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Bohrvorrichtung, insbesondere zum Rammbohren
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Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung, insbesondere zum Rammbohren,
mit einem Führungsstück, an dessen einem Ende ein Gewinde zur Befestigung eines
Bohrstrangs vorhanden ist und dessen anderes Ende eine verlorene Bohrkrone trägt.
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Eine derartige Bohrvorrichtung wird insbesondere zum Rammbohren unter
Verwendung eines flammschuhs als Führungsstück und einer flamnispitze oder Rammbohrkrone
als verlorener Bohrkrone bei günstigen Bohrverhältnissen eingesetzt, wo das Rammbohren
das einfachste, kostengünstigste und schnellste Bohrverfahren ist. Die den Bohrstrang
bildende Verrohrung wird mittels eines Drehschlaghammers eingerammt. Sie ist über
einen Gewindeanschluß mit dem Führungsstück verbunden, das auf seiner anderen, in
Bohrrichtung vorderen Seite die Bohrkrone in einer Passung lösbar hält. Nach Beendigung
des Bohrvorgangs verbleibt die Bohrkrone im Bohrloch und geht damit verloren. Nachteilig
ist, daß die Durchführung eines Rammbohrens nur bei entsprechend günstiger Bodenbeschaffenheit,
möglich ist. Selbst die für schwierigere Böden verwendeten verlorenen Bohrkronen
mit Spülbohrungen sind nicht geeignet, den flammbohrvorgang auch auf Hartböden oder
Felsböden anwendbar zu machen. Die sich in einem solchen Fall anbietende Lösung
des Problems durch Bestückung der Bohrkrone mit Hartmetallstiften ist technisch
aufwendig und darüber hinaus wirtschaftlich ungünstig deshalb, da die Bohrkronen
nach Durchführung eines einzigen Bohrvorgangs im Boden verbleiben und damit verlorengehen.
Aufgrund dieses Sachverhalts lohnt sich eine aufwendige Ausstattung dieser Teile
der Bohreinrichtung nicht.
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Ferner ist bei einer Bohrvorrichtung der eingangs beschriebenen Art
nachteilig, daß man bei der Durchführung des Bohrvorgangs selbst starken Zwängen
ausgesetzt ist. Es ist beispielsweise nicht möglich, bei zu geringem Bohrfortschritt
den Bohrstrang anzuheben, einen Freispülvorgang durchzuführen und anschließend den
eigentlichen Bohrvorgang fortzusetzen. Bei dieser Handhabung, die ein leichtes Rückziehen
oder ggf. zur Reinigung der Spülbohrungen ein völliges Rückziehen des Bohrstranges
erfordert, geht regelmäßig die Bohrkrone verloren, was eine weitere Fortsetzung
des Bohrvorgangs im gleichen Bohrloch unmöglich macht. Es ist dann erforderlich,
eine völlig neue Bohrung neben der ursprünglich vorgesehenen niederzubringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung der
eingangs genannten Art unter Meldung der beschriebenen Nachteile derart zu verbessern,
daß in wirtschaftlicher Weise die Verwendung von qualitativ hochwertigen Bohrkronen,
insbesondere mit Hartmetall bestücken Bohrkronen, ermöglich ist, wobei ein leichtes
Anheben des Bohrstrangs ohne Verlust der Bohrkrone durchführbar sein soll.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bohrkrone
aus zwei separaten, im Bohrvorgang zusammenwirkenden Teilen besteht, deren einer
Teil eine mit dem Führungsstück durch eine Gewindeverbindung verschraubte Schlagbohrkrone
und deren anderer Teil eine diese umgebende, unter vorbestimmtem axialem Druck lösbare
verlorene Ringbohrkrone ist, die beim Ziehen des Bohrstrangs über die Schlagbohrkrone
abstreifbar ist. Der Erfindungsgedanke besteht demgemäß im wesentlichen darin, die
bisher verlorene gesamte Bohrkrone aufzuteilen in eine Schlagbohrkrone, beispielsweise
Stiftbohrkrone, die unverlierbar am Führungsstück befestigt ist und eine koaxial
dazu angeordnete Ringbohrkrone, die erst unter einem vorbestimmten axialen Druck
verlorengeht. Hierdurch wird bei Anwendung wertvoller, mit
Hartmetall
bestückter Bohrkronen die Schlagbohrkrone als Hauptkronenteil erhalten und bleibt
damit wiederverwendbar, während nur der vglw. kleinere Teil der gesamten Bohrkrone,
nämlich die umgebende Ringbohrkrone im Bohrloch verbleibt. Diese Ringbohrkrone kann
relativ schmal gehalten werden und ist nur an entsprechend schmalen vier Stegen
mit Hartmetall bestückt. Hiermit ist ein erheblicher wirtschaftlicher und technischer
Vorteil gegenüber dem Verlust einer Vollbohrkrone erreicht. Das Anwendungsgebiet
für Bohrsysteme mit verlorenen Bohrkronen wird hierdurch wesentlich vergrößert.
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Als weiterer Vorteil wird erreicht, daß der Bohrstrang ohne weiteres
auch ohne Verlust der Ringbohrkrone angehoben werden kann. Dies wird vorzugsweise
dadurch erreicht, daß die Ringbohrkrone an dem Führungsstück durch eine mit diesem
verschweißte Paßfeder radial und durch einen in eine Radialbohrung eingeschlagenen
Spannstift axial gehalten ist, der unter einer bestimmten axialen Belastung beim
Ziehen als Sollbruchstelle ausgelegt ist. Diese Belastung ergibt sich entweder aus
Erfahrungswerten beim Ziehvorgang aufgrund des bodenabhängigen Widerstnds oder durch
Anwendung einer auf die Ringbohrkrone einwirkenden Druckkraft ausübenden Einrichtung.
In Kombination mit der Zielsetzung, eine optimale Ringspülung beim Rammbohren zu
ermöglichen, ist hierzu in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
das Führungsstück zur Mitnahme eines zweiten, äußeren Bohrstrangs beim Bohren mit
einem Mitnehmer auszurüsten. Dieser kann ein Ringvorsprung im in Bohrrichtung hinteren
Bereich des Führungsstücks sein, der mit einem am äußeren Bohrstrang befestigten
Rohrschuh derart zusammenwirkt, daß in Bohrrichtung der äußere Bohrstrang mit dem
Führungsstück in das Bohrloch eingezogen wird und daß gegen Bohrrichtung beim Zurückziehen
des inneren Bohrstrangs der äußere Bohrstrang in seiner Position verbleibt und das
Führungsstück gemeinsam mit
der daran befestigten Schlagbohrkrone
durch den verbleibenden äußeren Bohrstrang rückziehbar ist, wobei der Rohrschuh
eine Abstreifeinrichtung für die Ringbohrkrone nach einem gewissen Freiweg von beispielsweise
40 bis 80 mm darstellt.
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Anstelle des Spannstifts kann gemäß einer anderen Ausgestaltung der
Erfindung zur axialen Halterung der Ringbohrkrone auch ein zwischen Schlagbohrkrone
und Führungsstück stirnseitig eingelegtes und gehaltenes Frontblech vorgesehen sein,
welches die Ringbohrkrone geringfügig übergreift und bei Anwendung des vorbestimmten
axialen Drucks weggebogen wird.
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In der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung
ist zur Durchführung einer Ringspülung vorgesehen, im Führungsstück und in der Schlagbohrkrone
einen zentrischen Spülkanal auszubilden, der mit schrägverlaufenden Spülbohrungen
sowie umfangsseitigen, axial verlaurenden Spülnuten der Schlagbohrkrone zusammenwirkt,
wobei die Verbindung zu dem zwischen Innenbohrstrang und Außenbohrstrang gebildeten
Ringspülkanal durch am Führungsstück umfangsseitig ausgebildete axiale Längsnuten
hergestellt ist. Dadurch ist es möglich, das durch den Rammvorgang zertrümmerte
Material störungsfrei bis zum Bohrloch zurückzufördern. Die Möglichkeit, das Bohrgestänge
ohne Verlust der Bohrkrone anzuheben, macht die Ausbildung einer solchen Ringspülung
beim Rammbohren sinnvoll.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der
eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung zum Rammbohren
schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine
Bohrvorrichtung im Längsschnitt, Fig. 2 eine Schlagbohrkrone der Bohrvorrichtung
im Längsschnitt und in einer Stirnseitenansicht, Fig. 3 eine Ringbohrkrone der Bohrvorrichtung
im Längsschnitt und in einer Stirnseitenansicht und Fig. 4 ein Führungsstück der
Bohrvorrichtung im Längsschnitt mit Stirnseitenansicht.
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Die dargestellte Bohrvorrichtung ist für das Rammbohren in felsigen
Böden vorgesehen. Sie besteht aus einem Führungsstück 1, einer Stiftbohrkrone 2
als Schlagbohrkrone und einer Ringbohrkrone 3 als verlorener Krone, wobei am Führungsstück
1 ein Innenrohr 4 als innerer Bohrstrang und ein Außenrohr 5 als äu6erer Bohrstrang
angeordnet sind.
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Fig. 2 der Zeichnung zeigt die Stiftbohrkrone 2 im einzelnen.
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Es ist erkennbar, daß der Kopf 6 der Stiftbohrkrone stirnseitig mit
Hartmetallstiften 7 bestückt ist und an seinem äußeren Umfang mit axialen Spülnuten
8 versehen ist. Das Einschraubende 9 weist ein Außengewinde 10 auf, mit dem ein
entsprechendes Innengewinde 11 in einer stirnseitigen Bohrung des Führungsstücks
1 korrespondiert, so daß die Stiftbohrkrone fest mit dem Führungsstück 1 verschraubt
werden kann. Durch einen zentrischen Spülkanal 12 sowie im Kopf 6 schrägverlaufende
Spülbohrungen 13 ist die Durchführung eines Spülvorgangs in Verbindung mit den Spülnuten
8 ermöglicht.
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Zu der Stiftbohrkrone 2 in der Anordnung auf dem Führungsstück 1 zurückstehend
ist auf diesem die Ringbohrkrone 3 angeordnet, die im einzelnen in Fig. 3 der Zeichnung
dargestellt ist. Der
freie Innendurchmesser der Ringbohrkrone 3
ist geringfügig größer als der Außendurchmesser des Kopfes 6 der Stiftbohrkrone
2, um ein Durchziehen der Stiftbohrkrone 2 durch die verlorene Ringbohrkrone 3 beim
Zurückziehen des inneren Bohrstrangs 4 zu ermöglichen.
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Zur Aufnahme einer Paßfeder 14 ist eine entsprechende Ausnehmung 15
an der Innenseite der Ringbohrkrone 3 ausgebildet. Gegenüberliegend ist eine durchgreifende
Bohrung 16 zur Aufnahme eines Spannstiftes 17 vorgesehen. Die Bohrung 16 setzt sich
als Sackloch 18 größeren Durchmessers im Führungsstück 1 fort. Ferner ist die Ringbohrkrone
3 an vier schmalen Stegen 19 mit Hartmetall bestückt und umfangsseitig in axialer
Richtung mit Spülnuten 20 versehen.
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Die Verbindung der Ringbohrkrone 3 mit dem Führungsstück 1 erfolgt
gemäß Fig. 1 der Zeichnung über die in einer Ringausnehmung 21 festgeschweißte Paßfeder
14, welche sich in Längsrichtung erstreckt und die Ringbohrkrone 3 gegen eine Verdrehung
sichert. Als Halterung gegen ein axiales Verschieben oder Abstreifen ist der Spannstift
17 vorgesehen, der mit einem Hammer in die Bohrung 16 fest eingeschlagen wird und
mit Spiel in das Sackloch 18 des Führungsstücks 1 hineinragt. Der Spannstift ist
ausgebildet, unter einer bestimmten Belastung abzuscheren und stellt in diesem Sinne
eine Sollbruchstelle in der Bohrvorrichtung dar, die den Verbleib der Ringbohrkrone
3 im Bohrloch ermöglicht.
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Das in Fig. 4 der Zeichnung im einzelnen dargestellte Führungsstück
1 weist zusätzlich zu den bereits beschriebenen Merkmalen eine Fortsetzung 22 des
Spülkanals 12 auf, der über eine mit Innengewinde versehene Erweiterung 23 im Innenrohr
4 münclet.
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Dieses ist mit dem Führungstück 1 über einen Gewindezapfen 24 verschraubt.
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Der sich an den Gewindezapfen 24 in Bohrrichtung anschließende Bereich
des Führungsstücks 1 ist im Außendurchmesser erweitert, so daß eine Mitnahmeschulter
25 in Form eines Ringvorsprungs ausgebildet ist, die mit einem Rohrschuh 26 zusammenwirkt,
der am Außenrohr 5 festgeschweißt ist. Der Rohrschuh 26 hintergreift die Mitnahmeschulter
25, so daß beim Vortrieb das Außenrohr 5 mit in das Bohrloch eingezogen wird, beim
Zurückziehen aber freigegeben wird und im Bohrloch verbleibt. Schließlich sind am
äußeren Umfang des Führungsstücks 1 einige in Längsrichtung verlaufende Spülnuten
27 vorgesehen, die eine Verbindung zu dem zwischen dem Außenrohr 5 und dem Innenrohr
4 gebildeten Ringspülkanal 28 herstellen.
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Beim Niederbringen einer Bohrung werden die Kräfte über den inneren
Bohrstrang 4 auf das Führungsstück 1 und die daran befestigte Stiftbohrkrone sowie
Ringbohrkrone 3 übertragen. Der äußere Bohrstrang 5 wird in das Bohrloch durch Anlage
des Rohrschuhs 26 an der Mitnehmerschulter 25 miteingezogen. Während des Bohrvorgangs
ist es möglich, den inneren Bohrstrang mit dem Führungsstück 1 solange zurückzuziehen,
bis der Rohrschuh 26 an der rückwärtigen Seite der Ringbohrkrone 3 zur Anlage gelangt.
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Beim Zurückziehen geht die Ringbohrkrone nicht verloren. Der Bohrvorgang
läßt sich daher problemlos mit Vortrieb fortsetzen.
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Bei fertiggestellter Bohrung beginnt das Ziehen des inneren Bohrstrangs
4 mit dem Führungsstück 1. Der äußere Bohrstrang 5 verbleibt in seiner Position.
Gelangt dann der Rohrschuh 26 an der Ringbohrkrone 3 zur Anlage, werden die Ziehkräfte
auf den Spannstift 17 übertragen, der bei einer vorgestimmten Belastung bricht.
Die Ringbohrkrone 3 ist dann ohne axiale Sicherung und verbleibt im Bohrloch, während
das Führungsstück 1 gemeinsam mit der damit verschraubten Stiftbohrkrone weiter
herausgezogen werden kann. Die Stiftbohrkrone 2 paßt problemlos durch die Ringbohrkrone
3 hindurch.
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Nach Beendigung des Ziehens kann der im Sackloch 18 verbliebene Teil
des Spannstifts in einfacher Weise entfernt werden, kann eine neue Ringbohrkrone
3 auf das Führungsstück 1 aufgesetzt werden und mit einem neuen Spannstift gesichert
werden.
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B e z u g s z e i c h e n l i s te : 1 Führungsstück 2 Stiftbohrkrone
(Schlagbohrkrone) 3 Ringbohrkrone 4 Innenrohr (innerer Bohrstrang) 5 Außenrohr (äußerer
Bohrstrang) 6 Kopf 7 Hartmetallstifte 8 Spülnuten 9 Einschraubende 10 Außengewinde
11 Innengewinde 12 Spülkanal 13 Spülbohrungen 14 Paßfeder 15 Ausnehmung 16 Bohrung
17 Spannstift 18 Sackloch 19 Stege 20 Spülnuten 21 Ringausnehmung 22 Spülkanal 23
Erweiterung 24 Gewindezapfen 25 itnahmeschulter 26 Rohrschuh 27 Spülnuten 28 Ringspülkanal
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