower feed rope 66 are arranged on the winch drum of the feed 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 detected via a first measuring device 71 on the first deflection roller 68 or also 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 rope 52 can be detected via a second measuring device 72, which in the illustrated embodiment is arranged in the area 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 so that, depending on an actual feed force value that is detected by the first measuring device 71, the main winch 50 is automatically controlled, the detected actual feed force value being controlled or regulated so that it is below the upper limit value or above the lower limit value.

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.For example, if the feed unit 60 reaches an upper load limit when pulling the work carriage 30 upwards, i.e. if the upper limit of the actual feed force is reached or exceeded, the main winch 50 can be activated by the control device 70 for support, so that via the main rope 52 an additional tensile force is exerted on the work 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.In a similar way, when a load limit is reached when the feed unit 60 is advanced downwards, the main winch 50 can be activated by the control device 70 in such a way that the tensile force basically acting on the work carriage 30 is reduced by the main rope 52. Thus, an additional downward force is exerted on the work carriage by the weight of the work carriage 30, the drilling drive 32 and the machining tool 40, thereby increasing the downward feed force and relieving the load on the feed unit 60.

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 undesirable corkscrew-like screwing of the auger 44 into a soft soil layer, particularly when drilling with a drilling auger 44, since this could cause an overload of the feed unit 60 and a tilting of the drilling device 12. The control device 70 according to the invention thus also contributes to increasing operational safety.

Claims (11)

  1. Construction machine, in particular drilling rig (12), having
    - a mobile carrier apparatus (14),
    - a leader (20) arranged thereon, having 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 which is configured to hold a processing tool (40),
    - a main winch (50) having 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 to accommodate and substantially to compensate for a weight of the working carriage (30) with the processing tool (40) held thereon,
    - a feed unit (60) which is configured, in a working operation, to move the working carriage (30) upwards or downwards along the leader (20) 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) by the feed unit (60), and
    - a control device (70) in which an upper limit value and/or a lower limit value in relation to the feed force are stored for the feed unit (60), and with the control device (70) being configured, dependent on an actual feed force value which is detected by the first measuring device (71), to automatically control the main winch (50), so that the detected feed force value comes to lie below the upper limit value and above the lower limit value.
  2. Construction machine according to claim 1,
    characterised in that
    a second measuring device (72) is provided for detecting a cable force in the main cable (52), and
    in that the control device (70) is configured to control the main winch (50) and the feed unit (60) such that a minimum cable force is present in the main cable (52).
  3. Construction machine according to claim 1 or 2,
    characterised in that
    the feed unit (60) has a linear drive, in particular an actuating cylinder.
  4. Construction machine according to one of claims 1 to 3,
    characterised in that
    the feed unit (60) has a feed winch (62).
  5. Construction machine according to one of claims 1 to 4,
    characterised in that
    the feed unit (60) has an upper feed cable (64) for exerting a feed force upwards and a lower feed cable (66) for exerting a feed force downwards onto the working carriage (30).
  6. Construction machine according to one of claims 1 to 5,
    characterised in that
    at least one of the measuring devices (71, 72) has a deflecting roller (56, 68) having a force measurement element.
  7. Construction machine according to one of claims 1 to 6,
    characterised in that
    it is configured as a drilling rig (12), and
    in that a drilling drive (32) for rotary driving of a drilling tool (42) is arranged on the working carriage (30).
  8. Construction machine according to claim 7,
    characterised in that
    the drilling tool (42) has, in particular a drilling auger (44).
  9. Method for operating a construction machine (10) according to one of claims 1 to 7,
    characterised in that
    with the first measuring device (71) an actual feed force which is exerted by the feed unit (60) on the working carriage (30) is detected, and
    in that the main winch (50) is automatically controlled by the control device (70) dependent on a currently detected actual feed force value, so that the detected actual feed force value falls below the upper limit value and exceeds the lower limit value.
  10. Method according to claim 9,
    characterised in that
    with a second measuring device (72) a cable force in the main cable (52) is detected, and
    in that the main winch (50) and the feed unit (60) are controlled by the control device (70), so that a minimum cable force in the main cable (52) is set.
  11. Method according to claim 8 or 9,
    characterised in that
    a drilling drive (32) is arranged on the working carriage (30), with which drilling drive a drilling tool (42) is driven in rotation, in particular with a drilling auger (44), and
    in that a borehole is created in the ground with the drilling tool (42).
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