本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于在土地中构建钻孔的钻孔工具,所述钻孔工具具有能被可转动地驱动的基体、在所述基体的下端部处的用于去除土地材料的去除装置和能调节的至少一个去除元件,所述去除元件能够在沿径向处于内部的收回位置和沿径向处于外部的扩宽位置之间调节,在所述扩宽位置中,所述去除元件沿径向向外相对于所述基体突出,以用于扩宽钻孔直径。本发明还涉及一种根据权利要求12的前序部分的用于在土地中构建钻孔的方法。
背景技术:
1、这种钻孔工具通常用于在土地中构建地基桩。为了在钻孔时支撑土地,通常与钻孔工具一起引入支撑管,所述支撑管的直径略大于在其中被引导的钻孔工具。为了直接通过支撑管去除土地材料,该支撑管可以在支撑管的下端部处设有带有去除元件的所谓的切割靴。所述去除元件可根据所设置的钻孔深度而遭受显著的磨损。与钻孔工具不同,支撑管在连续的方法期间基本上不能或几乎不能又从钻孔中收回,因为否则钻孔将失去其用于进一步钻孔过程所需的支撑。
2、此外已知的是,在钻孔工具相对于后续的支撑管发生一定程度超前时,在钻孔工具处设置有沿径向可调节的去除元件。径向的去除元件可以移出到支撑管下方的区域中,从而将直接在支撑管下方的土地材料去除。由此大大减少了支撑管的磨损并且使得支撑管能够更容易引入到土地中。为了将钻孔工具从支撑管中收回,可以经由调节装置将沿径向可调节的去除元件又从其扩宽位置收回,从而钻孔工具可以无碰撞地从支撑管中收回。
3、为了进行调节已知的是,在钻孔工具处设置有液压操纵的调整缸。但是,这是在机械上耗费的并且此外需要用于从外部将液压流体供应给在运行中转动的钻孔工具的转动穿过引导部。此外,已知如下调节装置,在所述调节装置的情况下,在钻孔工具处的轴向的调整运动(例如通过轴向的钻杆引起的轴向的调整运动)被转换成径向的调节运动。轴向运动到径向运动的转换是在机械上耗费的并且在钻孔工具的有限的安装空间中相应地需要空间。
技术实现思路
1、本发明基于如下任务,给出用于在土地中构建钻孔的钻孔工具和方法,利用所述钻孔工具和方法能以简单且可靠的方式实现径向的直径改变。
2、所述任务一方面通过具有权利要求1的特征的钻孔工具来解决,并且另一方面通过具有权利要求12的特征的方法来解决。本发明的优选的实施方式在从属权利要求中给出。
3、根据本发明的钻孔工具的特征在于,为了调节所述去除元件,设置有带有转动部件的调节机构,所述转动部件在所述基体处能够围绕钻孔轴线在第一转动位置和第二转动位置之间转动,所述至少一个去除元件布置在枢转臂处,所述枢转臂能相对于所述基体在第一枢转位置和第二枢转位置之间枢转,在所述第一枢转位置中,所述至少一个去除元件处于其收回位置中,在所述第二转动位置中,所述至少一个去除元件处于其扩宽位置中,并且在所述转动部件处和/或在所述至少一个枢转臂处设置有操纵凸起部,通过所述操纵凸起部能将所述转动部件的转动运动转换成所述至少一个枢转臂的枢转运动。
4、原则上,钻孔工具可以任意构造,例如构造为连续螺旋件、钻孔螺旋件或箱式钻。本发明的第一方面在此在于,至少一个沿径向可调节的去除元件不是简单地沿径向方向线性可调节,而是在收回位置和扩宽位置之间可枢转地支承在枢转臂处。
5、根据本发明的另一方面,用于调节去除元件的调节机构具有转动部件,该转动部件可在第一转动位置和第二转动位置之间转动。转动部件和所述至少一个枢转臂在此经由操纵凸起部相互联结,从而产生强制控制。因此,在转动部件的限定的转动位置的情况下可以实现枢转臂的限定的枢转位置。
6、转动部件在此围绕钻孔工具的钻孔轴线可转动地支承,从而根据钻孔工具的转动方向,引起转动部件的转动,并且因此引起枢转臂的枢转。因此实现了强制控制,在该强制控制的情况下,枢转臂处的至少一个去除元件以限定的方式在收回位置和径向的扩宽位置之间运动。总体上,由此能够实现简单且紧凑的调节机构,并且因此能够实现带有用于径向的直径扩宽的可能性的简单构建的钻孔工具。
7、原则上,操纵凸起部能以任意方式构造。根据本发明,一种特别鲁棒且易于制造的实施变型方案在于,至少一个操纵凸起部构造为销栓。销栓优选沿钻孔工具的纵向方向延伸,即沿钻孔方向并且平行于钻孔轴线延伸。
8、原则上,销栓在此可以安置在枢转臂处并且接合到转动部件处的相应的滑槽引导部中。优选地,根据本发明的一个改进方案,构造为销栓的操纵凸起部安置在转动部件处,并且在所述至少一个枢转臂处构造有滑槽孔、尤其是长孔,销栓接合到所述滑槽孔中。这允许钻孔工具的特别鲁棒且简单的结构。
9、根据本发明,另一个鲁棒的设计方案通过以下来实现,即,在所述基体处布置有至少一个枢转销栓,所述至少一个枢转臂可枢转地支承在所述枢转销栓处。枢转销栓在此可以固定在基体处,而枢转臂经由简单的滑动支承件可枢转地支承在枢转销栓处。但是原则上,枢转销栓也可以固定地安置在枢转臂处并且接合到基体处的相应的套筒形的枢转支承件中。
10、根据本发明的另一个实施变型方案,特别好的功能能力和力分布通过以下来实现,即,在基体的下端部处设置有呈相对置的布置的两个带有至少一个去除元件的枢转臂。枢转臂在此围绕钻孔轴线相对彼此错开约180°地布置。这种基本上对称的设计方案实现了相对于周部的均匀的力分布。
11、根据本发明的一个改进方案特别适宜的是,基体构造为带有至少一个下部的接纳开口的筒形的钻箱,而转动部件构造为转动底部,所述转动底部用于打开和关闭所述至少一个接纳开口。因此,钻孔工具构造为带有筒形的基体的箱式钻或钻斗。这种钻斗具有转动底部,以用于打开和关闭所述至少一个接纳开口,该转动底部围绕钻孔轴线可转动地支承。这种转动底部可用作用于本发明的转动部件。
12、在此,根据本发明的一个优选的实施方式有利的是,去除装置布置在转动底部处。尤其是,去除装置在此可以由切割齿构成,切割齿大致线性地在径向方向上沿着转动底部布置在接纳开口处。
13、为了快速排空这种箱式钻或钻斗,根据本发明的另一个实施变型方案优选的是,翻转底部可翻开地布置在筒形的钻箱的下部区域处,所述转动底部可转动地支承在所述翻转底部处。由此,带有转动底部的翻转底部可以围绕基本上水平的枢转轴线或翻转轴线翻开,所述枢转轴线或翻转轴线与钻孔轴线大致垂直指向。以这种方式,钻箱的下侧可以被打开,从而可以容易地排空位于其中的土地材料。
14、根据本发明的一个改进方案,钻孔工具的特别紧凑的结构形式通过以下来实现,即,在所述基体处的所述至少一个枢转销栓构造为用于限制所述转动底部的转动运动的止挡部。由此,转动底部可以构造成具有受限的枢转区域或调节区域,从而该转动底部精确地释放或覆盖所述至少一个接纳开口。
15、根据本发明的钻孔工具的适宜的运行此外通过以下来实现,即,在所述至少一个枢转臂处构造有留空部,所述留空部用于形成用于去除的土地材料的穿通区域。尤其是,枢转臂可以在钻孔轴线的方向上具有带有减小的壁厚的区域,从而沿水平方向产生用于去除的土地材料的穿通区域。这此外使枢转臂的枢转变得容易。
16、本发明的另一个有利的实施方式在于,当所述转动底部封闭所述钻箱处的所述至少一个接纳开口时,所述至少一个去除元件处于收回位置中,而当所述转动底部释放所述接纳开口时,所述至少一个去除元件处于沿径向突出的扩宽位置中。
17、由此,在接纳开口打开的钻孔运行中,在钻孔工具赶在前头时,实现支撑管下方的直径扩宽。因此,在这种状态下,径向外部的支撑管下的等待处理的土地材料也能被可靠地去除。由此大大简化了在以下管套方式钻孔时支撑管的引入。
18、为了将钻孔工具从钻孔中收回以用于排空过程,通过转动所述转动底部关闭接纳开口。在此,通过所设置的强制控制,所述至少一个去除元件从径向外部的扩宽位置复位到径向内部的收回位置中。以这种方式,钻孔工具能可靠地且在去除元件与支撑管没有碰撞危险的情况下收回。
19、本发明还包括一种用于在土地中建立钻孔的方法,其中,使用上文描述的根据本发明的钻孔工具。利用根据本发明的方法可以在土地中构建钻孔时实现上文描述的优点。
20、根据本发明,一个特别优选的方法变型方案在于,通过在钻孔时转动钻孔工具的转动部件,使所述至少一个去除元件沿径向调节,其中,钻孔直径发生变化。由此,通过使所述至少一个去除元件沿径向移出,可以进行径向的钻孔扩宽。以反过来的方式,当所述至少一个去除元件沿径向收回到收回位置中时,可实现钻孔工具的如下状态,在该状态下,钻孔工具可以无问题地通过支撑管收回。
1.一种用于在土地中构建钻孔的钻孔工具,所述钻孔工具具有:
2.根据权利要求1所述的钻孔工具,其特征在于,所述至少一个操纵凸起部(46)构造为销栓(48)。
3.根据权利要求2所述的钻孔工具,其特征在于,构造为销栓(48)的操纵凸起部(46)安置在所述转动部件(40)处,并且在所述至少一个枢转臂(50)处构造有滑槽孔(52)、尤其是长孔,所述销栓(48)接合到所述滑槽孔中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的钻孔工具,其特征在于,在所述基体(12)处布置有至少一个枢转销栓(28),所述至少一个枢转臂(50)可枢转地支承在所述枢转销栓处。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的钻孔工具,其特征在于,在所述基体(12)的下端部处设置有呈相对置的布置的两个带有至少一个去除元件(30)的枢转臂(50)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的钻孔工具,其特征在于,所述基体(12)具有带有至少一个下部的接纳开口(25)的筒形的钻箱(14),并且所述转动部件(40)构造为转动底部(42),所述转动底部用于打开和关闭所述至少一个接纳开口(25)。
7.根据权利要求6所述的钻孔工具,其特征在于,所述去除装置(30)布置在所述转动底部(42)处。
8.根据权利要求6或7所述的钻孔工具,其特征在于,翻转底部(24)可翻开地布置在筒形的钻箱(14)的下部区域处,所述转动底部(42)可转动地支承在所述翻转底部处。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的钻孔工具,其特征在于,在所述基体(12)处的所述至少一个枢转销栓(28)构造为用于限制所述转动底部(42)的转动运动的止挡部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的钻孔工具,其特征在于,在所述至少一个枢转臂(50)处构造有留空部(58),所述留空部用于形成用于去除的土地材料的穿通区域。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的钻孔工具,其特征在于,当所述转动底部(42)封闭所述钻箱(14)处的所述至少一个接纳开口(25)时,所述至少一个去除元件(30)处于收回位置中,而当所述转动底部(42)释放所述接纳开口(25)时,所述至少一个去除元件(30)处于沿径向突出的扩宽位置中。
12.一种用于在土地中建立钻孔的方法,其特征在于,使用根据权利要求1至11中任一项所述的钻孔工具(10)。