DE3228737C1

DE3228737C1 - Auger auger

Info

Publication number: DE3228737C1
Application number: DE3228737A
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 5962 Drolshagen Klemm
Original assignee: Hydroc Gesteinsbohrtechnik 5960 Olpe De GmbH; HYDROC GmbH; Hydroc Gesteinsbohrtechnik 5960 Olpe GmbH
Current assignee: Ing G Klemm Bohrtechnik 5962 Drolshagen GmbH
Priority date: 1982-07-31
Filing date: 1982-07-31
Publication date: 1988-07-07

Abstract

The auger drill has a helix (20) and an auxiliary helix (23). Ripping cutters (32, 32') and scraping cutters (33, 33') project obliquely downwards and at an angle to the direction of rotation from the bottom working edges (22, 24) of the helix and the auxiliary helix. The ripping cutters are arranged at mutual distances apart, and a scraping cutter (33, 33') is located between each two ripping cutters (32, 32'). The ripping cutters (32) are arranged on both working edges (22, 24) in such a way that each ripping cutter moves on a circular path with a different radius so that furrows are drawn at the bottom of the bore hole, the radial distances between which furrows are smaller than the radial distances between the ripping cutters (32 or 32'). <IMAGE>

Description

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Reißmeißel und Schabmeißel einander abwechseln, so daß im Vergleich zu Bohrschnecken, die ausschließlich Reißmeißel als Werkzeuge aufweisen, relativ wenig Reißmeißel vorhanden sind. Der vertikale Druck wird daher auf wenige Werkzeuge (Reißmeißel) verteilt, wodurch das einzelne Arbeitswerkzeug eine große Eindringtiefe in die Bohrlochsohle und eine hohe Wirksamkeit erhält. A particular advantage of the invention is that that Alternating chisels and scrapers, so that in comparison to auger, which only have chisels as tools, relatively few chisels available. The vertical pressure is therefore limited to a few tools (chisels) distributed, whereby the individual work tool a large penetration depth into the borehole bottom and maintains high effectiveness.

Vorzugsweise stehen die Reißmeißel über die unteren Enden der Schabmeißel hinaus nach unten vor. Dies hat zur Folge, daß die vertikale Druckkraft ausschließlich auf die Reißmeißel verteilt wird und daß die Bohrschnecke sich nicht auf den Schabmeißeln abstützt. Preferably, the ripping chisels protrude over the lower ends of the scraping chisels out down ahead. As a result, the vertical compressive force is exclusive is distributed on the chisels and that the auger does not rest on the scrapers supports.

Die Schabmeißel dienen in erster Linie dazu, das von den Reißmeißeln gelöste Bohrgut auf die Wendel bzw.The main purpose of the scraper is to remove that of the chisel loosened cuttings on the helix or

die Hilfswendel zu transportieren. Aus dem genannten Grund sind zweckmäßigerweise die vorderen Enden der Reißmeißel gegenüber den vorderen Enden der Schabmeißel in Drehrichtung vorverlagert. Die Reißmeißel, die sich in die Bohrlochsohle eingraben, üben gleichzeitig einen Seitendruck auf die Bohrlochsohle aus. Dies trägt dazu bei, das Bohrgut von den Reißmeißeln direkt auf die radial versetzt nachfolgenden Schabmeißel zu leiten.to transport the auxiliary helix. For the above reason are expedient the front ends of the chisels opposite the front ends of the scraper chisels in Direction of rotation shifted forward. The chisels digging into the bottom of the borehole simultaneously exert side pressure on the bottom of the borehole. This helps the cuttings from the chisels directly to the scraper chisels that follow in a radially offset manner to direct.

Zweckmäßigerweise sind die Reißmeißel auswechselbare Rundschaftmeißel. Es können aber auch andere Meißelarten verwendet werden, die imstande sind, bei Aufwendung eines vertikalen Drucks in die Bohrlochsohle einzudringen und dort Furchen zu erzeugen. Die Schabmeißel sind vorzugsweise fest an den Arbeitskanten angebrachte Flachmeißel. Derartige Flachmeißel sind von den Arbeitskanten in Drehrichtung abstehende Zähne, die nach vorne (in Drehrichtung) spitz auslaufen. The ripping chisels are expediently exchangeable round shank chisels. However, other types of chisels can also be used which are capable of Applying vertical pressure to penetrate the bottom of the borehole and create furrows there to create. The scraping bits are preferably firmly attached to the working edges Flat chisel. Such flat chisels are protruding from the working edges in the direction of rotation Teeth that taper towards the front (in the direction of rotation).

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Bohrvorrichtung mit Bohrschnecke, F i g. 2 eine Seitenansicht der Bohrschnecke, teilweise geschnitten, Fig.3 eine Seitenansicht der Bohrschnecke nach F i g. 2 aus Richtung des Pfeiles 111, und F i g. 4 eine Ansicht der Bohrschnecke von unten. The following is an embodiment with reference to the drawings the invention explained in more detail. It shows F i g. 1 is a schematic representation of a Drilling device with auger, FIG. 2 a side view of the auger, partially in section, FIG. 3 shows a side view of the auger according to FIG. 2 off Direction of arrow 111, and FIG. 4 is a view of the auger from below.

Gemäß F i g. ist eine Großlochbohrvorrichtung 10 an dem Traggerüst 11 eines Baggers 12 aufgehängt. An einem Tragseil hängt die Drehstange 13, an derem unteren Arm sich die Bohrschnecke 14 befindet, die nachfolgend noch näher erläutert wird. An dem unteren Ende des Traggerüstes 11 befindet sich ein Drehtisch 15, durch den die Drehstange 13 hindurchgeht. Die Drehstange 13 hat ein unrundes Profil, z. B. ein Vierkantprofil. Der Drehtisch 15 ist mit einem Antrieb versehen, um die Drehstange 13 zu drehen. Die Bohrschnecke 14 wird in das Bohrloch 17 abgesenkt. According to FIG. is a large hole drilling device 10 on the support frame 11 of an excavator 12 is suspended. The rotating rod 13 hangs on a suspension cable, on which lower arm is the auger 14, which will be explained in more detail below will. At the lower end of the support frame 11 is a turntable 15 through which the rotating rod 13 passes through. The rotating rod 13 has a non-round profile, for. B. a square profile. The turntable 15 is provided with a drive to the rotating rod 13 to turn. The auger 14 is lowered into the borehole 17.

Wenn sie die Bohrlochsohle 18 erreicht hat und durch das Gewicht der Bohrvorrichtung 10 auf der Bohrlochsohle 18 aufliegt, schürft sie infolge der ihr von der Drehstange 13 erteilten Drehung die Bohrlochsohle ab, um das Bohrloch 17 weiter nach unten zu treiben.When it has reached the bottom hole 18 and by the weight of the Drilling device 10 rests on the borehole bottom 18, digs it as a result of her rotation imparted by the pivot rod 13 down the borehole bottom to the borehole 17 to drift further down.

Wie F i g. 2 zeigt, weist die Bohrschnecke 14 einen Schaft 19 auf, der an das untere Ende der rechteckigen Drehstange 13 angeschweißt ist. Der Schaft 19 ist hohl ausgebildet. Um ihn herum verläuft schraubenförmig die Wendel 20, die eine schraubenförmige Ablagefläche 21 bildet, auf der während der Drehung das Bohrgut heraufgleitet. Die Wendel 21 erstreckt sich über mehrere Gänge (Umdrehungen). Im Bereich des unteren Ganges 21 ist die Wendel 20 mit größerer Wandstärke ausgebildet, weil hier höhere Kräfte angreifen. Die Unterkante der Wendel 20 bildet die Arbeitskante 22, die radial von dem Schaft 19 absteht. Like F i g. 2 shows, the auger 14 has a shaft 19, which is welded to the lower end of the rectangular rotating rod 13. The shaft 19 is hollow. The helix 20 extends around it in a helical manner forms a helical support surface 21 on which the cuttings during rotation slides up. The helix 21 extends over several turns (revolutions). in the In the area of the lower aisle 21, the helix 20 is larger Wall thickness formed, because higher forces attack here. The lower edge of the helix 20 forms the working edge 22, which protrudes radially from the shaft 19.

Außer der Wendel 20 ist eine Hilfswendel 23 vorgesehen, die ebenfalls an ihrem unteren Ende eine radial von dem Schaft 19 abstehende Arbeitskante 24 aufweist. In addition to the helix 20, an auxiliary helix 23 is provided, which is also has a working edge 24 projecting radially from the shaft 19 at its lower end.

Die Arbeitskanten 22 und 24 weisen nach entgegengesetzten Richtungen, sind also um 1800 gegeneinander versetzt. Die Hilfswendel 23 hat die gleiche Steigung wie die Wendel 20, erstreckt sich aber nur über einen Winkelbereich von 1800, so daß ihre Oberkante 25 über der Arbeitskante 22 der Wendel 20 liegt. Das auf der Hilfswendel 23 hochgeförderte Material fällt über die Kante 25 auf die Wendel 20. The working edges 22 and 24 point in opposite directions, are thus offset from one another by 1800. The auxiliary helix 23 has the same slope like the helix 20, but only extends over an angular range of 1800, see above that its upper edge 25 lies above the working edge 22 of the helix 20. That on the Material conveyed up the auxiliary helix 23 falls over the edge 25 onto the helix 20.

Der hohle Schaft 19 überragt die Arbeitskanten 22 und 24 nach unten hin. In das untere Ende des Schaftes 19 ist der Schaft 27 eines Pilotbohrers 26 eingesetzt. The hollow shaft 19 projects beyond the working edges 22 and 24 downwards there. The shank 27 of a pilot drill 26 is inserted into the lower end of the shank 19 used.

Durch einen Querbolzen 28, der durch den Schaft 19 und den Schaft 27 hindurchgeht, ist der Pilotbohrer 26 drehfest mit dem Schaft 19 verbunden. Die Bohrkrone des Pilotbohrers 26 ist mit mehreren Rundmeißeln 29 und Bohrschneiden 30 bestückt. Sie erstreckt sich über den Querschnittsbereich des Schaftes 19, um beim Drehen der Bohrschnecke 14 eine mittig zum Bohrloch verlaufende Pilotbohrung zu erzeugen. Gleichzeitig dient der Pilotbohrer 26 dazu, den von den Wendeln 20 und 23 nicht erfaßten Bereich der Bohrlochsohle 18 zu bearbeiten.By a transverse bolt 28 that passes through the shaft 19 and the shaft 27 passes through it, the pilot drill 26 is connected to the shaft 19 in a rotationally fixed manner. the The drill bit of the pilot drill 26 is provided with a plurality of round chisels 29 and cutting edges 30 equipped. It extends over the cross-sectional area of the shaft 19 to when the auger 14 rotates, a pilot hole running centrally to the borehole to create. At the same time, the pilot drill 26 serves to remove the holes from the coils 20 and 23 to work on the area of the borehole bottom 18 not covered.

An der Arbeitskante 22 der Wendel 20 sind mehrere Meißelhalter 31 für Reißmeißel 32 .n der Weise angebracht, daß die Reißmeißel unter einem Winkel von nahezu 45" schräg nach unten und vorne abstehen. Several chisel holders 31 are located on the working edge 22 of the helix 20 for chisel 32 .n mounted in such a way that the chisel at an angle sticking out at an angle of nearly 45 "downwards and forwards.

»Vorne« bedeutet in diesem Zusammenhang »in Bewegungsrichtung« der Arbeitskante 22. Die Reißmeißel 32 sind in bekannter Weise als Rundschaftmeißel ausgebildet. Ihre Schäfte sind auswechselbar in die Meißelhalter 31 eingesetzt und die Arbeitselemente bestehen aus kegelstumpfförmigen Abschnitten aus sehr hartem Material. Zwischen jeweils zwei Meißelhaltern 31 ist an der Arbeitskante 22 ein Schabmeißel 33 befestigt. Die Schabmeißel bestehen aus Flachmeißeln, deren vordere Kanten 34 um ca. 20 mm höher angeordnet sind als die Spitzen der Reißmeißel 32.In this context, “in front” means “in the direction of movement” Working edge 22. The ripping chisels 32 are known as round shank chisels educated. Your shafts are interchangeably inserted into the chisel holder 31 and the working elements consist of frustoconical sections of very hard Material. Between every two chisel holders 31 there is a 22 on the working edge Scraper chisel 33 attached. The scraping chisels consist of flat chisels, the front one Edges 34 are arranged approximately 20 mm higher than the tips of the ripping chisels 32.

Außerdem liegen die Kanten 34 in Bewegungsrichtung hinter den Spitzen der Reißmeißel 32. Die Schabmeißel 33 sind im Grundriß rechteckig und in Seitenansicht etwa dreieckförmig. Ihre horizontale Unterseite 35 bewegt sich flach über die Bohrlochsohle, während die Oberseite 36 schräg nach oben ansteigt, um das Bohrgut auf die Schnecke 20 zu übertragen.In addition, the edges 34 lie behind the tips in the direction of movement the ripping chisel 32. The scraping chisels 33 are rectangular in plan and in side view roughly triangular. Your horizontal underside 35 moves flat over the bottom of the borehole, while the top 36 rises obliquely upwards to the cuttings on the auger 20 to transfer.

In gleicher Weise sind an der Arbeitskante 24 Meißelhalter 31' befestigt, in denen auswechselbare Reißmeißel 32' angebracht sind. Jeweils zwischen zwei Meißelhaltern 31' befindet sich ein Schabmeißel 33'. In the same way, 24 chisel holders 31 'are attached to the working edge, in which exchangeable chisels 32 'are attached. Each between two chisel holders 31 'there is a scraping chisel 33'.

Wie aus Fig.3 hervorgeht, sind die radialen Abstände der Reißmeißel 32 untereinander gleich. Diese Abständen haben den Wert a. Lediglich der schräg abstehende äußerste Reißmeißel 32 hat einen anderen Abstand zu dem nächstbenachbarten Reißmeißel. As can be seen from Fig.3, the radial distances are the chisels 32 equal to each other. These distances have the value a. Only the oblique protruding outermost ripping chisel 32 has a different distance to the next adjacent one Chisel.

Auch die Abstände der Reißmeißel 32' untereinander sind gleich. Diese Abstände haben den Wert b. Die Abstände a und die Abstände b sind untereinander gleich. The distances between the chisels 32 'are also the same. These Distances have the value b. The distances a and the distances b are one below the other same.

Die verschiedenen Reißmeißel 32 der Arbeitskante 22 haben die Abstände al, a2, a3 und a4 von der Achse 34 des Schaftes 19. Die Reißmeißel 32' der Arbeitskante 24 haben die radialen Abstände bl, b2 b3 und b4 von der Ac-hse 34. Der Abstand bl ist vorzugsweise gleich der Summe von al + a/2. Wichtig ist, daß die Größe des Abstandes bs zwischen den Größen der Abstände al und a2 liegt, daß die Größe des Abstandes b2 zwischen den Größen der Abstände a2 und a3 liegt und daß die Größe des Abstandes b3 zwischen den Größen der Abstände a3 und a4 liegt. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich die Spitzen sämtlicher Reißmeißel 32 und 32' auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien bewegen. Obwohl die Reißmeißel einer bestimmten Arbeitskante radiale Abstände voneinander haben, werden insgesamt kreis- förmige Furchen erzeugt, die etwa nur den halben radialen Abstand voneinander haben, wie benachbarte Reißmeißel 32 oder benachbarte Reißmeißel 32'. The various chisels 32 of the working edge 22 have the distances al, a2, a3 and a4 from the axis 34 of the shaft 19. The chisels 32 'of the working edge 24 have the radial distances bl, b2, b3 and b4 from the Ac-hse 34. The distance bl is preferably equal to the sum of al + a / 2. It's important, that the size of the distance bs lies between the sizes of the distances a1 and a2, that the size of the distance b2 is between the sizes of the distances a2 and a3 and that the size of the distance b3 is between the sizes of the distances a3 and a4. In this way it is achieved that the tips of all chisels 32 and 32 'move on circles with different radii. Although the chisel is one certain working edges have radial distances from each other, are in total circular shaped Grooves generated that have about only half the radial distance from each other, such as adjacent ripping chisels 32 or adjacent ripping chisels 32 '.

Der vertikale Andruck der Bohrschnecke gegen die Bohrlochsohle verteilt sich gleichmäßig auf die Reißmeißel 32 und 32', die auf entgegengesetzten Seiten angeordnet sind. Die Bohrschnecke vereinigt die Vorteile eines wirksamen Aufreißens der Bohrlochsohle mit einer wirksamen Abförderung des Bohrguts auf die Wendel. Dadurch wird verhindert, daß die Arbeitswerkzeuge in lockerem Bohrgut rühren. The vertical pressure of the auger is distributed against the bottom of the borehole evenly on chisels 32 and 32 'which are on opposite sides are arranged. The auger combines the advantages of effective ripping the bottom of the borehole with an effective removal of the cuttings onto the helix. Through this prevents the working tools from stirring in loose cuttings.

Claims

Claims: 1. Auger with a vertical shaft helically surrounding the first helix and at least one auxiliary helix the lower ends of the helix and the auxiliary helix provided essentially working edges at the same height, of which chisels pointing downwards and scraping chisels pointing forward in the direction of rotation protrude, d a through g e -k e n n z ei c h ne t that on each of the working edges (22, 24) chisels (32, 32 ') and scraping bits (33, 33 ') are arranged in an alternating sequence and that the radial Distances of the chisel (32) of one working edge (22) from the shaft axis (34) compared to the radial distances between the chisel (32 ') and the other working edge (22) are different from the shaft axis (34) in such a way that all ripping chisels (32, 32 ') move on circles with different radii.

2. Auger according to claim 1, characterized in that the Ripping chisels (32, 32 ') beyond the lower ends of the scraping chisels (33, 33') protrude below.

3. auger according to claim 1 or 2, characterized in that the front ends of the scissors (32,32 ') opposite the front ends of the scraper chisels (33, 33 ') are displaced forward in the direction of rotation.

4. Auger according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the chisels (32, 32 ') are interchangeable round shank bits.

5. Auger according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the scraping chisels (33, 33 ') are flat chisels firmly attached to the working edges (22, 24) are.

The invention relates to an auger with a vertical one The first helix surrounding the shaft in a helical manner and at least one auxiliary helix, with provided at the lower ends of the helix and the auxiliary helix, essentially working edges lying at the same height, of which chisels pointing downwards and scraping chisels pointing forward in the direction of rotation protrude.

Augers - are used for drilling large holes in rock and solid Earth used. The working edges move over the bottom of the borehole and produce As a result of the rotation of the helix, the cuttings onto the helix on which it is pushed up will. From time to time the auger is pulled out of the borehole and freed from the cuttings above ground.

The auger is then lowered again into the borehole and rotated while applying vertical pressure. It is known, in addition to that helical helix to attach an auxiliary helix to the shaft, which around a half pitch is offset from the main helix and is about a Extends angular range from 1800.

The working edge of the auxiliary helix is at the same height as the working edge the main helix.

When drilling in soft soil or soft rock, the working edges are equipped with flat chisels, which when turning the auger on the bottom of the borehole scrape along and the cuttings on the Convey helix or the auxiliary helix. Such Flat chisels are unable to bottom out the borehole when drilling in semi-heavy material tear open enough to achieve acceptable drilling performance. For this reason are used for drilling in semi-heavy material on one of the two working edges round shank chisels attached, which tear open the bottom of the borehole and flat chisels on the other working edge, that move scraping over the bottom of the borehole and that loosened by the round chisels Convey the drillings onto the helix. This increases the drilling performance, however the drilling resistance is relatively high because the picks have circular grooves Dig into the bottom of the borehole, between which there are sections of considerable width stay. These sections are often not sufficiently effective by the flat chisels worn away.

Augers are used for drilling in hard materials both working edges are equipped with a variety of round shank chisels.

There are no flat chisels here. Because of the large number the drill bit distributes the drilling pressure exerted on the auger on numerous chisels, so that each individual chisel has only a relatively low effectiveness Has. Another disadvantage of this known auger for hard drilling material is that the loosened cuttings caught between the picks and gets very poorly on the helix or the auxiliary helix. Hence goes Much drilling energy is lost through useless stirring in loose cuttings.

The invention is based on the object of providing a screw auger of the initially mentioned called type to create when drilling in semi-heavy and heavy material an effective detachment of the cuttings from the borehole bottom and an effective lifting of the loosened drillings on the helix enables a high drilling performance and to enable a favorable utilization of the drive energy.

To solve this problem, the invention provides that on each of the working edges ripping chisel and scraping chisel arranged in an alternating sequence are and that the radial distances of the chisel one working edge from the Shank axis opposite the radial distances of the scissors of the other working edge are different from the shaft axis in such a way that all scissors are on circles move with different radii.

According to the invention, each of the working edges is both with chisels, as well as equipped with scraping chisels, which alternate with each other. Generate the chisels Furrows in the bottom of the borehole, while the scraper chisels the loosened cuttings on the Transport helix.

Because each of the chisels is on a circular path with the other Radius as the other chisel moves, that the circular furrows is achieved the chisels are relatively closely spaced, with two adjacent furrows come from chisels attached to different working edges. Since the chisels are offset relative to each other on the two working edges, the scraping chisels are also offset from one another, so that by working together of the mentioned tools on the two opposite working edges of the entire Area of the bottom of the borehole torn open by the ripping chisel and by the scraping chisel is scraped off.