專利名稱：作為用于施工車輛懸臂的附件設備的將基礎設備和/或鉆管和/或地鉆插入地面的裝置的制作方法
技術領域：
本申請涉及一種如權利要求1前序部分所述的用于操作基礎設備和/或鉆管和/ 或地鉆以及將其插入地面的裝置。
背景技術：
敲打/打樁設備或基礎裝置和鉆管的旋入設備或鉆孔設備是公知的。它們作為 獨立的設備也可以利用所有所需的導向裝置(能夠保持和定向)以及驅動裝置自行工作。 這種方式雖然實用也非常舒適，但相對來說卻成本過高，尤其是它們分別只能用于某一 種插入方式(用于打樁或鉆孔或旋入)。只有在需解決大量相同的插入過程的情況下才能 取得效益。針對僅有偶爾需求的使用者而言，這種裝置僅被考慮作為附加在公知的多功能 的施工車輛例如挖土機的懸臂上的附件設備。只有這樣該裝置對于這種使用者才是經濟 的。在美國專利US 6.942.430B1中描述了這樣的附件設備，其為鉆管的旋入裝置。當然在公知的裝置中，在整個旋入過程中保持期望的旋入方向即保持垂直或另 一種所希望的角度實際上是困難的。其中，其上懸掛有旋入設備的懸臂隨著旋入過程的推進而下降。螺旋工具在懸 臂上的鉸接點形成圍繞挖土機上的懸臂的擺動軸線的環線。這表示，螺旋工具和需旋入 的鉆管或鉆柱或地鉆在上端部(如果沒有進行修正)跟隨鉸接點并在挖土機臂的縱向上從 預設的方向被壓出。如果需旋入的鉆管的縱軸線不被挖土機臂的運動平面遮蓋，在側面定位過程中 會產生類似的定位誤差，大體上由于挖土機和懸臂(在垂直的螺旋方向)相互傾斜或者雖 然挖土機水平放置，但旋入方向并不是垂直方向。將這些因素和之前所描述的誤差來源 相疊加，可能導致需旋入的鉆管在各個方向的錯誤偏差。此外也有其他的誤差來源，比如說沿地面中的阻力，其將需旋入的鉆管從設置 的方向擠出，且隨后會出現施工車輛的駕駛員的操作失誤，尤其是在嘗試修正前述定位 誤差時施工車輛的駕駛員的操作失誤。所提到的誤差定位根據現有技術主要經對施工車輛或懸臂的操控來補償，其中 即施工車輛的駕駛者按照實際情況前進、后退或轉動或者縮短、伸長或擺動懸臂。因為修正的方法和范圍取決于操作員的目測范圍以及轉向運動的精確度或技術 精度(操控精確度)，這種操作方法本身自然會帶來極大的誤差來源。顯而易見，特別 在凹凸不平的地面上駕駛以及針對該工況設計的機器而言，上述精度常常遠不能滿足要 求。美國專利US 3,746,104提供了這些問題的部分解決方案。其中鉆孔裝置的懸臂 在長度上液壓可調。因此通過施工車輛的前后移動來取消對方向的修正，否則必需對方 向進行修正例如為了防止在降低懸臂時鉸接點偏離鉆孔裝置的縱軸線。通過對懸臂的液壓長度調節可實現所需的修正，替代僅通過難以精確控制的駕駛運動。顯然這些僅可解決懸臂的縱向的定位誤差問題，但也不能完全解決。因為當懸 臂的方向與鉆頭插入方向不成直角時，懸臂長度的每次改變同樣會引起高度的改變。根 據運動方向的不同，這會導致鉆頭的不希望的拔出或壓入。其他定位誤差總歸還是必須 通過挖土機相應的駕駛運動來解決，在任何情況下都通過挖土機車身的擺動來補償，因 此都會帶來缺點，或者可以放棄做出任何補償并且將就著使用。但尤其是該解決方案的 成本過高，因為這里要使用的懸臂與傳統的樣式完全不同。該問題的另一個部分解決方案在專利文獻AT 387424B中有描述，其中鉆管裝置 上的萬向吊架設計有液壓的長度可調性，因此可避免懸臂的運動以及由此帶來的問題。當然該文章也僅僅避免了由懸臂運動引起的問題。對于其他的需要重新調整裝 置的定位誤差，在文章中沒有提出解決方法。此處僅僅涉及通過工程設備的駕駛運動或 懸臂的調節移動來進行重新調整或者考慮誤差校準。此外，該裝置成本過高，特別是對于較長的基礎設備/鉆管/地鉆幾乎不可能使 用，因為其取決于懸臂的結構高度，常用的施工車輛幾乎都不具有該高度。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種用于操作和插入作為施工車輛的懸臂上的附件設 備的基礎設備和/或鉆管和/或地鉆的裝置，其通過簡便的方式避免或修正敲打(打樁) 和/或旋入和/或鉆孔過程中的定位誤差。該目的通過按照權利要求1所述的根據本發明的裝置來實現。該裝置和公知的裝置的區別在于，其懸臂上的鉸接點相對打樁設備和/或旋入 設備和/或鉆孔設備的驅動頭在至少一個垂直于基礎設備/鉆管/地鉆的縱軸線的第一方 向上可移動。由此懸臂、確切地說在懸臂和驅動頭之間的鉸接點獲得了自由，即至少在 第一方向從基礎設備/鉆管/鉆孔機的軸線移出，而不會產生側面的沖擊且因此不發生偏 斜。既不是在懸臂上，也不是通過長度的改變實現補償，而是在插入裝置上，確切地說 是在懸臂的鉸接點和驅動頭之間的任意的位置上來實現補償。相對于現有技術的解決方案存在不同的優點誤差補償無需改裝施工車輛或其 懸臂，也不再需要高不可及的施工車輛的操控方式得以實現。在本來就有的插入裝置、 其吊架的附件部分中且通過其相對較小的改造實現補償。比如與公知的鉆孔裝置的液壓 長度可調性比較，這種改造相對更為緊湊。特別是在對其進行驅動和控制時，利用現代 化的施工車輛上本來就有的、為附件設備提供(液壓的)的驅動和控制實現移動。因此 通過操作人員以簡單的方式手動地實現對移動的控制。在另一個實施例中，鉸接點也可相對于驅動頭在垂直于第一方向設置的第二方 向上移動。于是不僅一個方向的定位誤差得到了補償，而且在第二方向的誤差也得到了 補償，因此兩個方向的誤差疊加可以同時得到相應的補償。因為在定位中的主要誤差來源是鉸接點在懸臂的縱向上的運動，可自由移動的 第一方向優選為懸臂的縱向。特別是當吊架(在螺旋鉆孔裝置中公知)設計成萬向接頭并且(與現有技術所公 知的不同)至少一個第一支軸為了產生在第一方向上的可移動性被加長，使得萬向接頭的第一和第二鉸接件在其支軸上可彼此相對移動時，則可以特別簡單地以及結構上緊湊 地實現可移動性。此外，第一支軸優選位于第一方向上，即懸臂的縱向上。當萬向接頭的第二支軸被加長，使得萬向接頭的第二和第三鉸接件在其上可以 彼此相對移動，則可以實現徹底的重新定位。此外，通過這兩種可移動性的疊加使得鉸 接點相對于基本設備/鉆管/鉆孔機的軸的每一偏移(在其方向上總是)可以得到補償。如果僅僅在鉸接點賦予必需的運動能力，則懸臂在運動時不會引起基礎設備/ 鉆管/鉆孔機發生偏斜，萬向接頭在軸上的自由運動就可以滿足。對此驅動裝置不是絕 對必需的。當然在惡劣的工作條件下，無法一直確保為此所需的關節的平滑性 (leichtgangigkeit)，由于該原因需要用于該移動的相應的驅動裝置是合理的。此外驅動裝 置可實現其它的功能。因此驅動裝置可實現主動定位修正，該定位修正可實現在不同于 垂直方向的其他方向上調節插入裝置或者調節水平的基礎設備/鉆管/鉆孔機在該位置上 的耦合。在這種情況下，驅動裝置經現代化的工程車輛上本來就設計的用于附件設備的 大多為液壓的驅動來實現，由此不會造成施工車輛或其懸臂的結構變化。以同樣方法，一個或多個驅動裝置經配設給其的控制裝置可進行手動控制。調節或自動控制可以在最簡單的情況下用傾斜開關(Neigungs schalter)來實現。為了向操作人員指示插入裝置相對于基礎設備/鉆管/鉆孔機的當前角度位置， 可以在插入裝置上設計測斜儀(Inklinometer)。插入設備可以具有至少一個限制其擺動范圍的限制裝置，其允許將該裝置為了 連接到位于地面上的基礎設備/鉆管機/鉆孔機上而帶入基本水平的位置上，或者為了在 不同于垂直方向的方向上插入而帶入相應的傾斜的位置中。該裝置可以在無需較大改造的情況下可選擇地或附加地設計用于由基礎設備或 鉆管的敲打/打樁和/或旋入，和/或用在地鉆和/或鑿巖機上。在其設計用于地鉆的 情況下，該裝置還包括用于土料的傳送裝置。
下面借助于附圖詳細描述本發明。其中圖la:具有懸掛在懸臂上的根據本發明的插入裝置的施工車輛的立體視圖，該 插入裝置具有萬向吊架以及驅動頭和基礎設備/鉆管/地鉆，該吊架具有萬向接頭的被加 長的第一支軸；圖lb 按照圖la的根據本發明的吊架的細節圖；圖2 按照圖1的施工車輛的側視圖，其中展示了懸臂的運動過程；圖3a 按照圖la、b和2的吊架的側視圖；圖3b 在懸臂的縱向上或相反方向上觀察的按照圖la、b和2的吊架；圖3c 按照圖la、b和2的吊架的俯視圖；圖4a:具有懸掛在懸臂上的根據本發明的插入裝置的施工車輛的立體視圖，該 插入裝置帶有萬向吊架以及驅動頭和基礎設備/鉆管機/地鉆，該吊架具有萬向接頭的被加長的第一支軸和第二支軸；圖4b 按照圖4a的根據本發明的吊架的細節圖；圖5a 在定向用于容納水平的基礎設備/水平的鉆管或地鉆中的按照圖la的施 工車輛；以及圖5b:圖5a的細節圖，具有限制用于容納水平的基礎設備/鉆管/地鉆的插入 裝置的擺動范圍的擋板。
具體實施例方式圖la展示了施工車輛(5)的立體視圖，該施工車輛(5)具有懸掛在懸臂(4)的 鉸接點(7)上的根據本發明的插入裝置(1)，該插入裝置帶有萬向接頭(13)的吊架(6)以 及驅動頭(8)和支承在其上的基礎設備/鉆管/地鉆(2)，吊架(6)帶有萬向接頭(13)的 在懸臂(4)的縱向(12)上加長的第一支軸(14)。圖lb展示了按照圖la的根據本發明的鉸接在懸臂⑷的鉸接點(7)上的插入裝 置(1)的細節圖，該插入裝置(1)具有支承在其上的基礎設備/鉆管/地鉆(2)，以及驅 動頭⑶和被設計為具有多個鉸接件(16、17、18)的萬向接頭(13)的吊架(6)，以及具 有萬向接頭(13)的第一、第二支軸(14、15)，其中垂直于基礎設備/鉆管/地鉆(2)的 縱軸線(10)的第一方向(9)指向的第一支軸(14)被加長，使得在其上用于移動鉸接點 (7)的萬向接頭的第一和第二鉸接件(16，17)可彼此相對移動。圖2展示了按照圖1的施工車輛(5)的側視圖，該施工車輛具有懸掛在懸臂(4) 的鉸接點(7)上的根據本發明的插入裝置(1)，該插入裝置(1)具有驅動頭(8)以及支承 在驅動頭上的部分旋入地面(3)中的基礎設備/鉆管/地鉆(2)。吊架(6)設計為具有第 一、第二支軸(14、15)和第一、第二、第三鉸接件(16、17、18)的萬向接頭(13)。在 懸臂⑷縱向(12)上的第一方向(9)上延伸的萬向接頭(13)的第一支軸(14)被加長。 圖中特別展示了在基礎設備/鉆管/地鉆(2)的插入過程中鉸接點(7)如何通過降低懸臂 (4)從其縱軸線(10)上移出，以及該移動如何借助第一、第二鉸接件(16，17)在萬向接 頭(13)的第一支軸(14)上的相對移動來進行補償，因此保持基礎設備/鉆管/地鉆(2) 的定位不受影響。圖3a-c展示了按照圖la、b和2的插入裝置(1)的不同視圖圖3a展示了插入裝置的側視圖，該插入裝置具有驅動頭(8)和作為萬向接頭 (13)的吊架(6)，其具有萬向接頭(13)的第一、第二支軸(14，15)和第一、第二、第三 鉸接件(16，17，18)以及鉸接在懸臂(4)上的鉸接點(7)。圖中還展示了第一方向(9) 以及用于限制插入裝置(1)的擺動范圍的擋板(19)，其可實現將插入裝置帶入用于容納 水平的基礎設備/鉆管/地鉆的水平的位置或類似位置。圖3b展示了在懸臂⑷的縱向(12)或相反方向上的插入裝置⑴的視圖，該插 入裝置具有吊架(6)和驅動頭(8)，以及在第一、第二方向(9、11)上的支軸(14，15)和 第一、第二、第三鉸接件(16，17，18)。圖3c展示了插入裝置(1)的俯視圖，該插入裝置具有驅動頭(8)和作為萬向接 頭(13)的吊架(6)、第三鉸接件(18)、萬向接頭(13)在第一方向(9)上的第一支軸(14) 以及第二支軸(15)。
圖4a展示了施工車輛(5)的立體視圖，該施工車輛具有懸掛在懸臂(4)的鉸接 點(7)上的根據本發明的插入裝置(1)，其由驅動頭(8)和吊架(6)組成，在驅動頭(8) 上支承有基礎設備/鉆管/地鉆⑵。吊架(6)被設計為萬向接頭(13)并且具有萬向接 頭(13)的加長的第一、二支軸(14、15)。圖4b展示了按照圖4a的鉸接在懸臂(4)的鉸接點(7)上的根據本發明的插入裝 置(1)的細節圖，其具有驅動頭(8)以及被設計為萬向接頭(13)的吊架(6)，該吊架(6) 由第一、第二、第三鉸接件(16，17，18)組成，所述鉸接件可在加長的第一、第二支軸 (14、15)上彼此相對擺動，且在軸(14，15)的方向上在第一方向(9)和第二方向(11)相 互縱向移動。圖5a展示了按照圖la的施工車輛，在用于容納水平放置的基礎設備/鉆管/地 鉆(2)的定向中，具有在其縱向(12)上延伸的懸臂(4)，懸臂上在鉸接點(7)鉸接有插入 裝置(1)，該插入裝置(1)由驅動頭(8)和吊架(6)組成，該吊架設計為具有多個鉸接件 (16、17、18)和支軸(14，15)的萬向接頭(13)。吊架定位為，第一(加長)支軸(14) 設置在垂直或大致垂直延伸的第一方向(9)上。由此，驅動頭(8)(其縱軸線方向垂直 于萬向接頭(13)的第一支軸(14))被置于水平或大致水平的位置中，因此其可以較容易 與同樣水平的例如作為備用裝置(Vorrat)支承在地面上的基礎設備/鉆管/地鉆(2)相連 接。圖5b展示了圖5a的細節，在懸臂⑷的鉸接點(7)上鉸接有插入裝置⑴的， 該插入裝置(1)由驅動頭(8)和設計為具有多個鉸接件(16、17、18)和多個支軸(14， 15)的萬向接頭(13)的吊架(6)組成。吊架定位為，第一(加長)支軸(14)設置在垂直 或大致垂直延伸的第一方向(9)上。由此，縱軸線方向垂直于萬向接頭(13)的第一支軸 (14)的驅動頭(8)水平或大致水平地設置，因此其較容易與同樣在其縱軸線方向(10)上 水平的例如作為備用裝置支承在地面上的基礎設備/鉆管/地鉆(2)相連接。此外，圖 5b展示了如何能達到吊架的位置的簡單的方法，即以擋板(19)來限制插入裝置的擺動范 圍的運動，從而必須遵循相應的懸臂調節。為了將插入裝置帶入偏離垂直方向的傾斜的插入位置中，該種擺動范圍的限制 可以采用相同的方法。當然也可以通過由驅動裝置和其控制裝置對吊架(6)的相應的控制來實現相應 的結果。附圖標記1.插入裝置2.基礎設備/鉆管/地鉆3.地面4.懸臂5.施工車輛6.吊架7.鉸接點8.驅動頭9.第一方向
10.基礎設備/鉆11 /地鉆的縱軸線
11.第二方向
12.懸臂的縱向
13.萬向接頭
14.萬向接頭的第--支軸
15.萬向接頭的第二二支軸
16.萬向接頭的第--鉸接件
17.萬向接頭的第二二鉸接件
18.萬向接頭的第三三鉸接件
19.插入裝置的擺動范圍的限制裝置
權利要求
1.一種用于操作基礎設備和/或鉆管和/或地鉆(2)以及將其插入地面(3)的裝置(1)，作為構建在施工車輛(5)的懸臂(4)上的附件設備，所述裝置由吊架(6)以及與吊 架(6)剛性連接的被設計為螺旋鉆孔機和/或沖擊式鉆孔機和/或打夯機的驅動頭⑶構 成，通過所述吊架(6)、必要時通過常見的快速連接能夠將所述裝置鉸接在懸臂(4)的鉸 接點(7)上，基礎設備和/或鉆管和/或地鉆(2)能夠連接在驅動頭(8)上用以操作和 控制，其特征在于，鉸接點(7)能夠相對于驅動頭(8)在至少一個垂直于基礎設備/地鉆(2)的縱軸線(10)的第一方向(9)上移動。
2.如權利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，鉸接點(7)能夠相對于驅動頭(8)在 垂直于第一方向(9)的第二方向(11)上移動。
3.如前述權利要求中任一項所述的裝置(1)，其特征在于，第一方向(9)是懸臂(4) 的縱向(12)。
4.如前述權利要求中任一項所述的裝置(1)，其特征在于，吊架(6)設計成萬向接頭 (13)，其中至少一個第一支軸(14)被加長，使得第一和第二鉸接件(16、17)能夠在第一 支軸(14)上彼此相對移動用以移動鉸接點(7)。
5.如權利要求4所述的裝置(1)，其特征在于，第一支軸(14)設置在第一方向(9)上。
6.如權利要求4或5所述的裝置，其特征在于，第二支軸(15)被加長，使得萬向接 頭(13)的第二和第三鉸接件(17、18)能夠在第二支軸(15)上彼此相對移動。
7.如前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，為了縱向運動設置至少一個 驅動裝置。
8.如權利要求7所述的裝置(1)，其特征在于，所述至少一個驅動裝置是可控/可調的。
9.如權利要求8所述的旋入裝置(1)，其特征在于，設置至少一個傾斜開關用于控制/調節。
10.如前述權利要求中任一項所述的裝置(1)，其特征在于，設置有至少一個限制所 述裝置的擺動范圍(19)的限制裝置，其允許將所述裝置帶入基本水平的位置中用以連接 位于地面上的基礎設備/地鉆(2)上，或者將所述裝置帶入相應傾斜的位置中用以在偏離 垂直方向的方向上插入。
全文摘要
本發明涉及一種將作為構建在施工車輛(5)的懸臂(4)上的附件設備的基礎設備和/或鉆管和/或地鉆(2)插入地面的裝置(1)，該裝置由吊架(6)以及與吊架(6)剛性連接的被設計為螺旋鉆孔機和/或沖擊式鉆孔機和/或打夯機的驅動頭(8)構成，通過吊架(6)能夠將該裝置鉸接在懸臂(4)的鉸接點(7)上，基礎設備和/或鉆管和/或地鉆(2)能夠連接在驅動頭(8)上用以插入地面中。鉸接點(7)能夠相對驅動頭(8)在至少一個垂直于基礎設備/地鉆(2)的縱軸線(10)的第一方向(9)上、必要時也在垂直于第一方向(9)的第二方向(11)上移動。吊架(6)可以是萬向接頭(13)，其中第一支軸(14)被加長，使得第一和第二鉸接件(16、17)在第一支軸(14)上在第一方向(9)上彼此相對移動從而移動鉸接點(7)。第二支軸(15)可以被加長，使得第二和第三鉸接件(17、18)能夠在第二支軸(15)上在第二方向(11)上彼此相對移動。
文檔編號E02D7/22GK102016181SQ200980116322
公開日2011年4月13日 申請日期2009年5月6日 優先權日2008年5月7日
發明者岡特·圖爾納, 馬丁·圖爾納 申請人:克里納創新有限公司