EP0377042A1 - Device for making wells in ground - Google Patents
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- EP0377042A1 EP0377042A1 EP89903489A EP89903489A EP0377042A1 EP 0377042 A1 EP0377042 A1 EP 0377042A1 EP 89903489 A EP89903489 A EP 89903489A EP 89903489 A EP89903489 A EP 89903489A EP 0377042 A1 EP0377042 A1 EP 0377042A1
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- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/26—Drilling without earth removal, e.g. with self-propelled burrowing devices
Definitions
- the present invention relates to construction technology, in particular to devices for producing bores in the ground by expansion. These devices can be used for deep compaction of the soil and for the formation of site piles, for trenchless laying of pipelines, for masts of electrical power transmission lines, etc.
- a device known (SU, A, 825797), which includes an eccentric axis with rollers, one of which is kinematically connected to the shaft of a motor, the housing of which is connected to the eccentric axis, the rollers being connected to one another by means of elastic sleeves.
- a disadvantage of this device is that it can only function if the angular speeds of all the rollers are the same. This can only be accomplished by setting equal relative eccentricities of all the rolls (the absolute eccentricities of the rolls change in direct proportion to the changes in their diameters), which affects the overall rate of advance of the device substantially. In practice, the speed of propulsion drops several times, and the device comes to a standstill under unfavorable conditions (for example, when the soil structure or moisture changes).
- a device which contains an eccentric shaft on which rollers rotate are arranged bar, which are connected to each other by means of an elastic element for their end sealing, and metallic rings are attached, which are connected to the elastic element and contact with the end faces of the rollers.
- the water When the device operates in wet soils, the water, along with the soil particles, penetrates into the interior cavity of the device through the gaps between the rotating rollers and the metallic rings.
- the design of the end seal between the rollers does not ensure that the metallic rings are pressed evenly against the end faces of the rollers, which can result in the opening of one of the rings and the water with the soil particles entering the interior cavity of the device.
- the sleeve elastic element
- the invention has for its object to provide such a device for producing holes in the ground, in which the structural design of their seals allows their lifespan to be increased by preventing moisture and soil particles from getting into their cavities.
- the device for producing bores in the ground which contains an eccentric shaft, on which rollers are rotatably arranged, which are connected to one another by means of elastic elements for sealing them at the end, and metallic rings are attached, according to the invention additional elements for radial sealing of the rollers are mounted , each of which is hollow, these additional elastic elements being accommodated in a radial gap formed between the adjacent rollers, while the elastic elements for the frontal sealing are designed as a folded sleeve.
- the metallic rings enclose the folded cuffs and make contact with the neighboring rollers via tapered edges.
- Such a construction completely prevents water and soil particles from entering the interior cavity of the device and consequently the bearings.
- the construction of the end seal between the rollers ensures a uniform pressing of the metallic rings onto the end faces of the rollers in that the folded sleeve is arranged along the axis of the working element with the aid of collars attached to the end faces of the rollers, the inside diameter of which is the outside diameter of the metallic Rings around the size of double eccentricity "e" exceeds.
- the inner surface of the frets is conical.
- the bottom between the collar of the roller and the ring of the sleeve is displaced from the gap, which ensures a stable position of the sleeve along the axis of the working organ, which prevents the occurrence of misalignment and deformation of the sleeve which arise when the soil accumulates.
- each metallic ring that is made with contacted the roller is pointed, and this ensures a minimal contact zone of the rings to generate a required pressure in the contact zone.
- the pointed end face of the metallic ring not only creates the required pressure in the friction pairing, but also allows the contact surface to be cleaned from the ground by moving the ground through the outer surface of the ring to the conical surface of the collar as a result of the radial movements of the end faces of the rollers .
- the additional elements for the radial sealing of the rollers completely prevent the moisture from getting into the interior cavity of the device.
- the contact points of the additional element with the surfaces of the rollers are covered with a bearing material which ensures that the rollers can easily spin due to reduced frictional forces between the additional element and the rollers.
- Moisture penetration into the bearings also prevents a semi-solid lubricant that creates a back pressure inside the device.
- the device according to the invention for producing bores in the ground contains an eccentric shaft 1 on which rollers 2 are rotatably arranged, which are connected to one another by means of elastic elements 3 for sealing them at the end, and metallic pressure rings 4 are attached. Additional elements 5 for radial sealing of the rollers 2 are mounted in the device, each of which is hollow.
- the rollers have a conical shape with a gradual increase in their diameter, each of the rollers being provided with an end piece 6 which projects into the inner cavity of the adjacent roller and forms a radial gap 7 between the rollers, in which the additional element 5 is mounted.
- the points of contact of the additional element with the surfaces of the rollers are covered with a bearing material 8, which reduces the static friction forces between the additional element 5 and the rollers 2 as they rotate ensures.
- Bronze, brass and the like can be used as the bearing material. be used.
- the rollers are mounted on the eccentric shaft 1 by means of roller bearings 9 or by means of slide bearings 10.
- the elastic elements 3 for sealing at the front are designed as folded sleeves 11, which have elastic properties and are preferably made of rubber in press molds.
- the metallic pressure rings 4, which comprise the folded sleeves 11, are provided with pointed edges, which contact the adjacent rollers 2 by means of rings 12 rotating freely in the rollers.
- the end faces of the rollers 2 are designed with a collar 13, the inside diameter of which exceeds the outside diameter of the metallic ring 4 by the size of the double eccentricity "e".
- One of the areas of the surface of the adjacent rollers is designed in the form of a section 14 of a helical tape winding (FIG. 3).
- the end faces of the assigned sections are designed as multi-groove connections, which allow the same to be freely moved in the radial direction.
- the inner cavities of the rollers 2 are filled with a semi-solid lubricant A, which ensures the lubrication of the bearings 9, 10 and a counteraction against the ingress of water and soil particles into the interior of the device.
- the eccentric shaft 1 is connected to a drive (not shown in the drawing).
- the facility works as follows.
- the device is inserted into a previously prepared conical depression in the bottom, which is formed by a screw.
- the length of the recess should be such that three to four front rollers go into it. Then you turn on the drive Establishment one. With the rotation of the shaft 1 of the working element, the rollers 2, by rolling on the walls of the conical recess in the ground, bring about the axial advance of the working element, screwing into the ground and in this way forming a bore with compacted walls.
- the bottom falls down and enters the front gap between the adjacent rollers, but the bottom does not penetrate into the interior cavity of the device.
- the existing elastic forces in the folded sleeve 11 hold them in the axis of the working organ without deforming them in the radial direction.
- the end face of the rollers is cleaned from the bottom by the pointed edges of the rings 4, and the bottom is expelled outwards from the end gaps between the edges, where it is rolled into the walls of the bore by the adjacent rollers.
- the section of the helical tape winding rigidly attached to the roll 2 rolls periodically with its front edge a depression in the bore wall with each revolution of the roll around the axis of the bore and forms a continuous screw depression, the depth of which is determined by the height "h" of the section 14 of FIG helical tape winding is determined.
- the process of forming the screw recess in the ground takes place simultaneously with the design of the bore itself.
- the moveable connection of the helical sections maintains the continuity of the winding and at the same time does not limit the movement of the rollers along a spi ralbahn.
- the helical bore produced increases the end face of a built-in site pole or an anchor by a factor of 2 to 3 and, as a result, increases its load-bearing capacity compared to a pile that is inserted in a bore with smooth walls.
- the pitch t of the helical winding on the wall of the bore depends on the feed size of the working member per shaft revolution, on the diameter of the bore and the difference between the diameter of the bore and the diameter of the roller to which the helical winding is attached.
- the device according to the invention By means of the device according to the invention, it is also possible to roll into bores which have previously been produced by any other method, such as drilling, piercing, pushing through or punching through.
- the load-bearing capacity of piles or anchors, built in a profiled bore with the aid of the device according to the invention is increased compared to the piles or anchors built in a smooth-walled bore.
- the piles and anchors have the required load capacity with a considerable reduction in their length.
- the drilling of holes in moist plastic soils can be accomplished in which it is not possible to produce a hole by means of a device with smooth rollers by widening or in which the drilling takes place at a lower speed.
- the present invention can be most effectively applied in the field of construction, more particularly in earthworks for the production of vertical, inclined and horizontal bores according to the method of expanding the soil in the construction of local piles, in deep compacting the soil, in setting up a wall in the Soil, in the construction of anchors, electrical power transmission lines, in the trenchless laying of pipelines, the manufacture of tunnels, wells, in the strengthening of the foundations of functioning buildings and structures, etc.
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Abstract
Le dispositif comporte un arbre excentrique (1) sur lequel sont montés des rouleaux (2) interconnectés au moyen d'éléments élastiques (3) constitués de manchons striés (11) et destinés à assurer l'étanchéité par le gros bout des rouleaux (2), et au moyen d'éléments supplémentaires (5) assurant leur étanchéité radiale. Ces éléments supplémentaires (5) sont situés dans une fente radiale (7) entre les rouleaux adjacents (2) qui sont creux.The device comprises an eccentric shaft (1) on which are mounted rollers (2) interconnected by means of elastic elements (3) consisting of grooved sleeves (11) and intended to ensure the seal by the large end of the rollers (2). ), and by means of additional elements (5) ensuring their radial sealing. These additional elements (5) are located in a radial slot (7) between the adjacent rollers (2) which are hollow.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Bautechnik, insbesondere auf Einrichtungen zur Herstellung von Bohrungen im Boden durch Aufweiten. Diese Einrichtungen können zur Tiefenverdichtung des Bodens sowie zur Bildung von Ortpfählen, zur grabenlosen Verlegung von Rohrleitungen, für Maste von Elektroenergie-tbertragungsleitungen usw. verwendet werden.The present invention relates to construction technology, in particular to devices for producing bores in the ground by expansion. These devices can be used for deep compaction of the soil and for the formation of site piles, for trenchless laying of pipelines, for masts of electrical power transmission lines, etc.
Zur Zeit sind mehrere Typen von Einrichtungen zur Herstellung von Bohrungen im Boden bekannt. Es ist z.B. eine Einrichtung bekannt (SU, A, 825797), die eine Exzenterachse mit Walzen einschließt, von denen eine mit der Welle eines Motors kinematisch verbunden ist, dessen Gehäuse an die Exzenterachse angeschlossen ist, wobei die Walzen mittels elastischer Muffen miteinander verbunden sind.Several types of drilling facilities in the ground are currently known. It is e.g. a device known (SU, A, 825797), which includes an eccentric axis with rollers, one of which is kinematically connected to the shaft of a motor, the housing of which is connected to the eccentric axis, the rollers being connected to one another by means of elastic sleeves.
Nachteilig bei dieser Einrichtung ist, daß sie nur unter der Bedingung der Gleichheit der Winkelgeschwindigkeiten aller Walzen funktionsfähig sein kann. Dies kann nur durch Einstellung von gleichen relativen Exzentrizitäten sämlicher Walzen zustandegebracht werden (die absoluten Exzentrizitäten der Walzen verändern sich direkt proportional den Änderungen ihrer Durchmesser), was die Vortriebsgeschwindigkeit der Einrichtung im ganzen wesentlich beeinflußt. Praktisch fällt die Vortriebsgeschwindigkeit um das Mehrfache, und bei ungünstigen Bedingungen (beispielsweise bei Änderung der Bodenstruktur oder -feuchigkeit) kommt die Einrichtung zum Stillstand.A disadvantage of this device is that it can only function if the angular speeds of all the rollers are the same. This can only be accomplished by setting equal relative eccentricities of all the rolls (the absolute eccentricities of the rolls change in direct proportion to the changes in their diameters), which affects the overall rate of advance of the device substantially. In practice, the speed of propulsion drops several times, and the device comes to a standstill under unfavorable conditions (for example, when the soil structure or moisture changes).
Es ist auch eine Einrichtung bekannt (SU, A, 977613), die eine Exzenterwelle enthält, auf welcher Walzen drehbar angeordnet sind, die mittels eines elastischen Elementes zu ihrer stirnseitigen Abdichtung untereinander verbunden sind, sowie metallische Ringe angebracht sind, welche mit dem elastischen Element verbunden sind und mit den Stirnflächen der Walzen kontaktieren.A device is also known (SU, A, 977613) which contains an eccentric shaft on which rollers rotate are arranged bar, which are connected to each other by means of an elastic element for their end sealing, and metallic rings are attached, which are connected to the elastic element and contact with the end faces of the rollers.
Eine derartige konstruktive Lösung der stirnseitigen Abdichtung der Walzen schließt es nicht aus, daß flüssiger Boden und Feuchtigkeit in die Hohlräume von Lagern gelangen, wodurch die Lebensdauer der Einrichtung herabgesetzt wird.Such a constructive solution to the end sealing of the rollers does not rule out the possibility of liquid soil and moisture getting into the cavities of bearings, thereby reducing the service life of the device.
Bei der Arbeit der Einrichtung in feuchten Böden dringt das Wasser zusammen mit den Bodenteilchen über die Spalte zwischen den rotierenden Walzen und den metallischen Ringen in den Innenhohlraum der Einrichtung ein.When the device operates in wet soils, the water, along with the soil particles, penetrates into the interior cavity of the device through the gaps between the rotating rollers and the metallic rings.
Die Konstruktion der stirnseitigen Dichtung zwischen den Walzen gewährleistet kein gleichmäßiges Andrücken der metallischen Ringe an die Stirnflächen der Walzen, wodurch es zum Öffnen eines der Ringe kommen kann und das Wasser mit den Bodenteilchen in den Innenhohlraum der Einrichtung gelangt.The design of the end seal between the rollers does not ensure that the metallic rings are pressed evenly against the end faces of the rollers, which can result in the opening of one of the rings and the water with the soil particles entering the interior cavity of the device.
Beim Gelangen der Bodenteilchen in die besagten Spalte kann es außerdem zur Verklemmung eines der metallischen.Ringe kommen. In diesem Fall kann infolge der Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der benachbarten Walzen ein Bruch der Manschette (des elastischen Elementes) geschehen.When the bottom particles get into the said gap, one of the metallic rings can also become jammed. In this case, the sleeve (elastic element) may break due to the difference in the angular velocities of the adjacent rollers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung zur Herstellung von Bohrungen im Boden zu schaffen, bei welcher die konstruktive Ausführung ihrer Dichtungen es gestattet, ihre Lebensdauer durch Verhinderung des Gelangens von Feuchtigkeit und Bodenteilchen in ihre Hohlräume zu erhöhen.The invention has for its object to provide such a device for producing holes in the ground, in which the structural design of their seals allows their lifespan to be increased by preventing moisture and soil particles from getting into their cavities.
Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in der Einrichtung zur Herstellung von Bohrungen im Boden, die eine Exzenterwelle enthält, auf welcher Walzen drehbar .ngeordnet sind, die mittels elastischen Elementen zu ihrer stirnseitigen Abdichtung untereinander verbunden sind, sowie metallische Ringe angebracht sind, erfindungsgemäß zusätzliche Elemente zur radialen Abdichtung der Walzen montiert sind, von denen jede hohl ausgeführt ist, wobei diese zusätzlichen elastischen Elemente in einem zwischen den benachbarten Walzen gebildeten Radialspalt untergebracht sind, während die elastischen Elemente zur stirnseitigen Abdichtung als gefaltete Manschette ausgebildet sind.The task is solved in that the device for producing bores in the ground, which contains an eccentric shaft, on which rollers are rotatably arranged, which are connected to one another by means of elastic elements for sealing them at the end, and metallic rings are attached, according to the invention additional elements for radial sealing of the rollers are mounted , each of which is hollow, these additional elastic elements being accommodated in a radial gap formed between the adjacent rollers, while the elastic elements for the frontal sealing are designed as a folded sleeve.
Die metallischen Ringe umfassen die gefalteten Manschetten und kontaktieren mit den benachbarten Walzen über angespitzte Kanten.The metallic rings enclose the folded cuffs and make contact with the neighboring rollers via tapered edges.
Eine solche Konstruktion schließt ein Eindringen von Wasser und Bodenteilchen in den Innenhohlraum der Einrichtung und folglich in die Lager vollkommen aus. Die Konstruktion der stirnseitigen Dichtung zwischen den Walzen gewährleistet ein gleichmäßiges Andrücken der metallischen Ringe an die Stirnflächen der Walzen dadurch, daß die gefaltete Manschette längs der Achse des Arbeitsorgans mit Hilfe von an den Stirnflächen der Walzen angebrachten Bünden angeordnet ist, deren Innendurchmesser den Außendurchmesser der metallischen Ringe um die Größe der doppelten Exzentrizität "e" überschreitet. Die Innenfläche der Bünde ist kegelig gestaltet. Bei der radialen Verschiebung der Walzen relativ zur Manschette wird der Boden zwischen dem Bund der Walze urddem Ring der Manschette aus dem Spalt verdrängt, wodurch eine stabile Lage der Manschette entlang der Achse des Arbeitsorgans gewährleistet wird, was das Auftreten einer Schiefstellung und Verformung der Manschette verhindert, welche bei Ansammlung des Bodens entstehen.Such a construction completely prevents water and soil particles from entering the interior cavity of the device and consequently the bearings. The construction of the end seal between the rollers ensures a uniform pressing of the metallic rings onto the end faces of the rollers in that the folded sleeve is arranged along the axis of the working element with the aid of collars attached to the end faces of the rollers, the inside diameter of which is the outside diameter of the metallic Rings around the size of double eccentricity "e" exceeds. The inner surface of the frets is conical. During the radial displacement of the rollers relative to the sleeve, the bottom between the collar of the roller and the ring of the sleeve is displaced from the gap, which ensures a stable position of the sleeve along the axis of the working organ, which prevents the occurrence of misalignment and deformation of the sleeve which arise when the soil accumulates.
Die Außenkante jedes metallischen Ringes, der mit der Walze kontaktiert, ist angespitzt ausgeführt, und hierdurch wird eine minimale Berührungszone der Ringe zur Erzeugung eines erforderlichen Drucks in der Berührungszone sichergestellt.The outer edge of each metallic ring that is made with contacted the roller is pointed, and this ensures a minimal contact zone of the rings to generate a required pressure in the contact zone.
Die spitze Stirnseite des metallischen Ringes erzeugt nicht nur den geforderten Druck in der Reibpaarung, sondern gestattet es auch, die Kontaktoberfläche von Boden zu reinigen, indem der Boden durch die Außenfläche des Ringes zur Kegelfläche des Bundes infolge der radialen Bewegungen der Stirnflächen der Walzen verschoben wird.The pointed end face of the metallic ring not only creates the required pressure in the friction pairing, but also allows the contact surface to be cleaned from the ground by moving the ground through the outer surface of the ring to the conical surface of the collar as a result of the radial movements of the end faces of the rollers .
Falls die Feuchtigkeit durch die Berührungszone der metallischen Ringe und der Stirnfläche der Walzen eindringt, so schliessen die zusätzlichen Elemente zur radialen Abdichtung der Wälzen das Gelangen der Feuchtigkeit in den Innenhohlraum der Einrichtung vollkommen aus.If the moisture penetrates through the contact zone of the metallic rings and the end face of the rollers, the additional elements for the radial sealing of the rollers completely prevent the moisture from getting into the interior cavity of the device.
Die Berührungsstellen des zusätzlichen Elementes mit den Oberflächen der Walzen sind mit einem Lagerwerkstoff bedeckt, der ein leichtes Durchdrehen der Walzen dank verminderten Reibungskräften zwischen dem zusätzlichen Element und den Walzen gewährleistet.The contact points of the additional element with the surfaces of the rollers are covered with a bearing material which ensures that the rollers can easily spin due to reduced frictional forces between the additional element and the rollers.
Das Eindringen der Feuchtigkeit in die Lager verhindert auch ein halbfestes Schmiermittel, das einen Gegendruck im Inneren der Einrichtung erzeugt.Moisture penetration into the bearings also prevents a semi-solid lubricant that creates a back pressure inside the device.
Eine Erweiterung der technologischen Möglichkeiten der Einrichtung wird dadurch gewährleistet, daß mindestens einer von den Bereichen der Oberflächen der benachbarten Walzen in Form eines Abschnittes einer schraubenförmigen Bandwicklung ausgeführt ist. Diese konstruktive Lösung gewährleistet, daß in der Wand der Bohrung eine Vertiefung längs einer Schraubenlinie formiert wird, wodurch die Kontaktfläche der hergestellten Bohrung mit dem Material, mit welchem diese Bohrung ausgefüllt wird, größer wird. Bohrungen mit einem tiefen Gewinde in den Wänden für Ortpfähle und Anker erhöhen die Tragfähigkeit derselben um das Mehrfache. Besonders effektiv ist dies bei der Verstärkung der Fundamente von Produktions- und gesellschaftlichen Gebäuden und -bauwerken.An expansion of the technological possibilities of the device is ensured in that at least one of the areas of the surfaces of the adjacent rollers is designed in the form of a section of a helical winding. This constructive solution ensures that a depression is formed along a helical line in the wall of the bore, as a result of which the contact area of the bore produced with the material with which this bore is filled becomes larger. Boreholes with a deep thread in the walls for site piles and anchors increase the load-bearing capacity of them several times. This is particularly effective in strengthening the foundations of production and social buildings and structures.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verständlich, die praktisch durchführbare Varianten der vorliegenden Erfindung zeigen; in den Zeichnungen zeigt:
- Fig. 1 die Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Herstellung von Bohrungen im Boden;
- Fig. 2 die stirnseitige und radiale Dichtung zwischen den benachbarten Walzen;
- Fig. 3 eine der Ausführungsformen der schraubenförv migen Bandwicklung auf der Oberfläche der Walzen.
- Figure 1 shows the overall view of the device according to the invention for producing holes in the ground.
- Figure 2 shows the front and radial seal between the adjacent rollers.
- Fig. 3 shows one of the embodiments of the screw-shaped tape winding on the surface of the rollers.
Die erfindungsgemäße Einrichtung (Fig. 1, 2) zur Herstellung von Bohrungen im Boden enthält eine Exzenterwelle 1, auf der Walzen 2 drehbar angeordnet sind, welche mittels elastischen Elementen 3 zur stirnseitigen Abdichtung derselben untereinander verbunden sind, und metallische Druckringe 4 angebracht sind. In der Einrichtung sind zusätzliche Elemente 5 zur radialen Abdichtung der Walzen 2 montiert, von denen jede hohl ausgeführt ist.The device according to the invention (Fig. 1, 2) for producing bores in the ground contains an eccentric shaft 1 on which
Die Walzen haben eine konische Form mit allmählicher Vergrößerung ihres Durchmessers, wobei jede der Walzen mit einem Endstück 6 versehen ist, das in den Innenhohlraum der benachbarten Walze hineinragt und einen Radialspalt 7 zwischen den Walzen bildet, in welchem das zusätzliche Element 5 montiert ist. Die Stellen der Berührung des zusätzlichen Elementes mit den Oberflächen der Walzen sind mit einem Lagerwerkstoff 8 bedeckt, der eine Verminderung der Haftreibungskräfte zwischen dem zusätzlichen Element 5 und den Walzen 2 bei deren Drehung gewährleistet. Als Lagerwerkstoff kann Bronze, Messing u.dgl. verwendet werden. Die Walzen sind auf der Exzenterwelle 1 mittels Wälzlagern 9 oder mittels Gleitlagern 10 montiert.The rollers have a conical shape with a gradual increase in their diameter, each of the rollers being provided with an
Die elastischen Elemente 3 zur stirnseitigen Abdichtung sind als gefaltete Manschette 11 ausgebildet, die elastische Eigenschaften aufweist und vorzugsweise aus Gummi in Pressformen hergestellt ist.The
Die metallischen Druckringe 4, die die gefalteten Manschetten 11 umfassen, sind mit angespitzten Kanten versehen, welche mit den benachbarten Walzen 2 mittels in den Walzen frei rotierenden Ringen 12 kontaktieren. Die Stirnflächen der Walzen 2 sind mit einem Bund 13 ausgeführt, dessen Innendurchmesser den Außendurchmesser des metallischen Ringes 4 um die Größe der doppelten Exzentrizität "e" überschreitet.The
Einer der Bereiche der Oberfläche der benachbarten Walzen ist in Form eines Abschnittes 14 einer schraubenförmigen Bandwicklung (Fig. 3) ausgebildet. Die Stirnseiten der zugeordneten Abschnitte sind als Vielnutverbindung ausgeführt, die eine freie Verschiebung derselben in radialer Richtung gestattet.One of the areas of the surface of the adjacent rollers is designed in the form of a
Die Innenhohlräume der Walzen 2 sind mit einem halbfesten Schmiermittel A ausgefüllt, das die Schmierung der Lager 9, 10 und eine Gegenwirkung gegen das Eindringen von Wasser und Boden teilchen ins Innere der Einrichtung gewährleistet.The inner cavities of the
Die Exzenterwelle 1 ist mit einem (in der Zeichnung nicht gezeigten) Antrieb verbunden.The eccentric shaft 1 is connected to a drive (not shown in the drawing).
Die Einrichtung arbeitet folgenderweise.The facility works as follows.
Die Einrichtung wird in eine im voraus vorbereitete kegelförmige Vertiefung im Boden eingeführt, die von einer Schnecke gebildet ist. Die Länge der Vertiefung soll so bemessen sein, daß in sie drei bis vier vordere Walzen hineingehen. Hiernach schaltet man den Antrieb der Einrichtung ein. Mit der Drehung der Welle 1 des Arbeitsorgans bewerkstelligen die Walzen 2, indem sie sich an den Wänden der kegelförmigen Vertiefung im Boden abwälzen, den axialen Vorschub des Arbeitsorgans, wobei sie in den Boden hineinschrauben und auf diese Weise eine Bohrung mit verdichteten Wänden bilden.The device is inserted into a previously prepared conical depression in the bottom, which is formed by a screw. The length of the recess should be such that three to four front rollers go into it. Then you turn on the drive Establishment one. With the rotation of the shaft 1 of the working element, the
Bei der Formierung der Bohrung fällt der Boden herab und gelangt in die stirnseitigen Spalte zwischen den benachbarten Walzen, wobei aber der Boden in den Innenhohlraum der Einrichtung nicht eindringt. Die vorhandenen Elastizitätskräfte in der gefalteten Manschette 11 halten sie in der Achse des Arbeitsorgans fest, ohne sie in der radialen Richtung zu verformen.When the bore is formed, the bottom falls down and enters the front gap between the adjacent rollers, but the bottom does not penetrate into the interior cavity of the device. The existing elastic forces in the folded sleeve 11 hold them in the axis of the working organ without deforming them in the radial direction.
Dabei wird die Stirnfläche der Walzen durch die spitzen Kanten der Ringe 4 von Boden gereinigt, und der Boden wird aus den stirnseitigen Spalten zwischen den Kanten nach außen ausgestoßen, wo er von den benachbarten Walzen in die Wände der Bohrung eingewalzt wird.The end face of the rollers is cleaned from the bottom by the pointed edges of the
Die Verwendung der stirnseitigen und radialen Dichtungen und die Ausfüllung der Hohlräume der Walzen mit dem halbfesten Schmiermittel erhöht die Betriebszu7jer- lässigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung.The use of the end-face and the radial seals and the filling of the cavities of the rollers with the semi-solid lubricant increases the Betriebszu 7 jer- transmittance of the device according to the invention.
Der an der Walze 2 starr befestigte Abschnitt der schraubenförmigen Bandwicklung rollt mit jeder Umdrehung der Walze um die Achse der Bohrung periodisch mit seiner Vorderkante eine Vertiefung in der Bohrungswand ein und bildet eine kontinuierliche Schraubenvertiefung, deren Tiefe durch die Höhe "h" des Abschnittes 14 der schraubenförmigen Bandwicklung bestimmt wird.The section of the helical tape winding rigidly attached to the
Bei der Anbringung des schraubenförmigen Abschnittes 14 an allen Walzen der Einrichtung geht der Prozeß der Formierung der Schraubenausnehmung im Boden gleichzeitig mit der Gestaltung der Bohrung selber vonstatten. Die bewegliche Verbindung der schraubenförmigen Abschnitte behält die Kontinuität der Wicklung bei und begrenzt zugleich nicht die Bewegung der Walzen längs einer Spiralbahn. Die hergestellte schraubenförmige Bohrung vergrößert die Stirnfläche eines in ihr gebauten Ortpfahls oder eines Ankers um das 2- bis 3-fache und erhöht als Folge davon dessen Tragfähigkeit gegenüber einem Pfahl, der in einer Bohrung mit glatten Wänden eingesetzt ist. Beim Niederbringen einer Bohrung stützt sich die erfindungsgemäße Einrichtung bei fortschreitender Bewegung mit ihrer Wicklung an.den gebildeten Wänden der Ausnehmung ab, was in feuchten tonhaltigen Böden eine ausreichende Haftung gewährleistet.When the screw-shaped
Die Steigung t der schraubenförmigen Wicklung an der Wand der Bohrung hängt von der Vorschubgröße des Arbeitsorgans je Wellenumdrehung, von dem Durchmesser der Bohrung und der Differenz zwischen dem Durchmesser der Bohrung und dem Durchmesser der Walze ab, an welcher die schraubenförmige Wicklung angebracht ist.The pitch t of the helical winding on the wall of the bore depends on the feed size of the working member per shaft revolution, on the diameter of the bore and the difference between the diameter of the bore and the diameter of the roller to which the helical winding is attached.
Mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung kann man auch das Einrollen in Bohrungen durchführen, die vorher nach einem beliebigen anderen Verfahren wie Bohren, Durchstechen, Durchdrücken oder Durchschlagen hergestellt wurden. Die Tragfähigkeit von Pfählen oder Ankern, gebaut in einer profilierten Bohrung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung, wird gegenüber den in einer glattwandigen Bohrung gebauten Pfählen oder Ankern erhöht. Die Pfähle und Anker weisen die erforderliche Tragfähigkeit bei beträchtlicher Reduzierung ihrer Länge auf.By means of the device according to the invention, it is also possible to roll into bores which have previously been produced by any other method, such as drilling, piercing, pushing through or punching through. The load-bearing capacity of piles or anchors, built in a profiled bore with the aid of the device according to the invention, is increased compared to the piles or anchors built in a smooth-walled bore. The piles and anchors have the required load capacity with a considerable reduction in their length.
Mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung kann das Niederbringen von Bohrungen in feuchten plastischen Böden zustandegebracht werden, in denen es nicht gelingt, eine Bohrung mittels einer Einrichtung mit glatten Walzen durch Aufweiten herzustellen oder in denen das Niederbringen mit einer kleineren Geschwindigkeit erfolgt.With the aid of the device proposed according to the invention, the drilling of holes in moist plastic soils can be accomplished in which it is not possible to produce a hole by means of a device with smooth rollers by widening or in which the drilling takes place at a lower speed.
Die vorliegende Erfindung kann am effektivsten angewandt werden auf dem Gebiet des Bauwesens, genauer bei Erdarbeiten zur Herstellung von vertikalen, schrägen und horizontalen Bohrungen nach der Methode des Aufweitens des Bodens bei der Errichtung von Ortpfählen, bei der Tiefenverdichtung des Bodens, beim Aufstellen einer Wand im Boden, beim Bau von Ankern, Elektroenergie-Übertragungsleitungen, beim grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen, Herstellen von Tunneln, Brunnen, bei der Verstärkung der Fundamente von funktionierenden Gebäuden und Bauwerken u.a.m.The present invention can be most effectively applied in the field of construction, more particularly in earthworks for the production of vertical, inclined and horizontal bores according to the method of expanding the soil in the construction of local piles, in deep compacting the soil, in setting up a wall in the Soil, in the construction of anchors, electrical power transmission lines, in the trenchless laying of pipelines, the manufacture of tunnels, wells, in the strengthening of the foundations of functioning buildings and structures, etc.
Das Vorhandensein neuer konstruktiver Elemente in der Einrichtung in Form von radialen Dichtungen und einer schraubenförmigen Bandwicklung an der Oberfläche der Walzen übt einen positiven Einfluß auf die Betriebszuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung aus und erweitert insgesamt ihre technologischen Möglichkeiten.The presence of new structural elements in the device in the form of radial seals and a helical tape winding on the surface of the rollers has a positive influence on the operational reliability of the device according to the invention and expands its overall technological possibilities.
Diese Eigenschaften bieten die Möglichkeit, die erfindungsgemäßeEinrichtung bei den verschiedensten Arten von Erdarbeiten erfolgreich einzusetzen, wobei deren hohe Produktivität und Qualität sichergestellt werden.These properties offer the possibility of successfully using the device according to the invention in the most varied types of earthworks, thereby ensuring its high productivity and quality.
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