專利名稱：鉆孔裝置和在土壤中產生鉆柱的方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求1的前序部分在土壤中產生鉆柱的鉆孔裝置，這種鉆孔裝置包括立柱、鉆頭驅動裝置、鉆管和管料斗，鉆頭驅動裝置布置在托架上，沿著立柱將托架可移動地支撐，鉆管可由鉆頭驅動裝置以旋轉方式驅動且可沿著立柱移動，以產生鉆孔，管料斗連接到鉆管并包括儲存空間，這種儲存空間用于填充材料，以在鉆管的抽出期間填充鉆孔。
本發明還涉及根據權利要求9的前序部分在土壤中產生鉆柱的方法，在這種方法中，鉆管由鉆頭驅動裝置以旋轉方式引入土壤中，鉆頭驅動裝置布置在托架上，可沿著立柱以鉆孔方向移動這種托架，在到達所希望的深度時，將鉆管抽出，且通過鉆管用來自管料斗的填充材料填充鉆孔。
背景技術：
從EP 1 580 325 A1可知通用裝置和通用方法。該印刷出版物公開了一種具有立柱的施工設備，旋轉驅動裝置可在這種立柱上以縱向方向移動。多部件鉆管布置在旋轉驅動裝置的下側。在鉆管的上部分中設有管料斗，這種管料斗用于容納填充材料，可將填充材料通過鉆管引入在鉆管抽出期間所形成的空的空間之中。
EP 1 580 325 A1規定用幾個步驟將多部件鉆管抽出。通過托架在立柱上的向上移動，將管區段從土壤中抽出并然后移去，而將托架再次向下移動并連接到位于下面的管區段。在每個步驟中抽出的管區段的長度以及因此而產生的工作速度受到托架的行程的限制并因此而受到立柱長度的限制。
可從美國專利5,647,690獲知具有管料斗的另一種鉆孔裝置。
發明內容
本發明的目的在于提供一種通用鉆孔裝置和通用方法，鉆孔裝置和方法允許特別高的工作速度，而且高度通用和經濟。
根據本發明，該目的由具有權利要求1所述的特征的鉆孔裝置和具有權利要求9所述的特征的方法來實現。優選實施例在從屬權利要求中說明。
根據本發明的鉆孔裝置的特征在于管料斗以鉆孔方向布置在鉆頭驅動裝置上方并連接到鉆管。
本發明的基本要點在于管料斗布置在鉆頭驅動裝置的上側面上，管料斗朝向離開鉆管的方向并且尤其朝向離開鉆管的頂端的方向，這樣就可將鉆管直接移動到鉆頭驅動裝置，而并不要求位于它們之間的用于儲存填充材料的任何元件。根據現有技術，管料斗設在旋轉驅動裝置的下面，因此，與現有技相比，根據本發明，就可將鉆頭驅動裝置連同托架一起移動到更接近于鉆孔邊緣的位置，而這種運動并不受到管料斗的阻礙。這樣，在具有相同的立柱長度時，就增加托架的可能的行程，因此，就可以采用較長的鉆管區段。這樣，就減少所要求的鉆管區段的安裝和拆卸過程并提高工作速度。
從原則上來講，將管料斗以旋轉性安裝的方式布置在鉆管上是可行的，這樣就產生結構特別簡單的鉆孔裝置。不過，特別優選的實施例在于將管料斗以旋轉性安裝的方式連接到托架并以相對于鉆管的旋轉方式支撐。這就允許將管料斗非常容易地填充，因為在鉆孔操作期間不改變管料斗的位置。將管料斗直接連接到托架是適當的。
對于特別通用的操作來講，將鉆管設計成幾個部分是適當的，在此情況下，將單個管區段用可分離連接器相互連接。因此，可將如增強籠建在鉆管中，然后與填充材料一起通過鉆管的下端引入土壤中。
在使用包括幾個部件的鉆管時，設有閉合裝置尤其有好處，可通過這種閉合裝置將用于從管料斗向鉆管填充材料的通道閉合。這種閉合裝置可這在如鉆頭驅動裝置上方，尤其可設在管料斗與鉆頭驅動裝置之間。特別地，這種閉合裝置具有一種鎖定翼。作為選擇或作為附加，還可將閉合裝置布置在鉆頭驅動裝置的下面。
可將鉆孔裝置的工作行程進一步提高是有好處的，因為可將管料斗軸向移動，尤其可將其與鉆管一起移動，并相對于托架安裝。例如，可在托架上設有線性驅動裝置，以用于管料斗的移動。
可將根據本發明的鉆孔裝置的通用性提高，因為在旋轉驅動裝置下面，將鉆管以旋轉性地安裝和可分離方式連接到旋轉驅動裝置的輸出軸。為了實現這個目的，可設有可分離鉆管連接器。
可以實現鉆孔裝置的特別可靠的運行，因為在管料斗中設有填充水平傳感器。更具體地來講，填充水平傳感器可具有顯示裝置，裝置顯示裝置與管料斗隔開。填充水平傳感器可包括如超聲波傳感器。
這樣就提供了結構特別簡單的鉆孔裝置，因為將鉆頭驅動裝置的輸出軸設計成空心軸，鉆管至少部分地在空心軸的一側上延伸，且管料斗布置在空心軸的另一側上。在此情況下，可以用特別容易的方式穿過空心軸在管料斗與鉆管之間進行填充材料的輸送。為了引入扭轉力，輸出軸可具有如邊齒，更具體地來講，可具有花鍵邊齒。
進一步來講，根據本發明，管料斗具有基本上呈圓柱形的儲存部分，基本上呈圓錐形的出口部分布置在儲存部分的下面。可將鉆管尤其通過輸出軸連接到該圓錐形的出口部分。管料斗具有漏斗狀設計并在頂部打開。管料斗還可具有蓋子。
根據本發明的方法的特征在于管料斗以旋轉性地安裝的方式布置在托架上并且將其與托架一起移動。可特別地用根據本發明的鉆孔裝置來實現這種方法，這樣就可以實現所列舉的與此有關的優點。
特別地，管料斗可指填充材料儲存裝置，優選以同軸方式將這種填充材料儲存裝置以鉆管的延伸方向即鉆管的軸向方向附到鉆管。
下面將通過優選實施例的方式對本發明進行更詳細的描述，這些優選實施例在附圖中示意性地示出，在這些圖中圖1示出了根據本發明的鉆孔裝置的第一實施例；圖2示出了根據本發明的鉆孔裝置的第二實施例；圖3示出了示于圖2中的在鉆頭驅動裝置的部分中的鉆孔裝置的詳細視圖；以及圖4示出了用于根據本發明的鉆孔裝置的管料斗。
在全部附圖中，具有相同或類似功能的元件用相同的參考符號標明。
具體實施例方式
根據本發明的鉆孔裝置的第一實施例在圖1中示出。鉆孔裝置具有底板1，立柱2以可旋轉的方式布置在底板1上。托架22設在立柱2上，托架22可沿著立柱2以鉆孔方向移動。
設計成旋轉驅動裝置的鉆頭驅動裝置11設在托架22上，鉆管6以旋轉性安裝如軸向安裝的方式布置在鉆頭驅動裝置11的輸出軸19上。通過操作鉆頭驅動裝置11，可使鉆管6可使旋轉。通過托架22的移動，鉆管6可由鉆頭驅動裝置11以鉆孔方向軸向移動。通過可分離管連接器18將鉆管6聯接到輸出軸19，可分離管連接器18布置在輸出軸19的下端上。
可將鉆管6設計成包括多個管元件的幾個部分，這些管元件由可分離管連接器相互連接。在鉆管6的底部設有位移鉆頭80。
鉆頭驅動裝置11具有驅動部分12，液壓轉子式發動機布置在驅動部分12中，且環形傳動部分13布置在該驅動部分的底部，環形傳動部分13用于從液壓發動機向鉆管6傳遞扭轉力。
為了儲存填充材料，將管料斗30設在鉆管6的縱向軸的延長部分上方。管料斗60具有用于容納填充材料的圓柱形儲存部分33，儲存部分33之后是位于其下面的圓錐形出口部分34。管料斗30布置在鉆頭驅動裝置11和托架22的上方，即在朝向離開鉆管6的側面上尤其是朝向離開鉆管6的頂端的側面上。因此，可像管連接器18那么遠朝著土壤移動鉆頭驅動裝置11，即可將鉆頭驅動裝置11與管連接器18一起向下向土壤表面移動。
為了將填充材料從管料斗30引入鉆管6，將延伸管40布置在管料斗30的出口部分34的底部。延伸管40從鉆頭驅動裝置11的驅動部分12、傳動部分13和輸出軸19的中心穿過，將延伸管40設計成空心軸并合并到鉆管6中。因此，可穿過延伸管40和輸出軸19將填充材料從管料斗30引入到鉆管6之中。
為了允許管料斗30從鉆管6卸下，可將如旋轉連接器設在延伸管40上，這種旋轉連接器也稱為平頭接合。
可相對于托架22和鉆頭驅動裝置11調節示于圖1中的管料斗30的高度，即可用軸向調節方式將管料斗30以鉆孔方向支撐在托架22上。為了進行有效調節，可將連接管40設計成如凱氏方鉆桿，這種凱氏方鉆桿具有用于傳遞扭轉力的縱向肋和用于施加軸向力的鎖定套。
根據本發明的鉆孔裝置的另一個實施例在圖2和圖3中示出。示于圖2和圖3中的實施例與示于圖1中的實施例的區別在于設有支架50，支架50位于托架22與尤其是一方面的鉆頭驅動裝置11和另一方面的管料斗30之間，并且以鉆孔方向延伸，以用于旋轉性地安裝支撐以及優選的管料斗30的有效的高度調節。
根據示于圖2和圖3中的實施例，將旋轉連接器60布置在鉆管6與管料斗30之間的連接管40上。該旋轉連接器由支架50的側向臂保持。旋轉連接器允許鉆管6從管料斗30旋轉性地拆卸。通過支架50將管料斗30相對于鉆頭驅動裝置11和托架22旋轉性地安裝。
用在根據本發明的鉆孔裝置中的管料斗30的另一個實施例在圖4中示出。圖4中的管料斗30在儲存部分33的上端由圓錐形蓋子36閉合。用于將填充材料填充到儲存部分33中的填充孔37設在蓋子36中。而且，不同的孔眼38和38′設在蓋子36上，這些孔眼38和38′用于由輔助起重機將蓋子36和、或管料斗30提升。
在管料斗30出口側，設計成翼的閉合裝置71設在連接管40上，閉合裝置71用于阻止管料斗30與鉆管6之間的填充材料的流動。
權利要求
1.用于在土壤中產生鉆柱的鉆孔裝置，包括立柱；鉆頭驅動裝置，所述鉆頭驅動裝置布置在托架上，沿著所述立柱將所述托架可移動地支撐；鉆管，所述鉆管可由所述鉆頭驅動裝置以旋轉方式驅動并可沿著所述立柱移動，以產生鉆孔，以及管料斗，所述管料斗連接到所述鉆管并包括用于填充材料的儲存空間，以在所述鉆管的抽出期間填充所述鉆孔，其特征在于所述管料斗以鉆孔方向布置在所述鉆頭驅動裝置的上方并連接到所述鉆管。
2.如權利要求1所述的鉆孔裝置，其特征在于將所述管料斗以旋轉性地安裝的方式連接到所述托架并以相對于所述鉆管的旋轉方式支撐。
3.如權利要求1所述的鉆孔裝置，其特征在于設有閉合裝置，可通過所述閉合裝置將用于從所述管料斗向所述鉆管填充材料的通道閉合。
4.如權利要求1所述的鉆孔裝置，其特征在于可將所述管料斗軸向移動并相對于所述托架安裝。
5.如權利要求1所述的鉆孔裝置，其特征在于所述鉆管在所述鉆頭驅動裝置下面以旋轉性地安裝和可分離的方式連接到所述鉆頭驅動裝置的輸出軸。
6.如權利要求1所述的鉆孔裝置，其特征在于設有填充水平傳感器，所述填充水平傳感器用于測量所述管料斗中的填充水平。
7.如權利要求1所述的鉆孔裝置，其特征在于所述鉆頭驅動裝置的輸出軸設計成空心軸，所述鉆管至少部分地在所述空心軸的一側上延伸，且所述管料斗布置在所述空心軸的另一側上。
8.如權利要求1所述的鉆孔裝置，其特征在于所述管料斗具有基本上呈圓柱形的儲存部分，基本上呈圓錐形的出口部分布置在所述儲存部分的下面。
9.在土壤中產生鉆柱的方法，尤其是利用如權利要求1所述的鉆孔裝置在土壤中產生鉆柱的方法，在所述方法中鉆管由鉆頭驅動裝置以旋轉方式引入土壤中，所述鉆頭驅動裝置布置在托架上，可沿著立柱以鉆孔方向移動所述托架，以及在到達所希望的深度時，將所述鉆管抽出，且通過所述鉆管用來自所述管料斗的填充材料填充所述鉆孔，其中，將所述管料斗以旋轉性地安裝的方式布置在所述托架上并與所述托架一起移動。
全文摘要
本發明涉及用于在土壤中產生鉆柱的鉆孔裝置，這種鉆孔裝置包括立柱、鉆頭驅動裝置、鉆管和管料斗，鉆頭驅動裝置布置在托架上，沿著立柱將托架可移動地支撐，鉆管可由鉆頭驅動裝置以旋轉方式驅動且可沿著立柱移動，以產生鉆孔，管料斗連接到鉆管并包括儲存空間，這種儲存空間用于填充材料，以在鉆管的抽出期間填充鉆孔。根據本發明，設有管料斗，該管料斗以鉆孔方向布置在鉆頭驅動裝置上方并連接到鉆管。本發明還涉及在土壤中產生鉆柱的方法。
文檔編號E02D5/34GK101063400SQ200710101098
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月26日 優先權日2006年4月26日
發明者E·斯托特澤 申請人:包爾機械有限公司