(57)【要約】【課題】杭用ボーリング機械において、特に正確な杭形成を可能とすることである。【解決手段】杭用ボーリング機械１は、ボーリング軸と共軸に配置される中心筒部２０と、ボーリング軸へ直交する方向へ向けられ、複数の切削歯３が上に設けられる少なくとも１つの縁部８と、切削歯３により除去された土壌の受け入れまたは搬出の少なくとも１つを行う搬送機構とを有する。杭用ボーリング機械１を正確に案内するために、その杭用ボーリング機械１には、ボーリング方向において切削歯３の上流側に少なくとも２個の切削刃を有するオーガービット５が設けられ、それらの切削刃は、中央の自由空間を形成するように互いにオフセットし、かつ互いに離間している。【選択図】図１
2006090120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボーリング軸と共軸に配置される中心筒部と、ボーリング軸へ直交する方向へ向けられ、複数の切削歯が上に設けられる少なくとも１つの縁部と、切削歯により除去された土壌の受け入れまたは搬出の少なくとも１つを行う搬送機構とを有し、地盤に杭用穴を形成する杭用ボーリング機械であって、
ボーリング方向において切削歯の上流側に少なくとも２個の切削刃が設けられ、それらの切削刃は、中央自由空間を形成するように、互いにオフセットし、かつ相互に離間することを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項２】
請求項１に記載の杭用ボーリング機械において、
搬送機構は、ボーリングバケットとして構成されることを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項３】
請求項２に記載の杭用ボーリング機械において、
ボーリングバケットは、その下側に、閉じることができる蓋を備えた少なくとも１つの開口部を有し、
切削歯を有する縁部は、ボーリングバケットの開口部に置かれることを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項４】
請求項１に記載の杭用ボーリング機械において、
少なくとも２個の相互に離間する切削刃は、オーガービットとして一体に構成されることを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項５】
請求項４に記載の杭用ボーリング機械において、
オーガービットは、閉じることができる蓋に接続され、かつボーリングバケットに関して回転する態様で取付けられることを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項６】
請求項１に記載の杭用ボーリング機械において、
搬送機構は、中心筒部へ取付けられる少なくとも１つの螺旋部を有することを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項７】
請求項４に記載の杭用ボーリング機械において、
中心筒部は、懸濁液を導入するように構成されることを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項８】
請求項４に記載の杭用ボーリング機械において、
オーガービットは、中心筒部の下端部に設けられる受け部内に取り外し可能に固定されることを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項９】
請求項８に記載の杭用ボーリング機械において、
受け部は、多角形であることを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項１０】
請求項１に記載の杭用ボーリング機械において、
杭用ボーリング機械の上端部に形成され、杭用ボーリング機械をボーリングロッドへ取り外し可能に接続する接続器具を有することを特徴とする杭用ボーリング機械。
【請求項１１】
支柱と、その上に配置される回転駆動部と、回転駆動部により回転する態様で駆動されるボーリングロッドとを有するボーリング装置において、ボーリングロッドに接続される請求項１に記載の杭用ボーリング機械を含むことを特徴とするボーリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭用ボーリング機械及びボーリング装置に係り、特に、ボーリング軸と共軸に配置される中心筒部と、ボーリング軸へ直交する方向へ向けられ、複数の切削歯がその上に設けられる少なくとも１つの縁部と、前記切削歯により除去された物質の受け入れまたは搬出の少なくとも１つを行う搬送機構とを有し、杭用穴を形成する杭用ボーリング機械及びボーリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭用穴は、たとえば、建物用の杭打ち基礎、いわゆる基礎杭を形成するのに使用される。そのような基礎は、建物が上に建築されるところの下層土が十分な地耐力を有しない場合に必要である。かくして、杭用穴の手段により、十分な地耐力を確保するために、大きい柱状の中空部が地盤に十分深く導入される。引続いて上述の中空部に、セメントまたは同様の物質が充填される。最大の基礎安定性を確保できるように、正確に計算された位置において杭が地盤内に形成できることが特に重要である。特に、ボーリング方向のずれは避けなければならない。
【０００３】
杭用ボーリング機械として、たとえば、いわゆるボーリングバケットが知られている。そのような杭用ボーリング機械は、連続的でないボーリング工程で操作される。すなわち、最初に杭用ボーリング機械が、地盤中に穴あけする。十分な量の土壌がぼろぼろにされ、そしてボーリングバケットが充填されると、土壌を含んだその機械は、杭用ボーリング穴から引出される。ボーリングバケットが空にされ、そしてまたボーリングを継続することができる。
【０００４】
特許文献１には、ボーリング中に地盤中で旋回できるボーリングスクリューを有する杭用機械を開示している。スクリューボーリングの場合に、切削歯が土壌をぼろぼろにし、そしてその土壌がスクリューコンベヤにより上方へ搬送される。そのような杭用ボーリング機械は、連続的な及び連続的でないボーリングのために使用される。取付けられ、そして下方へ向けられる中心先端部が、ボーリング中における杭用ボーリング機械の正確な方向付けと案内のために使用される。
【０００５】
そのような杭用穴は、基礎として機能するので、それに対応して杭用ボーリング機械は大きく作られなければならない。かくして、特許文献２に開示されるように、杭用穴あけ機は、たとえば、無限軌道式牽引車両によって、ボーリング目的のための位置決めを一般的に行わなければならない。ボーリング中を通して、上述の支持または担持装置は、ボーリング機械の上部の部位を案内することができる。特に深い杭用穴を作るとき、上述の上部案内装置は、正確に方向付けられるボーリングのためには殆ど不十分である。
【０００６】
【特許文献１】独国特許発明第４２０９８５４号明細書
【特許文献２】独国特許発明第４１３２３１４Ｃ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来技術によれば、杭用ボーリング機械が大型するにつれ、ボーリング機械の上部の部位を案内することが行われるが、この上部案内装置は、正確に方向付けられるボーリングのためには不十分で、特に深い杭用穴を作るとき、殆ど不十分である。本発明の目的は、特に正確な杭形成を可能とする杭用ボーリング機械及びボーリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１の特徴を有する杭用ボーリング機械により達成される。好適な実施形態は、従属請求項において示される。
【０００９】
本発明に係る杭用ボーリング機械は、ボーリング軸と共軸に配置される中心筒部と、ボーリング軸へ直交する方向へ向けられ、複数の切削歯がその上に設けられる少なくとも１つの縁部と、前記切削歯により除去された物質の受け入れまたは搬出の少なくとも１つを行う搬送機構とを有し、杭用穴を形成する杭用ボーリング機械であって、ボーリング方向において切削歯の前方に、すなわち、ボーリング方向において切削歯の上流側に、少なくとも２個の切削刃があり、それらの切削刃は、中央自由空間を形成するように、互いにオフセットし、かつ相互に離間していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の基本概念は、二重心出し機能によりボーリング中を通して杭用ボーリング機械を所望の方向に好適に案内することを可能にすることである。第１の心出し機能は、杭用ボーリング機械の下側の中心に位置する２個の切削刃により実行される。杭用ボーリング機械の上述の離間する切削刃は、中央に自由空間を形成し、その中に土壌の一部が残される。かくして、杭用穴の中央において、案内円錐部が形成され、これが第２の心出し機能を提供する。これらの相互に変位される少なくとも２個の、３個、４個またはそれ以上の切削刃は、その結果、内側と外側の案内面を形成する。かくして、約２０乃至１００ｍの深さに到達できる特に深い杭用穴の場合、上述の二重心出し機能は、オーガービット（錐状刃）のところにおけるずれの危険を大幅に低減する。
【００１１】
特に好ましい実施形態において、搬送機は、ボーリングバケットとして構成される。本発明に係る二重心出し機能は、ボーリングバケットの場合に特に有用である。というのは、ボーリングバケットは、ボーリング穴壁上で１乃至３ｍの比較的短い長さにわたってのみ案内されるからである。それ以外の他の案内は、ボーリング穴壁から離間するボーリングロッドの手段によって行われる。
【００１２】
ボーリングバケットの下側に、閉じることができる蓋のある少なくとも１つの開口部があって、切削歯を有する縁部がその開口部に置かれるならば、ボーリングバケットを使用することが特に容易である。かくして、ボーリング中を通して、切削歯によりぼろぼろにされた土壌は、ボーリングバケットの内部に直接的に送りこまれる。上述の開口部を閉じることの可能性の結果として、ボーリングバケットが土壌で充填されたときボーリングバケットを閉じまたは封止でき、そして空にする目的のために、ボーリング穴から取外される。かくして、土壌はボーリング穴の中に落ちない。
【００１３】
特に好ましい杭用ボーリング機械の場合、少なくとも２個の相互に離間する切削刃は、オーガービットとして一体に構成される。オーガービットが杭用ボーリング機械の方向案内用に意図されるとき、かなり大きい力が、その上に作用する。生じる力に好適に対処するために、上述の切削刃を一体で構成することは、したがって利点となる。上述の力が特に大きくない土壌においては、３個または４個の切削刃を用いることができる。
【００１４】
ボーリングバケット開口部の特に容易な閉じ方は、ボーリングバケットに関して回転する態様で取付けられる蓋にオーガービットが確実に接続されることにおいて達成できる。ボーリングバケットに関しての蓋の回転接続は、杭用ボーリング機械が地中で活動的に回転されるとき、すなわち特定の方向に回転されるとき、回転移動の結果として、蓋が、ボーリングバケットの開口部を開くようになされる。ボーリングバケットを杭用ボーリング穴から取外すと、杭用ボーリング機械は、逆方向に回転され、そして蓋は、ボーリングバケットの開口部上を摺動して開口部を封止する。これは、ボーリングバケット開口部を閉じる単純な構成に導き、そしてこれはボーリングバケットへの追加的費用を課することなく提供される。
【００１５】
本発明に係る別の杭用ボーリング機械は、搬送機構が、中心筒部へ取付けられる少なくとも１つの螺旋部を有することを特徴とする。搬送機構として、そのような搬送または送りこみ螺旋部の使用は、結果として、連続的なボーリングを実施できるという利点を提供する。除去された土壌は、１つ以上の螺旋部の手段により上方へ搬送される。
【００１６】
穴あけされたボーリング穴を付近の土壌に関して支持するために、懸濁液導入のために中心筒部を構成することは特に利点がある。かくして、穴あけ機を引き抜く間を通して、支持懸濁液をボーリング穴に導入できる。上述の中心筒部はまた、硬化できる懸濁液をボーリング穴に導入することもでき、そこで、ボーリング穴は上述の懸濁液により充填され、杭用ボーリング穴内に固体を生成するために、さらに、懸濁液を硬化または固化できる薬剤が充填される。
【００１７】
オーガービットが、中心筒部の下端部に設けられる受け部内に取り外し可能に固定されることは、特に利点がある。その結果、損傷の場合に、個々のオーガービットの取替が可能となる。この取り外し可能の固定はまた、穴あけされる下層土に応じたオーガービットの選択の可能性を提供し、そしてそれによって、杭用ボーリング機械のより良い前進と案内とが達成される。
【００１８】
原則として、オーガービット受け部は、任意の構造を有することができる。しかしながら、受け部が多角形、特に長方体であることが特に利点がある。このようにして、杭用ボーリング機械の回転移動のトルクが、オーガービットへ特に良く伝達される。
【００１９】
本発明の杭用ボーリング機械の特に利点のある実施形態は、その上端部において、杭用ボーリング機械をボーリングロッドへ取り外し可能に接続するための接続器具を有する。上述のボーリングロッドを通して、トルクが杭用ボーリング機械へ伝達され、そのロッドは、さらにスクリュー部材を有することができる。取り外し可能の接続の利点は、ボーリングロッドと杭用ボーリング機械の双方が、分離して使用され、あるいは他の手段と共に使用されることができることである。
【００２０】
本発明に係る杭用ボーリング機械で杭用穴を形成するために、支柱と、その上に配置される回転駆動部と、回転駆動部により回転態様で駆動されるボーリングロッドとを有するボーリング装置を作ることの提供がなされる。ボーリング装置は、杭用ボーリング機械を含んで構成される。これらの手段は適切であるので、杭用穴を形成する際に、かなりの深さが到達され、またかかる杭用穴の径をかなり大きくできる。支柱を有するボーリング装置は、杭用ボーリング機械の方向をさらに安定にもする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る杭用ボーリング機械及びボーリング装置によれば、特に正確な杭形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図面を用いて、本発明に係る好適な実施形態につき、詳細に説明する。
【００２３】
図１は、ボーリングバケット２を有する実施形態における本発明に係る杭用ボーリング機械１の斜視図を示す。ボーリング軸と共軸に配置される中心筒部２０の手段により、半径方向トルクが、杭用ボーリング機械１へ伝達される。土壌をぼろぼろにする４個の切削歯３の列が、縁部８上に設けられる。縁部８から流れを遡るボーリングバケット２の開口部１１を通して、ぼろぼろにされた物質が、ボーリングバケット２に入ることができる。ボーリングバケット２が十分な物質で充填されたとき、それは回転する蓋４の助けにより閉じられる。オーガービット５へ確実にしっかりと接続される蓋４の回転的取付けの結果として、これは、特に単純な態様で行われる。ボーリング中を通して通常使用されるその方向と反対方向の回転の結果、蓋４は、ボーリングバケット２の開口部１１の前方で回転されて、除去された物質がボーリングバケット２からボーリング穴の中に再び戻り落ちることができないことが保証される。
【００２４】
杭用ボーリング機械１が地表へ再び運ばれた後に、解放機構６の助けにより、蓋の閉じ部７が解放され、その結果、ボーリングバケット２の横方向に関節止めされた蓋４が下方に旋回でき、上述のバケット内の土壌は困難なく外に出ることができる。ボーリングバケット２の蓋４を再び閉じて、杭用ボーリング機械１は、ボーリング工程のために、再びボーリング穴中に運ばれることができる。
【００２５】
円筒形のボーリングバケット２は、その上端部に、ボーリングロッドへの接続に使用される角のある中心筒部２０を有する。一部の構造において中心筒部２０は、懸濁液をボーリング穴に導入するためにボーリングバケット２を通って延びることができる。しかしながら、本実施形態の構造においては、それは短いソケットとして構成されている。
【００２６】
オーガービット５は、杭用ボーリング機械１の下端部に取り外し可能として固定され、中心筒部２０の一部分を形成する円筒状の受け部１０に配置される。上述の受け部１０、およびその中に配置されるオーガービット５は、横方向の係止ボルト９により取り外し可能に接続される。
【００２７】
図２は、本発明に係る杭用ボーリング機械における他の実施形態を示し、そこでは、杭用ボーリング機械１に、中心筒部２０へ溶接された螺旋部２１が設けられる。それらは協働して、いわゆるスクリューコンベヤを形成する。切削歯３により粉々にされた物質は、スクリューコンベヤを通して地表方向へ搬送される。
【００２８】
図２はまた、杭用ボーリング機械１を図示されていないボーリングロッドへ接続するために、中心筒部２０上に構成された接続器具２２を示す。上述のボーリングロッドの手段により、トルクが杭用ボーリング機械１へ伝達される。もし、懸濁液が中心筒部２０を通してボーリング穴に入るのならば、ボーリングロッドには懸濁液用の送りこみラインが設けられる。オーガービット５の固定は、第１の実施形態と同様の態様で行われる。オーガービット５は、係止ボルト９によって受け部１０に固定される。本発明に係る杭用ボーリング機械１のこの実施形態は、非含水土壌の場合に特に好適である。
【００２９】
図３と４は、本発明に係る杭用ボーリング機械１のオーガービット５の側面図を示す。切削刃３１の一体構成が容易に識別できる。受け部１０の中に導かれる領域におけるオーガービット５の長方形の形状も理解できる。オーガービット５の杭用ボーリング機械１に対する取り外し可能の固定の結果として、上述のオーガービット５の交換は特に容易である。かくして、杭用ボーリング機械１は、オーガービット５の種々の構造を使用することにより、土壌特性に特に容易に適応できる。
【００３０】
受け部１０中に導かれるために意図される領域において、オーガービット５は、貫通孔３２を有する。オーガービット５を受け部１０へ固定するために、受け部１０もまた孔を有する。これらの２つの孔は、オーガービット５を固定する係止ボルト９が上述の２つの孔を通して滑らせることができるように位置決めされる。受け部１０中に導くために設けられた丸みを帯びた角を有する段差であって、切削刃３１と長方形本体との間の段部３４は、受け部１０内におけるオーガービット５の特に良い位置決めに導く。上述の段部３４はまた、係止ボルト９を問題無い態様で導かれるように、貫通孔３２にとって、受け部１０内の孔と一致させることを可能にする。
【００３１】
下端部における切削歯３において、オーガービット５は、それぞれの場合、長い外刃３５と短い内刃３６を備えた矢状の形状を有する。オーガービット５の回転軸から考慮すると、長い外刃３５は外側へ傾斜しており、オーガービット５の、したがってまた杭用ボーリング機械１全体の、特に良い案内に寄与する。回転軸に関して内側へ傾斜している短い内刃３６は、土壌プラグを削り出し、第２の心出し機能をもたらす。ボーリング中を通して、土壌プラグは、実質的に水平な刃３３まで延びる。ボーリングに必要な杭用ボーリング機械１の回転中を通して、土壌プラグは、上述の凹状に湾曲した鋭い刃３３により次々と削られ、杭用ボーリング機械１による土壌中へのさらなる貫通を可能にする。
【００３２】
図５に示される杭用ボーリング機械１の実施形態は、第２の螺旋部４１を有する。上述の第２の螺旋部４１は、第１の螺旋部２１と同様の態様で中心筒部２０に溶接される。ここで杭用ボーリング機械１は、２つの縁部８、４４を有し、それらの縁部へ、土壌の除去のための切削歯３が固定される。示される実施形態において、上述の切削歯３は、湾曲した線状で縁部８、４４に取付けられる。切削歯３を取付けた２つの縁部８、４４の使用は、杭用ボーリング機械１がボーリング中に対称的な負荷に服するという利点を提供する。この杭用ボーリング機械１の対称的な負荷は、オーガービット５と同様に、杭用ボーリング機械１の所望のボーリング方向からのずれを防止する。所望のボーリング方向を特に適切に維持するために、別の案内縁部４５がスピンドルの端部に設けられる。
【００３３】
杭用ボーリング機械１へ溶接される第２の螺旋部４１は、四分の三螺旋であるが、しかしこれは、杭用ボーリング機械１へ対称的な負荷を加えるには十分である。保持リング４２が、杭用ボーリング機械１の接続器具２２へ取付けられる。この保持リング４２は、杭用ボーリング機械１がボーリングロッドへ固定されないときに、その機械を運搬するのに使用される。図５において接続器具２２上の接続孔４３もまた見ることができる。これらの接続孔４３は、まず第一に、接続器具２２をボーリングロッドへ摩擦接続するのに使用され、これは、たとえば、さらなる別の係止ボルトにより行うことができる。しかしながら、角のある接続器具２２上の接続孔４３はまた、中心筒部２０へ懸濁液を送るラインのための接続も可能にできる。たとえば、オーガービット５の近くにおいて、上述の懸濁液は、出口ポートを通して中心筒部２０から出ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ボーリングバケットを有する本発明に係る実施の形態の杭用ボーリング機械の斜視図である。
【図２】螺旋部を有する本発明に係る実施の形態の杭用ボーリング機械の斜視図である。
【図３】本発明に懸る実施の形態における杭用ボーリング機械のオーガービットの側面図である。
【図４】本発明に懸る実施の形態における杭用ボーリング機械のオーガービットの側面図である。
【図５】一部分に２つの螺旋部を有する本発明に係る実施の形態の杭用ボーリング機械の斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  杭用ボーリング機械、２  ボーリングバケット、３  切削歯、４  蓋、５  オーガービット、６  解放機構、７  閉じ部、８，４４  縁部、９  係止ボルト、１０  受け部、１１  開口部、２０  中心筒部、２１，４１  螺旋部、２２  接続器具、３１  切削刃、３２  貫通孔、３３  刃、３４  段部、３５  外刃、３６  内刃、４２  保持リング，４３  接続孔，４５  案内縁部。
【図１】
2006090120.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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