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Dokumentenidentifikation DE69331879T2 05.12.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0685603
Titel MEHRARMIGE AUSSCHACHTUNGSVORRICHTUNG
Anmelder Chemical Grouting Co. Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder SHIBASAKI, Mitsuhiro, Itabashi-ku, Tokyo 175, JP;
KOTAKI, Hiroshi, Sagamihara-shi, Kanagawa 229, JP
Vertreter Hössle Kudlek & Partner, Patentanwälte, 70184 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69331879
Vertragsstaaten DE, FR, IT, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 10.12.1993
EP-Aktenzeichen 949021059
WO-Anmeldetag 10.12.1993
PCT-Aktenzeichen PCT/JP93/01797
WO-Veröffentlichungsnummer 0009516079
WO-Veröffentlichungsdatum 15.06.1995
EP-Offenlegungsdatum 06.12.1995
EP date of grant 02.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.12.2002
IPC-Hauptklasse E02D 5/18
IPC-Nebenklasse E02D 17/13   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrwellige bzw. mehrarmige Bohrvorrichtung mit drei drehbaren Bohrwellen zur Verwendung beim Bilden einer durchgängigen bzw. fortlaufenden Wand bzw. Abbaustrecke unter dem Grund bzw. unter der Erde.

Ein Bodenmischverfahren wurde zur Bildung einer solchen Wand allgemein verwendet. Bei einem bekannten Bodenmischverfahren wird Unterboden bzw. Untergrund in einer Wandform gebohrt und ein gemischte Flüssigkeit enthaltender Zement oder dergleichen wird von einem Ende einer Bohrwelle zugeführt, um diesen mit dem Boden an Ort und Stelle zu vermischen, um eine durchgängige Wand auszubilden, die eine abgeschnittene Wand oder eine haltende Wand oder eine Abstützung bei Untergrundarbeiten bei Ingenieurbauten sein kann.

Eine bekannte mehrwellige Bohrmaschine bzw. Strangpresse zum Bilden einer solchen durchgängigen Wand wird zunächst unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Bei dieser Maschine ist eine Antriebseinheit 3 angebracht, um vertikal auf einem Führungspfosten 2, der auf einem Raupenfahrzeug 1 befestigt ist, vertikal zu drehen, eine mehrwellige Bohrvorrichtung 4 ist mit dem unteren bzw. tieferen Teil der Antriebseinheit 3 verbunden und eine Vielzahl von Bohrwellen (drei bei dieser Ausführung) 5A, 5B und 5C sind in der mehrwelligen Vorrichtung 4 vorgesehen.

Ein Bohrcutter bzw. eine Bohrkrone 6 ist an dem unteren Ende jeder Bohrwellenkerbe 5 angebracht. Schraubenartige Schneiden 7, deren Durchmesser dem Durchmesser der Bohrcutter 6 entspricht und stabförmige Bohrschneiden 8 sind abwechselnd oberhalb jedes Bohrcutters 6 angeordnet. Die Bohrschneiden wirken reziprok miteinander, um eine kontinuierliche Wandeinheit durch Mischen des Bodens an Ort und Stelle mit gemischter Flüssigkeit, wie zuvor erwähnt, zu bilden. Wenn notwendig, kann das Wasserrückhaltevermögen und Abdichtvermögen durch Zufügen von H-Typstählen oder Blechpfählen bzw. Spundbohlen zu der kontinuierlichen Wand verbessert werden.

Bei dieser mehrwelligen Bohrmaschine nach dem Stand der Technik werden dreieckförmige Unregelmäßigkeiten zwischen den überlappenden Rotationswegen der Bohrcutter erzeugt, longitudinal auf beiden Seiten der kontinuierlichen Wandeinheit, die durch die Bohrwellen erzeugt wird, was hinsichtlich der Stärke der Wand nicht erwünscht ist. Daher hat der gegenwärtige Anmelder eine neue Vorrichtung zum Bilden einer kontinuierlichen Wandeinheit mit geraden bzw. wulstlosen Seiten in der japanischen Veröffentlichungsschrift Nr. 2-115 406 vorgeschlagen. Bei einer solchen Vorrichtung sind kettengetriebene Bohrcutter dicht an den unteren Enden der Bohrwellen vorgesehen. Dies ist ziemlich wirkungsvoll, aber es besteht ein Zuverlässigkeitsproblem, da die Maschine kettengetrieben ist und die Ketten dazu neigen, sich zu lösen oder beschädigt zu werden.

Die Druckschriften JP-U-5-054 637 und JP-A-5-179 649 beschreiben andere Beispiele von mehrwelligen Bohreinheiten zum Bilden einer kontinuierlichen Wand unter der Erde.

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte mehrwellige bzw. mehrarmige Bohrvorrichtung zum Bilden einer durchgängigen Wand in einer geraden Linie vorzuschlagen.

Gemäß der Erfindung ist eine mehrwellige bzw. mehrarmige Bohrvorrichtung mit drei Bohrwellen bzw. Bohrarmen zum Bilden einer durchgängigen Wand unter der Erde bereitgestellt, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, das angeordnet ist, um den Abstand zwischen den Bohrwellen zu erhalten, und wobei das Gehäuse umfaßt:

ein erstes Antriebsübertragungsmittel, das um die zentrale Bohrwelle der Bohrwellen drehbar ist,

ein Paar von zweiten Antriebsübertragungsmitteln, die in das erste Übertragungsmittel eingreifen,

ein drittes Antriebsübertragungsmittel, das integral bzw. einstückig mit dem zweiten Antriebsübertragungsmittel ist,

ein viertes Antriebsübertragungsmittel das in das dritte Antriebsübertragungsmittel eingreift und fest mit einer Drehwelle verbunden ist, die eine den Mittelpunkt der Bohrerwellen verbindende gerade Linie unter rechtem Winkel schneidet, und

konus- bzw. kegelförmige Bohrer bzw. Cutter, die an beiden Enden der Drehwelle befestigt sind, wobei die Durchmesser der Bohrer von der geraden Linie weg zunehmen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Getriebe bzw. Übersetzungen als das erste und das zweite Antriebsübertragungsmittel verwendet und Kegelradgetriebe werden als das dritte und das vierte Antriebsübertragungsmittel verwendet.

Die kegelförmigen Cutter sind als kreisförmige Kegel und als Kegelstümpfe ausgebildet.

Eine Führungswelle ist vorzugsweise an einem Ende der Bohreinheit vorgesehen, wobei die Bohrwellen in einer Linie angeordnet sind. Eine solche Führungswelle kann an beiden Enden der Einheit vorgesehen sein. Eine Strahldüse ist vorzugsweise auf einer oder jeder Führungswelle vorgesehen, wobei die Düse vorzugsweise auf einer Tangente zu der Außenseite der Führungswelle ist.

Die Führungswelle oder jede Führungswelle ist bzw. sind vorzugsweise mit einer röhrenförmigen Führungsspitze versehen, die mit einer Wölbung gebildet ist bzw. sind, die teilweise eine Spitze der anliegenden Bohrwelle umfaßt.

Eine mehrwellige Bohrvorrichtung, die wie vorstehend ausgeführt konstruiert ist, ermöglicht es, daß ein dreieckförmiges Gebiet aus Boden bzw. Erde, das herkömmlich zurückblieb, vollständig durch die Cutter herausgeschnitten werden kann, wobei eine durchgängige Wandeinheit mit halbkreisförmigen Enden und geraden Seiten gebildet werden kann.

Da die Cutter kegelförmig sind, d. h. kegelstumpfförmig sind, kann Boden eines fast dreieckförmigen Abschnitts versetzt werden, was zuvor nicht möglich gewesen ist. Jede zurückbleibende Erde wird von selbst durch Gravitation, durch Vibration oder andere Mittel zusammenbrechen, selbst wenn der Abstand zwischen den Bohrwellen größer gehalten wird. Daher kann der Abstand zwischen den Bohrwellen durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung vergrößert werden, was die Zeit und Arbeit, die beim Bilden einer durchgängigen Wand benötigt werden, verringern kann.

Wenn eine Führungswelle an einem Ende einer Linie von Bohrwellenzentren vorgesehen ist, wird ein Führungsloch zunächst gebohrt, was die Führungswelle aufnimmt, während Löcher durch die Bohrwellen gebohrt werden. Folglich kann eine Anzahl von aufeinander folgenden Löchern mit guter Linearität gebohrt werden, da die Bohrwelle, die rückwirkende Kraft aufnimmt. Zusätzlich kann, da ein Loch an dem Ende einer Reihe als ein Führungsloch verwendet werden kann, wenn ein erster Bohrvorgang abgeschlossen ist, eine Durchgängigkeit für einen zweiten Bohrvorgang erreicht werden. Außerdem kann, wenn die Einheit mit Strahldüsen, wie vorstehend erwähnt, ausgestattet ist, ein Querschnitt aus Untergrund in einer Wandform gebohrt werden und eine Bohrschneide kann gewaschen werden.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Vorderansicht eines relevanten Teils einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine horizontale Schnittansicht, die weitere Einzelheiten darstellt.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-B-C-E aus Fig. 3.

Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht eine bekannte Einheit.

Fig. 6 zeigt eine Bohrwelle der Maschine aus Fig. 5 in einer Vorderansicht.

In den Fig. 1 und 2 ist der Abstand zwischen den Bohrwellen 5A, 5B und 5C durch das Gehäuse 11 einer Cutterantriebseinheit 10 erhalten, die mit Stützen versehen ist. Zwei Cutterpaare 22, wie nachfolgend beschrieben, sind auf der Einheit 10 vorgesehen, wobei deren Ebenen parallel zu Einer geraden Linie L sind, die die Mitten bzw. Zentren der Bohrwellen 5 verbindet.

Wie in den Fig. 3 und 4 zu sehen ist, ist das Gehäuse 1 der Cutterantriebseinheit 10 in einer H-Form durch einen Primär- bzw. Hauptteil 12 gebildet, der auf der Mittellinie L angeordnet ist, und durch zwei Sekundär- bzw. Nebenteile 13, die die Mittellinie L orthogonal zwischen den Wellen 5 kreuzt.

Eine Hauptübersetzung 14 (das erste Ubertragungsmittel) ist mit der Bohrwelle 5B durch Verzahnungen bzw. Sägezahnschnitte verbunden. Die Hauptübersetzung ist in Eingriff mit einem Paar von Nebenübersetzungen 15 (das zweite Übertragungsmittel), die auf der Mittellinie L in dem Hauptteil 12 angeordnet sind. Jede Nebenübersetzung 15 ist mit einer Welle 17 verkeilt, die sich vertikal erstreckt und an deren oberen Abschnitt ein Hauptkegelradgetriebe 18 (das dritte Übertragungsmittel) trägt, das in den Nebenteil 13 vorragt. Eine Drehwelle 19 ist in dem Nebenteil 13 durch drei Stützpaare 20 angeordnet. Ein Nebenkegelgetriebe 21 (das vierte Übertragungsmittel), das in das Hauptkegelgetriebe 18 eingreift, ist mit der Welle 19 auf einer Seite der beiden Stützen 20 verkeilt, und ein Cutter 22 ist auf jedem Ende der Welle 19 fixiert. Jeder Cutter 22 ist kegelstumpfförmig, erstreckt sich nach außen, um eine äußere dreieckförmige konvexe Fläche A auszuschneiden, die an beiden Seiten der Mittellinie L durch die äußeren Drehorte D des Bohrcutters 6 (Fig. 6) gebildet ist, die abwechselnd überlappen.

Folglich drehen sich die Bohrwellen 5 in die Richtungen der Pfeile aus Fig. 1 während des Bohrens, aufgrund der Interaktion der vier Übertragungsmittel und die Cutterpaare 22 werden in entgegengesetzte Richtungen drehen, wie durch die Pfeile gezeigt, um den äußeren Teil A auszuschneiden. Folglich wird eine Fläche aus Untergrund S (Fig. 3), deren Enden Halbkreise und deren Seiten gerade Linien bilden, durch die drei äußeren Drehorte D und die äußeren Oberflächen der vier Cutter gebohrt, um eine durchgängige Wand U zu bilden. Da die Cutter in entgegengesetzte Richtungen drehen, wird die Drehreaktionskraft verringert und eine gute Balance wird erreicht. Obwohl Teile A1 nicht geschnitten werden, sind diese Teile sehr klein und daher vernachlässigbar. Auch die äußeren Bohrwellen 5A und 5C können auf der Mittellinie L bewegt werden, wie durch einen Pfeil E angezeigt, um die äußeren, nicht geschnittenen Teile A2 zu minimieren.

Da die Cutter kegelstumpfförmig sind, kann fast alles von Teil A gebohrt werden und jeder übrig bleibende Teil, der von den Cuttern nicht erreicht wird, wird leicht aufgrund der Gravitation, Vibration oder durch andere Mittel zusammenbrechen, selbst wenn der Abstand zwischen den Drehwellen größer gemacht wird. Daher kann die Zeit, die Arbeit und die anderen Kosten, die beim Bilden einer durchgängigen Wandeinheit verursacht werden, durch Verlängern des Abstands zwischen den Drehwellen reduziert werden.

Einige vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Erfindung, mindestens in deren bevorzugten Ausführungsformen, sind nachfolgend aufgeführt:

(1) Eine wandförmige durchgängige Wand kann gebildet werden.

(2) Da die Cutterreaktionskraft entlastet bzw. verringert wird, ist die Balance gut.

(3) Verschiedene Kosten beim Bilden einer durchgängigen Wand können durch Verlängern des Abstands zwischen den Bohrwellen verringert werden.

(4) Der Bohrbereich kann durch Bewegen der Drehwellen auf beiden Seiten leicht nach außen erweitern werden.

(5) Die Zuverlässigkeit ist viel höher im Vergleich zu einem Kettenantrieb, da ein Getriebeantrieb verwendet werden kann.


Anspruch[de]

1. Mehrwellige bzw. mehrarmige Bohrvorrichtung mit drei Bohrerwellen (5) zum Bilden einer durchgehenden Abbaustrecke bzw. Wand unter dem Grund, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse (11) aufweist, das dazu ausgelegt bzw. angeordnet ist, den Abstand zwischen den Bohrerwellen aufrechtzuerhalten, wobei das Gehäuse folgendes aufweist:

ein erstes Antriebsübertragungsmittel (14), das um die zentrale Bohrerwelle der Bohrerwellen drehbar ist,

ein Paar von zweiten Antriebsübertragungsmitteln (15, 17), die in das erste Übertragungsmittel eingreifen,

ein drittes Antriebsübertragungsmittel (18), das einstückig bzw., integral mit dem zweiten Antriebsübertragungsmittel (17) ausgebildet ist,

ein viertes Antriebsübertragungsmittel (21), das in das dritte Antriebsübertragungsmittel eingreift und fest mit einer Drehwelle (19) verbunden ist, die eine die Mittelpunkte der Bohrerwellen verbindende gerade Linie (L) unter rechtem Winkel schneidet, und

konusförmige Bohrer bzw. Cutter (22), die an beiden Enden der Drehwelle befestigt sind, wobei die Durchmesser der Cutter von der geraden Linie (L) weg zunehmen.







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