螺旋钻组件的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的螺旋钻组件，其具有第一钻部件和第二钻部件，所述第一钻部件和所述第二钻部件构造为管形或者杆形，并且在所述第一钻部件和所述第二钻部件中，至少一个钻部件在其外侧处设有螺旋螺纹，其中，所述钻部件在其端部区域中的至少一个端部区域处具有彼此匹配的连接区段，其中，第一连接区段构造为具有楔形槽元件的套筒状的母部件，第二连接区段构造为具有楔形槽元件的芯轴状的父部件，其中，父部件和母部件在轴向上插入彼此，用以形成能够松脱的抗扭的连接。

背景技术：

尤其是在形成所谓的连续螺旋钻时使用这样的螺旋钻组件，所述连续螺旋钻尤其用于在地面中产生桩。在此，螺旋钻的长度必须至少对应于地面中的待产生的钻孔的深度。在此，螺旋钻在其外侧处具有一个或者多个连续的螺旋螺纹，所述螺旋螺纹用于从钻孔中运出地面材料。

对应于必需的长度，通常需要由多个钻部件组成螺旋钻组件。各个钻部件在此典型地具有几米的长度。所述钻部件在其端侧设有连接区段，这些钻部件能够利用所述连接区段插入彼此并且连接。

例如由de102006022613b4得出螺旋钻组件。在插接在一起的状态下，螺旋钻部件能够借助于具有螺纹的圆锥形螺栓在轴向上被固定，其方式是，从外侧径向向内拧入所述圆锥形螺栓。另外，这个文献还公开了，将杆形的、略微弯曲的张紧支架切向地推入到对应的锁定凹部中，从而使得插接在一起的钻部件在轴向上被固定。张紧支架由于其弯曲而能够力锁合地保持在锁定凹部中。从锁定钻孔中松脱这样的张紧支架可能会有问题。

de19527990c1公开了一种钻杆组件，其中，在钻杆元件的芯轴状的连接区段处设置有在径向上定向的并且弹簧支承的卡锁销。在将这个芯轴状的父部件推入到待安装的另外的钻杆元件的套筒状的母部件中时，首先压回该卡锁销，以便然后径向向外地啮合到锁定钻孔中。另外，由这个文献还得知u形张紧支架的应用，该u形张紧支架同样能够切向地推入到锁定凹部中。

还由de2856126c2得知一种具有连接装置的旋转钻杆，该连接装置具有另外的卡锁销。

另外，ep2487320b1公开了一种结构化构造成的螺旋钻。在钻尖处设置有中心的接收轴，多个螺旋板材区段能够套到该接收轴上。沿着螺旋板材的碰撞棱边旋拧螺旋板材区段。

gb2276217a公开了一种本类属的螺旋钻组件。在这个组件中，位于钻孔中的支撑悬架能够穿透到位于外侧的楔形槽元件的区域中。

由ep0204128a2得知一种用于钻管的插接连接，其中，楔形槽元件位于内侧。

ep0438296a2公开了一种用于待连接的管元件的套筒形的连接链节。

技术实现要素：

本发明所基于的任务在于提出一种螺旋钻组件，其能够实现多个钻部件的简单的并且同时稳定且密封的连接，用以形成该螺旋钻组件。

根据本发明，该任务一方面通过具有权利要求1的特征的螺旋钻组件解决。在从属权利要求中给出本发明的优选的实施方式。

在根据本发明的螺旋钻组件中提出，在所述母部件的内壁处安装有环形的内槽，在所述父部件的外壁处引入有环形的外槽，在母部件和父部件插接在一起的状态下，所述内槽和所述外槽对置并且形成环形空间，在所述母部件的外壁处构造有至少一个导入开口，所述导入开口具有通向所述环形的内槽的通道，并且为了形成轴向固定结构，柔性的钢丝绳经由所述导入开口被推入到所述环形空间中并且完全地或者在很大程度上填满这个环形空间。

本发明的基本思想在于，为了连接螺旋钻组件的钻部件，其中，至少一个钻部件具有位于外侧的螺旋螺纹，而设置具有套筒形的母部件和芯轴状的父部件的对应的连接区段。在此，在所述母部件的内壁处这样布置环形的内槽并且在所述芯轴状的父部件的外壁处这样布置环形的外槽，使得在插接在一起的状态下所述内槽和所述外槽对置。在这个插接在一起的状态下，通过下述方式实现抗扭的连接：在所述母部件和所述父部件处的对应的楔形槽元件在周向上相互啮合，用以进行扭矩传递。

为了在插接在一起的状态下轴向固定所述连接，在所述母部件处设置有导入开口，所述导入开口具有通向所述环形的内槽的通道。柔性的钢丝绳能够经由这个导入开口被推入到公共的环形空间中，该公共的环形空间在插接在一起的状态下通过所述内槽和所述外槽形成。所述钢丝绳由于具有柔性而能够跟随弯曲的环形空间并且被如此推入到这个环形空间中，使得该环形空间被完全或者大部分填满。因此，所述钢丝绳是轴向的锁定元件。该钢丝绳的外直径和该环形空间的内直径形成间隙配合。

所述公共的环形空间和所述钢丝绳在横截面中优选是圆形的。

对应地，所述内槽和所述外槽分别具有半圆形的横截面。原则上，别的横截面、例如多边形的横截面是可能的。

作为锁定元件的钢丝绳非常成本有利并且稳定。该钢丝绳由于具有柔性而能够容易被推入到环形空间中，其中，因此实际上在管形的连接区段的整个外周上实现形状锁合的锁定。钢丝绳整体上也非常牢固并且不易磨损。

本发明的一种优选的实施方式是，设置多个外槽和多个内槽，在插接在一起的状态下，所述多个外槽和所述多个内槽形成多个环形空间。因此能够实现多次锁定。优选地，两个、三个或者更多个环形空间彼此平行地布置在连接区段处。原则上，形成的环形空间在周向上是闭合的。然而，所述环形空间也能够具有一定的螺旋形状，其中，利用单个钢丝绳能够实现多次缠绕和多次锁定。

原则上，所述槽能够布置在所述连接区段的任意位置。从磨损角度来看特别适宜的是，在连接区段处，所述内槽和所述外槽在插入方向上位于所述楔形槽元件的后方。这优选适用于内部的父部件，而对应地，在外部的母部件处的布置相反。因此，所述楔形槽元件更靠近相应的连接区段的自由端部。在插接在一起时，通过所述楔形槽元件能够实现第一机械连接和引导。

根据本发明的另一种有利的构型方案能够在于，在至少一个连接区段处布置有密封区域。优选地，在两个对置的连接区段处设置密封区域，所述密封区域相互对应，从而使得在所述连接的区域中实现密封。这尤其是下述情况下是有利的：所述螺旋钻组件整体上是具有内部的空心空间的管形的，所述空心空间例如设置用于钻孔悬浮液、压缩空气或者混凝土的通过。

根据本发明的一种扩展方案特别有利的是，所述密封区域具有至少一个密封环。对此，优选能够在所述密封区域中的一个密封区域中设置环形的槽，用以容纳密封环、尤其是o形密封环。对应的环绕的密封区域在此能够具有光滑的密封面，所述密封环密封地贴靠在所述密封面处。

本发明的一种特别适宜的实施变型是，所述楔形槽元件位于所述密封区域与所述内槽或者所述外槽之间。通过将该密封区域布置在前部的区域中能够阻止，尤其是能够硬化的液体侵入到在所述连接元件之间的中间空间中并且尤其污染所述楔形槽或者所述内槽和所述外槽。

所述钢丝绳优选能够是由同样的材料制成的易弹性弯曲的金属线或者是具有多个钢丝绳纤维的编织绳。钢丝绳尤其应理解为由含铁的钢或者对应的稳定的金属或者具有类似强度和柔性的材料制成的绳。在此，特别优选的是，在所述柔性的钢丝绳处在一区段处安装有止挡元件。通过所述止挡元件实现，为了松脱所述连接而能够轻松地将所述钢丝绳再次从所述公共的环形空间中拉出。

在此，特别有利的是，所述止挡元件能够容纳在所述导入开口中。在此，所述导入开口的尺寸允许所述止挡元件完全或者至少部分地容纳在所述导入开口中。优选地，所述止挡元件不从所述导入开口中伸出，从而使得在钻孔运行时，该止挡元件不由于扫过地面材料而遭受磨损或者仅遭受很小的磨损。补充地或者替代地，所述导入开口能够被卡圈或者相似物覆盖。然而，同时所述止挡元件的尺寸大于通向所述环形空间的通道的尺寸，从而使得只有直至所述止挡元件为止的钢丝绳能够导入到所述环形空间中。这允许该钢丝绳的安全的夹紧和从所述环形空间中的松脱。

根据另一种根据本发明的实施变型，通过下述方式实现特别好的处理：所述导入开口构造为长孔，该长孔沿着所述环形空间的一部分延伸，并且所述止挡元件的长度小于所述导入开口的长孔的长度。

为了尽可能简单地将该钢丝绳推入到所述环形空间中，有利的是，所述柔性的钢丝绳在前端部处具有导入尖端。所述导入尖端能够直接构造在所述钢丝绳处或者能够通过施加具有锥形形状的对应的部件形成。

本发明的另一种优选的构型方案能够在于，所述止挡元件布置得与所述柔性的钢丝绳的后端部间隔开，其中，形成有所述钢丝绳的独立的锁定区段，所述锁定区段用于在两侧将所述钢丝绳推入到所述环形空间中。在此，这样构造所述独立的锁定区段和该止挡元件的长度，使得它们优选能够在第一推入方向上完全导入到所述导入开口、尤其是长孔中。然后，能够利用所述止挡元件在该环形空间内在相反的方向上推移所述钢丝绳，其中，所述独立的锁定区段同样容纳在形成的环形空间中。因此，所述止挡元件在两侧通过该钢丝绳的在所述环形空间中的区段固定，从而提供良好的位置固定。

根据本发明的方法的特征在于，第一钻部件和第二钻部件在轴向上插入彼此，所述第一钻部件和所述第二钻部件具有至少一个母部件或者父部件，在所述插接在一起的状态下通过在该母部件的内壁处的环形的内槽并且通过该母部件的外壁处的环形的外槽形成公共的环形空间，经由在该母部件的外壁处的导入开口经由通道推入柔性的钢丝绳，该钢丝绳完全或者在很大程度上填满所述环形空间，其中，形成所述第一钻部件与所述第二钻部件之间的轴向固定结构。

根据本发明的方法设置用于形成螺旋钻组件，该螺旋钻组件在上文中已说明。在这种情况下，能够实现上文说明的优点。

附图说明

在下文中根据优选的实施例进一步说明本发明，所述实施例在附图中示意性地示出。在附图中示出：

图1在插接在一起时根据本发明的螺旋钻组件的局部示意图；

图2在钻部件处的母部件的局部横截面视图；

图3图2的母部件的另外的横截面视图，其切割方向旋转了90°；

图4根据图3的母部件的内槽的放大的细节视图；

图5用于根据本发明的螺旋钻组件的钻部件的匹配的父部件的侧视图；

图6图5的父部件的横截面视图；

图7在插接在一起的状态下的父部件和母部件的局部视图；

图8图7的根据截面c-c的横截面视图；

图9关于在插接在一起的状态下的形成的环形空间的细节横截面视图；

图10根据本发明的钢丝绳的俯视图；

图11图10的钢丝绳的侧视图；和

图12根据本发明的经修改的钢丝绳的俯视图。

具体实施方式

在图1中示意性地示出当第一钻部件12和第二钻部件14插接在一起时的根据本发明的螺旋钻组件10。第一钻部件12在一端部处具有第一连接区段20，该第一连接区段构造为具有容纳空间的母部件21。芯轴状的父部件41能够插入到这个母部件21中，该父部件构造在邻接的第二钻部件14处的第二连接区段40处。在第一钻部件12和第二钻部件14处分别布置有螺旋螺纹16，用于输送被钻孔的地面材料。图1中示出的螺旋是右旋的，但是其也能够构造为左旋。

根据本发明的螺旋钻组件10尤其用于在地面中产生钻孔，例如用于制造例如用于地基的地桩。螺旋钻组件10能够由多个钻部件构造而成，如下文所述，所述钻部件相互连接。破除地面的工具通常位于螺旋钻组件10的下端部处，而在另外的上端部处布置有与旋转钻孔驱动器连接的连接部并且必要时布置有用于运输螺旋钻组件10的内部空间中的流体（例如钻孔悬浮液或者能够硬化的质量）的流体接口。

在下文中，结合图2至4说明用于根据本发明的螺旋钻组件10的的母部件21的构造。在图2至4中分别在不具有管基体和螺旋螺纹的情况下示出了具有母部件21的第一连接区段20。母部件21构造为套筒形并且具有敞开的端部22，父部件41能够推入到该敞开的端部中。为了产生抗扭的连接，在母部件21的容纳空间的中间区域中构造有第一楔形槽元件24。在第一楔形槽元件24与敞开的端部22之间在内壁28处夹入有具有半圆形的槽横截面的两个内槽30。如图3形象地示出的那样，在母部件21的外壁36处构造有两个导入开口38作为长孔。导入开口38经由通道分别与槽30中的一个槽连接。如在下文中更详细地说明的那样，通过导入开口38能够推入钢丝绳，用以形成轴向固定结构。

在第一连接区段20的与敞开的端部22对置的端部处构造有第一紧固区段34，管形的基体能够安装、尤其是能够焊接在所述第一紧固区段处，用以形成第一钻部件12。在第一紧固区段34与第一楔形槽24之间布置有具有圆柱形的内壁的第一密封区域26。如在下文中更详细地说明的那样，这个第一密封区域26用于容纳对应的密封区域，所述对应的密封区域构造在配属的父部件41处。如在根据图2和3的替代的实施变型中示出的那样，具有母部件21的第一连接区段20能够一体地实施或者那个实施为多件式焊接件。

在图5和6中示出了具有父部件41的匹配的第二连接区段40，该父部件能够插入到根据图2至4的母部件21中。

芯轴状的和管形的父部件41在其前端部处具有第二密封区域46，该第二密封区域具有槽47，用于容纳密封环。如此构造第二密封区域46，使得其在已插入的状态下与母部件21处的第一密封区域26形成流体密封的密封结构。

在第二密封区域46之后，在父部件41的外侧处构造有第二楔形槽元件44。这些第二楔形槽元件对应于母部件21处的第一楔形槽元件24，因此，如图7所示，这些第二楔形槽元件和第一楔形槽元件能够在轴向上插入彼此，以便形成传递扭矩的连接区域。

在父部件41的毗邻的外壁48中引入有两个外槽50。在父部件41和母部件21插接在一起的状态下，构造具有半圆形的横截面的外槽50与母部件21处的内槽30对置，因此，形成了具有圆形横截面的公共的环形空间60。这在图9中形象地示出。

在父部件41的后端部处构造有第二紧固区段54，该第二紧固区段用于安装第二钻部件14的另外的管体。对于模块化的构造而言，每个钻部件12、14都能够在对置的端部处具有第一连接区段20和第二连接区段40。

在图7和8中形象地示出了第一和第二楔形槽元件24、44的共同作用。母部件21处的第一楔形槽元件24和父部件41处的第二楔形槽元件44构造得在其长度和宽度方面相对应，因此，这些第一楔形槽元件和第二楔形槽元件能够在轴向上插入彼此。楔形槽元件24、44的侧翼相互贴靠并且能够用于在母部件21与父部件41之间进行扭矩传递。在图7中附加地示意性示出母部件21处的两个导入开口38。

图1至9以缩小的比例示出本发明的保护对象，而在随后的图10至12中以另外的较大的比例示出设置用于本发明的钢丝绳70。在此，图10和11示出根据本发明的具有绳基体72的第一钢丝绳70。在绳基体72的一端部处构造有导入尖端74，该导入尖端用于经由母部件21中的导入开口38将钢丝绳70导入到形成的环形空间60中。柔性的钢丝绳70优选具有圆形横截面，该圆形横截面的外直径相对于环形空间60的内直径形成间隙配合。被导入的钢丝绳70形成形状锁合体，该形状锁合体在轴向上将插入彼此的钻部件12、14固定在其位置上。

在与导入尖端74对置的另外的端部处，块状的止挡元件76优选通过硬焊或者焊接紧固在绳基体72处。块状的止挡元件76的尺寸能够实现将止挡元件76放入到母部件21处的导入开口38中，但是阻止进一步推入到环形空间60中。

在图12中示出了钢丝绳70的替代的构型方案。与根据图10和11的实施方式一样，这个钢丝绳70同样具有由金属的柔性的材料制成的绳基体以及导入尖端74和块状的止挡元件76。与第一实施变型不同，块状的止挡元件76与所述后端部间隔开，从而构造了锁定区段78。锁定区段78的长度和止挡元件76的长度在此总体上小于母部件21处的导入开口38的长度。因此，首先能够在导入方向上利用导入尖端74将钢丝绳70推入到环形空间60中，直到止挡元件76止挡在母部件21处的导入开口38的一端部处。在这个止挡状况中，锁定区段78也容纳在导入开口38中。现在，能够在相反的方向上将绳70推移到环形空间60中，因此，锁定区段78被导入到环形空间60中。通过这种方式，具有两个端部区域的钢丝绳70容纳在环形空间60中，因此，钢丝绳70特别可靠地容纳并且锁定在环形空间60中。