DE10319800A1

DE10319800A1 - Hohlbohrkrone für Kernbohrmaschinen

Info

Publication number: DE10319800A1
Application number: DE2003119800
Authority: DE
Inventors: Reinhold Kleis
Original assignee: KLEIS SIMONE
Current assignee: KLEIS, REINHOLD, 08427 FRAUREUTH, DE; PöCH, THOMAS, 08427 FRAUREUTH, DE
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hohlbohrkrone für Kernbohrmaschinen, insbesondere für die Durchführung von Kernbohrungen im Boden und/oder Fels, mit einer rohrförmigen Bohrkrone, bestehend aus einem Rohr mit in Vortriebsrichtung an der Stirnseite angeordneten Schneidelementen. Erfindungsgemäß weist die Hohlbohrkrone mindestens eine Fluidmittelzuführung auf, deren Austrittsöffnung sich im Wirkungskreis der Schneidelemente befindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlbohrkrone für Kernbohrmaschinen nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs und findet bevorzugt für die Durchführung von Kernbohrungen im Boden und/oder Fels Anwendung.

Handelsübliche Hohlbohrkronen für Kernbohrmaschinen bestehen aus einer rohrförmigen Bohrkrone mit Schneidelementen (Hartmetall- oder Diamantschneideinsätze) an der Stirnseite, d.h. in Vortriebsrichtung. Diese Kernbohrmaschinen werden meist für die Durchführung kürzerer Bohrungen eingesetzt, z.B. für die Verlegung von Abwasser-Hausanschlüssen. Dabei muss meist eine Grundmauerbohrung mit der Kernbohrmaschine in Verbindung mit Verlegung im Erdreich durchgeführt werden. Da die herkömmlichen Hohlbohrkronen nur für die Bohrungen im Mauerwerk oder Beton geeignet sind gehen sie bei der Durchführung von Bohrungen im Erdreich bereits nach wenigen Zentimetern aufgrund des nicht entstehenden Freischnitts fest und sind daher für Bohrungen im Erdreich nicht geeignet. Es müssen daher aufwändige Aufschachtungen, z.B. des Fußweges, vorgenommen werden.

Für die Durchführung von Bohrungen im Erdreich sind beispielsweise Hochdruck-Injektions-Verfahren bekannt, wobei in das Erdreich unter Ausspülung mittels eines Rohrgestänges eine Bohrkrone eingebracht wird.

In DE 37 18 480 C2 wird eine derartige Bohrvorrichtung beschrieben, wobei die Bohrkrone aus einem doppelwandigen Außenrohr gebildet wird. Durch die Bohrkrone reicht ein Kanalgestänge, in welchem eine Injektionsdüse vorgesehen ist. Diese Lösung dient zur Erzeugung von Stütz- und Dichtwänden mittels einer Zement-Suspension, die über die Injektionsdüse in das Erdreich injiziert wird. Zusätzlich wird durch den Ringraum des doppelwandigen Außenrohres ein Spülmedium als Bohrhilfe für das Außenrohr eingeleitet. Das Spülmedium gelangt über Austrittsöffnungen, die am Außenumfang des Außenrohres verteilt sind, in das Erdreich. Dieses Verfahren ist ausschließlich zur Herstellung senkrechter Stütz- und Dichtwände verwendbar und kann somit für die Herstellung z.B. horizontaler Hausanschlussbohrungen nicht eingesetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hohlbohrkrone für Kernbohrmaschinen zu entwickeln, die es gestattet das Einsatzgebiet bisheriger Hohlbohrkronen zu erweitern und auch im Erdreich Bohrungen durchzuführen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Hohlbohrkrone für Kernbohrmaschinen, insbesondere für die Durchführung von Kernbohrungen im Boden und/oder Fels, mit einer rohrförmigen Bohrkrone, besteht aus einem Rohr mit in Vortriebsrichtung an der Stirnseite angeordneten Schneidelementen, wobei die Hohlbohrkrone erfindungsgemäß mindestens eine Fluidmittelzuführung aufweist, deren Austrittsöffnung sich im Wirkungskreis der Schneidelemente befindet. Vorzugsweise ist die Austrittsöffnung der Fluidmittelzuführung

– an der Stirnseite oder
– unmittelbar an die Stirnseite anschließend an der Innenwandung oder Außenwandung oder
– an einem Übergang (Radius/Phase) zwischen Stirnseite und Innenwandung oder Außenwandung

vorgesehen.

Dabei kann die Hohlbohrkrone doppelwandig unter Verwendung eines Außenrohres und eines Innenrohres ausgebildet sein. Die Fluidmittelzuführung zur Austrittsöffnung kann über einen Ringraum zwischen Außenrohr und Innenrohr, über einen Kanal oder eine Fluidleitung in der Hohlbohrkrone erfolgen.

Der Kanal und/oder die Fluidleitung können dabei in der Wandung des Rohres der Bohrkrone oder bei einer doppelwandigen Hohlbohrkrone im Außenrohr, im Innenrohr oder zwischen Außen- und Innenrohr verlaufen.

Der Kanal und/oder die Fluidleitung können dabei in einer Nut oder einer Bohrung in der rohrförmigen Bohrkrone ausgebildet sein, wobei die Nut geschlossen sein muss.

Die Anzahl der Austrittsöffnungen kann variierbar sein und es ist möglich, ein oder mehrere Austrittsöffnungen verschließbar zu gestalten, z.B. durch verlöten oder Verschlussstopfen.

Weiterhin ist es möglich, durch das Einschrauben von Düsen in die Austrittsöffnungen den Abstrahlwinkel und/oder den Fluiddruck zu variieren. Um das Rückströmen des Fluids zu vermeiden, sollte in der Druckmittelzuführung ein Rückschlagventil angeordnet sein. Die Zuleitung des Fluidmittels erfolgt bevorzugt über ein an der Bohrkrone anbringbares Hohlgestänge.

Die Schneidelemente sind entweder als Hartmetall-Schneideinsätze oder Diamant-Schneideinsätze ausgebildet. Weiterhin ist von wesentlichem Vorteil, dass in der Bohrkrone ein Entleerungsdeckel angeordnet sein kann, der beim Bohrvorgang innen am Boden der Bohrkrone anliegt. Nach dem Bohrvorgang wird der Deckel bevorzugt pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch in Richtung zur Stirnseite der Bohrkrone gepresst, wodurch das Bohrgut entleert wird.

Durch die Zuführung des Fluids unmittelbar im Bereich der Schneidelemente wird ein Freischnitt erzeugt, der ein Festgehen der Hohlbohrkrone im Erdreich vermeidet. Es ist somit erstmalig möglich, die erfindungsgemäße Hohlbohrkrone an einem Gestänge für herkömmliche Hohlbohrkronen anzuschließen und damit Kernbohrungen im Mauerwerk, Fels und Erdreich durchzuführen. Insbesondere durch die Möglichkeit, mit der Hohlbohrkrone Bohrungen im Erdreich durchzuführen, wird das Einsatzgebiet der Hohlbohrkronen, mit denen bisher nur Durchbrüche im Mauerwerk und Beton erzeugt werden konnten, wesentlich erweitert. Aufwändige Aufschachtungen des Erdreiches können damit vermieden werden, wodurch eine hohe Kostenersparnis zu verzeichnen ist. Für Bohrungen im Erdreich ist der Einsatz einer Bohrkrone aufgrund des kreisförmigen Bohrvorganges sehr zielgenau. Weiterhin ist ein verhältnismäßig kleines Antriebsaggregat erforderlich, da eine Zerkleinerung des Bohrgutes beim Bohrvorgang entfällt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1: doppelwandige Hohlbohrkrone mit Fluidmittelzuführung durch den Ringraum,
2: doppelwandige Hohlbohrkrone mit Fluidmittelzuführung durch den Ringraum, jedoch mit nur einem Boden,
3: doppelwandige Hohlbohrkrone mit Fluidmittelzuführung über eine Leitung,
4: Hohlbohrkrone mit Fluidmittelzuführung über einen Kanal in der Bohrkrone,
5: Hohlbohrkrone mit Entleerungsdeckel.
Gemäß 1 bis 3 ist die Hohlbohrkrone 1 doppelwandig ausgebildet und besteht aus einem Außenrohr 2 und einem Innenrohr 3. Beide Rohre 2, 3 sind in Richtung zum nicht dargestellten Gestänge mittels eines ersten Bodens 4, welcher sich an das Außenrohr 1 anschließt und mittels eines zweiten Bodens 5 (1 und 3), welcher sich an das Innenrohr 3 anschließt, geschlossen. Am Boden 4 befindet sich der Anschluss 6 der Bohrkrone 1, über welchen das Fluid zugeführt wird. Zwischen Außenrohr und Innenrohr befindet sich ein Ringraum 7. An der Stirnseite der Hohlbohrkrone 1 sind Schneidelemente S vorgesehen. Der Ringraum ist in Richtung zu den Schneidelementen über einen ringförmigen Metalleinsatz 8 verschlossen. In dem Metalleinsatz 8 sind Durchbrüche 9 zwischen den Schneidelementen S angeordnet. Gem. 1 strömt beim Bohrvorgang das Fluidmittel in Pfeilrichtung über die Fluidmittelzufuhr und den Anschluss 6 in den Ringraum 7 und gelangt über die Durchbrüche 9 in den Wirkungskreis der Schneidelemente S.
Gem. 1 gelangt das Fluidmittel über den Zwischenraum der beiden Böden 4 und 5 in den Ringraum 7. In 2 weist die Hohlbohrkrone 1 nur einen äußeren Boden 4 auf, an den sich das Außenrohr 2 und das Innenrohr 3 anschließen. Durch den Boden 4 führt zur Fluidmittelzuführung über den Anschluss 6 ein Durchbruch 4.1 zum Ringraum 7.
In 3 führen durch den Ringraum 7 Leitungen 10 das Fluidmittel bis an die Stirnseite der Hohlbohrkrone 1 und somit ebenfalls in den Wirkungskreis der Schneidelemente S.
Alternativ ist es möglich, bei einer Hohlbohrkrone mit nur einem Außenrohr 2 in dessen Außenwand gem. 4 eine Nut 11 zu fräsen, die nach außen geschlossen ist, und darüber das Fluidmittel in den Bereich der Schneidelemente S zu führen.
Es ist üblich, zur Verlegung von Hausanschlüssen Kernbohrmaschinen mit Diamant-Schneideinsätzen für die Grundmaurerbohrungen zu verwenden. Im Anschluss an die Grundmauerbohrung wird nun die Diamantbohrkrone gegen die erfindungsgemäße Bohrkrone ausgetauscht. Nun ist es erstmalig möglich, im Erdreich weiterzubohren. Durch den Fluidaustritt im Bereich der Schneidelemente erfolgt beim Bohren ein Verdrängen bzw. Verlagern des Erdreiches im Bereich der ringförmigen Stirnseite der Bohrkrone, so dass ein Freischnitt entsteht, der ein Festgehen der Bohrkrone verhindert. Dabei wird nur eine geringe Menge an Bohrflüssigkeit (Fluid) und ein geringer Druck benötigt, denn ein Transport des Erdreiches ist mit dem Fluid nicht vorgesehen. Der Transport des Bohrgutes wird anschließend durch Entleeren der Bohrkrone durchgeführt. In 5 ist eine Hohlbohrkrone 1 mit Entleerungsdeckel 12 im Querschnitt dargestellt. Die Hohlbohrkrone 1 weist dabei im Boden 4 ein oder mehrere Bohrungen B auf und wurde nach dem Bohrvorgang mit dem darin befindlichen Bohrgut 13 in einer Entleerungsvorrichtung 14 positioniert. Diese besteht aus einem hohlzylinderförmigen Abschnitt 15, in welchem Auflagepunkte 16 für die Bohrkrone 1 vorhanden sind und weist z.B. drei oder vier Beine 17 auf. Die Bohrkrone 1 liegt nun mit ihrer Stirnfläche auf den Auflagepunkten 16 auf. Über die Bohrungen B im Boden 4 wird nun der Entleerungsdeckel 12 mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch nach unten gedrückt, wodurch das in der Bohrkrone 1 befindliche Bohrgut 13 entleert wird.

Claims

Hohlbohrkrone für Kernbohrmaschinen, insbesondere für die Durchführung von Kernbohrungen im Boden und/oder Fels, mit einer rohrförmigen Bohrkrone, bestehend aus einem Rohr mit in Vortriebsrichtung an der Stirnseite angeordneten Schneidelementen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlbohrkrone mindestens eine Fluidmittelzuführung aufweist, deren Austrittsöffnung sich im Wirkungskreis der Schneidelemente befindet.
Hohlbohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Austrittsöffnung der Fluidmittelzuführung – an der Stirnseite oder – unmittelbar an die Stirnseite anschließend an der Innenwandung oder Außenwandung oder – an einem Übergang (Radius/Phase) zwischen Stirnseite und Innenwandung oder Außenwandung befindet.
Hohlbohrkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlbohrkrone doppelwandig unter Verwendung eines Außenrohres und eines Innenrohres ausgebildet ist und dass die Fluidmittelzuführung zur Austrittsöffnung über einen Ringraum zwischen Außenrohr und Innenrohr erfolgt.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidmittelzuführung zur Austrittsöffnung über einen Kanal in der Hohlbohrkrone erfolgt.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidmittelzuführung zur Austrittsöffnung über eine Fluidleitung in der Hohlbohrkrone erfolgt.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal und/oder die Fluidleitung in der Wandung des Rohres der Bohrkrone verläuft.
Hohlbohrkrone nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal und/oder die Fluidleitung bei einer doppelwandigen Hohlbohrkrone im Außenrohr, im Innenrohr oder zwischen Außen- und Innenrohr verläuft.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal und/oder die Fluidleitung in einer Nut oder einer Bohrung in der rohrförmigen Bohrkrone ausgebildet sind.
Hohlbohrkrone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut geschlossen ist.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Austrittsöffnungen variierbar ist.
Hohlbohrkrone nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Austrittsöffnungen verschließbar sind.
Hohlbohrkrone nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Austrittsöffnungen durch Löten verschließbar sind.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Austrittsöffnungen durch Verschlussstopfen verschließbar sind.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Düsen in die Austrittsöffnungen einbringbar sind.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fluidmittelzuführung wenigstens ein Ventil angeordnet ist, welches die Rückströmung des Fluidmittels verhindert.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidmittel über ein an der Bohrkrone anbringbares Hohlgestänge zuleitbar ist.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das die Schneidelemente als Hartmetall-Schneideinsätze und/oder Diamant-Schneideinsätze ausgebildet sind.
Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Hohlbohrkrone ein Entleerungsdeckel angeordnet ist.
Hohlbohrkrone nach Anspruche 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Entleerungsdeckel in der Bohrkrone befindliches Bohrgut mechanisch oder pneumatisch entfernbar ist.