专利名称：螺钻的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求I的前序所述的螺钻。
背景技术：
螺钻具有用于去除地面材料的切割装置和用于传送由切割装置去除的地面材料的传送器旋翼(conveyor flight)。传送器旋翼包括沿螺钻的轴向方向布置并以可拆卸的方式彼此连接的若干个传送器旋翼部件。例如，从DE 295 06 880 Ul已知由存在于若干个旋翼部件的若干段而构造的这种类型的螺钻。 由若干段组成的另一螺钻描述于DE 10 2006 022 613 Al中。已知的由若干段组成的螺钻是所谓的连续旋翼式螺钻。在这些螺钻中，连续传送器旋翼基本上沿着从钻柄或钻机驱动件(drill drive)直至钻头的钻杆整个长度而延伸。为了钻孔的产生，螺钻在地面中钻入到所希望的深度，且同时地面材料被沿向上方向传送。在螺钻缩回期间，混凝土能够被泵送进入到空腔或中空空间中并因此成形，以便产生螺旋钻孔粧。由若干段组成的连续旋翼式螺钻能够实现具有比桅杆的长度大的钻孔深度的钻孔的产生，连续旋翼式螺钻沿所述桅杆移动。为了这个目的，连续旋翼式螺钻的各个传送器旋翼部件能够在钻孔的产生期间接连地彼此联接，以便由此获得由若干个单个旋翼式螺钻组成的连续旋翼式螺钻，其长度对应于所希望的钻孔的深度。此外，分段连续旋翼式螺钻允许有所改善的可运输性，因为单个传送器旋翼部件的长度小于组装的螺钻的总长度。
发明内容
本发明基于这样的目的提供一种即使在大直径的情况下也容易运输的螺钻。根据本发明通过一种具有权利要求I的特征的螺钻而解决该目的。在从属权利要求以及在随后的描述和附图中陈述了优选实施例。根据本发明，螺钻的特征在于提供中心接纳轴杆，在中心接纳轴杆上以旋转地固定的方式布置切割装置，传送器旋翼的传送器旋翼部件各自具有安装管，安装管安装在中心接纳轴杆上，由此中心接纳轴杆穿过安装管而伸出，并且传送器旋翼部件以旋转地固定的方式连接到中心接纳轴杆。基本上，根据本发明的螺钻能够是所谓的连续旋翼式螺钻，如上所述。然而，在本发明的优选实施例中，所涉及的螺钻用于间歇钻孔操作。为了钻孔的产生，这种螺钻(也能够称为短长度螺钻)连接到杆元件(特别地，连接到方钻杆)，并由此形成钻孔元件。螺钻使用进给力而被钻入到地面中，并且在已达到某一钻孔进展时，它与传送器旋翼的填充物一起从钻孔缩回、并且紧挨着钻孔被清空。这个过程重复若干次，直至到达钻孔的最后深度。没有传送器旋翼的杆元件通常具有与螺钻的长度的倍数对应的长度。
本发明的基本思想在于这样的事实提供即使在例如达到超过2. 50 m的大直径的情况下也能够容易地在道路上运输的螺钻。为了这个目的，根据本发明，螺钻(更具体地讲，传送器旋翼)能够被拆解。本发明基于这样的发现在达到超过例如2. 50 m的钻孔直径的情况下，运输的限制因素的不是螺钻的长度而是它的直径。为了运输螺钻，因此准备好使传送器旋翼拆解为相对较短的传送器旋翼部件。在运输期间，传送器旋翼部件能够因此以横向的方式布置在运输车辆上。作为至少部分地穿过传送器旋翼部件(优选地，穿过所有传送器旋翼部件)而伸出的中心接纳轴杆的结果，尽管存在着螺钻能够被拆解的事实，也实现了螺钻的高稳定性。接纳轴杆优选地被设计用于固定并支撑传送器旋翼部件。根据本发明，传送器旋翼部件以可拆卸的方式彼此连接，能够使它们被各个 地或个别地运输。另外，传送器旋翼部件也以可拆卸的方式连接到接纳轴杆，从而使得它们能够与接纳轴杆分开地被运输。在优选实施例中，设计传送器旋翼部件和中心接纳轴杆，从而使得传送器旋翼部件能够滑动或安置于接纳轴杆上。可拆卸连接特别地理解为这种连接其能够利用工具或手工地被拆卸，以及能够特别地通过拆卸过程的反向操作而得以恢复。可拆卸连接能够是例如螺纹连接。根据本发明，切割装置以旋转地固定的方式连接到接纳轴杆。此外，传送器旋翼部件被均等地布置，从而使得它们共同地随接纳轴杆旋转。在本申请的框架内，旋转地固定的连接特别地理解为这样的连接在该连接中，连接的元件不可相对于彼此旋转。旋转地固定的连接允许旋转移动的、或扭矩从一个元件到另一个元件的传递/传动。因此，根据本发明，接纳轴杆、切割装置和传送器旋翼部件不可相对于彼此旋转，而相反地，所有这些元件共同地旋转。然而，并非每个单个传送器旋翼部件绝对地必需以旋转地固定的方式直接紧固在接纳轴杆上。事实上，传送器旋翼部件也能够以旋转地固定的方式间接地联接到接纳轴杆，例如经由相邻的传送器旋翼部件或切割装置而间接地联接到接纳轴杆。因此，在简单的构造的含义内，能够准备使传送器旋翼部件的至少一个安装管，以及中心接纳轴杆具有圆柱形。为了驱动螺钻，在本发明的优选实施例中，在与切割装置相反的轴向端处，接纳轴杆具有结合区域，经由该结合区域，接纳轴杆能够以旋转方式被驱动。因此，螺钻包括第一轴向端和与第一轴向端相反的第二轴向端，驱动元件(例如，方钻杆或甚至钻柄)能够直接地紧固在在第一轴向端上，切割装置布置在第二轴向端的区域中。针对通常指向下的钻孔过程的背景，第一轴向端也能够称为螺钻的上端、并且第二轴向端能够称为螺钻的下端。除了旋转移动之外，轴向力也能够经由结合区域而被传递到中心接纳轴杆。为了力传递，结合区域能够具有形状锁定(form-locking)元件(例如,咬合元件)、用于螺栓连接的凹槽或者用于与驱动元件的形状锁定和/或力锁定连接的其它装置。为了提供螺钻的高稳定性，特别地也在更大数量的传送器旋翼部件的情况下，中心接纳轴杆的长度也优选地基本上对应于整个螺钻的长度。因此，接纳轴杆优选地至少近似地沿着螺钻或分段的传送器旋翼的总长度而延伸，并至少部分地伸入到每个传送器旋翼部件内、或者穿过每个传送器旋翼部件而伸出。
除了提供所需的稳定性之外，接纳轴杆优选地还用于把力和力矩从驱动元件传递到切割装置。特别地，优选的是，用于使地面变松所需的扭矩和必需的轴向力能够至少在很大程度上经由中心接纳轴杆而被传递到切割装置。基本上，能够设计螺钻，以使得扭矩能够仅经由中心接纳轴杆(即，不经由各个传送器旋翼部件)而被从螺钻的上端传递到切割装置。然而，优选地，扭矩的一部分也能够经由各个传送器旋翼部件被引入到切割装置。基本上，准备使中心接纳轴杆设计为一体式以便确保螺钻的最大稳定性。然而，尤其是如果超过螺钻的某一长度，则对于中心接纳轴杆而言由若干段构造而成也可以是有利的，接纳轴杆的段的数量优选地小于传送器旋翼部件的数量。因此，各个轴段的长度优选地大于各个传送器旋翼部件的轴向长度。另外，根据本发明，优选的是，传送器旋翼的传送器旋翼部件具有布置在安装管的外圆周处的旋翼板。旋翼板各自构成沿着螺钻以连续的方式延伸的传送器螺旋或传送器螺旋结构的一段。当螺钻组装时，各个旋翼板共同地形成传送器螺旋或传送器螺旋结构。优选地，旋翼板焊接到安装管，或者按照牢固的并且非可拆卸的方式以其它方法连接到安装管。为了传送器旋翼部件的特别良好的可运输性，优选的是，传送器旋翼部件的旋翼板各自仅具有很少数量的圈数，在这种情况下，一圈能够理解为360°的旋翼部分。根据优选实施例，旋翼板具有最大两圈。尤其优选地，旋翼板具有小于一圈，特别准确地讲，具有半圈。能够获得介于各个传送器旋翼部件彼此之间的有利连接，即在旋翼板上，布置了用于以可拆卸的方式把传送器旋翼部件连接到相邻传送器旋翼部件的连接装置。每个传送器旋翼部件因此包括至少一个连接装置，利用连接装置，传送器旋翼部件能够以牢固但可拆卸的方式连接到位于上方或下方的相邻传送器旋翼部件。通过连接装置，传送器旋翼部件能够特别地以旋转地固定的方式彼此连接。因此，优选地设计连接装置，从而使得旋转移动能够从一个传送器旋翼部件传递到相邻传送器旋翼部件。优选地，连接装置沿着旋翼板的径向边缘延伸。与位于传送器旋翼部件的安装管上的连接装置相比，在构造方面，旋翼板的径向边缘上的连接装置的布置能够更容易并且更有利。提供了从构造的角度来看特别简单而有效的连接装置，即在每一情况下在旋翼板的径向边缘上布置止动器，所述止动器能够连接到相邻旋翼板的对应止动器。止动器能够由例如止动板形成。另外，优选地，旋翼板以牢固但可拆卸的方式彼此连接。这里，牢固的连接特别地理解为这种连接不允许连接的元件的任何相对移动、或者至少不允许连接的元件的相关的相对移动。根据本发明，优选地，切割装置在传送器旋翼插入部分的区域中具有至少一个切割边缘。从中心接纳轴杆开始，所述切割边缘优选地基本上跨越传送器旋翼的整个半径上而延伸。通过切割装置或者切割边缘，基本上跨越螺钻的整个横截面上，地面材料能够变松。因此，传送器旋翼不得不承担很少切割任务或者不必承担切割任务，主要用于或者仅用于由切割装置(更具体地讲，切割边缘)而变松的地面材料的传送。因此，尤其是与地面 移位旋翼相比，作用在传送器旋翼上的力很小。在切割边缘上，能够布置钻孔和/或切割工具，诸如齿。优选地，设计传送器旋翼，从而使得可以实现沿着螺钻的轴向方向的对于地面材料的传送。为了与更大的径向地面移位相比实现地面材料的良好传送，优选地，接纳轴杆和/或安装管的直径与传送器旋翼的外径或将要产生的钻孔的直径相比是较小的。优选地，传送器旋翼或传送器旋翼部件的直径是中心接纳轴杆和/或安装管的直径的倍数。以这种方法，使螺钻横截面的尽可能大的面积可用于地面传送。为了良好的可运输性起见，各个传送器旋翼部件能够相对较短，并且特别地具有比用于在道路上运输传送器旋翼部件的运输车辆的容许宽度更小的轴向长度。尤其是在具有大直径的传送器旋翼部件的情况下，优选地，传送器旋翼部件各自具有比它们的直径更小的轴向长度。
在本发明的另一优选实施例中，准备使得传送器旋翼部件中的至少一个具有连接区域，该连接区域以旋转地固定的方式连接到接纳轴杆，特别地连接到接纳轴杆的结合区域。因此，旋转移动能够特别地以直接的方式从最上面的传送器旋翼部件传递到中心接纳轴杆。旋转地固定的连接因此具有这样的效果传送器旋翼部件和接纳轴杆总是共同地以相同速度旋转。提供了另一优选实施例，即在螺钻的与切割装置相反的末端处，提供联接区域，该联接区域能够被联接到用于以旋转方式驱动螺钻的驱动元件。联接区域能够优选地布置在中心接纳轴杆上和/或布置在传送器旋翼部件之一上。因此，驱动元件能够以旋转方式驱动中心接纳轴杆和/或传送器旋翼部件。所涉及的驱动元件能够是由钻孔设备的旋转电机加以驱动的方钻杆。如果联接区域设置在传送器旋翼部件上(尤其是设置在最上面的传送器旋翼部件上)，则这个传送器旋翼部件优选地以旋转地和在轴向上固定的方式而连接到中心接纳轴杆，从而使得驱动元件的力能够经由传送器旋翼部件而被引入到中心接纳轴杆。根据本发明的螺钻的另一优选实施例在于这样的事实接纳轴杆被设计为空心轴杆。这在重量方面提供了优点，并且另一方面提供了经由中心接纳轴杆把流体(特别地，硬化物质，诸如混凝土)引入到钻孔中以便例如在地面中产生地基元件的可能性。为了在轴向把螺钻精确地钻入到地面中，优选地，在接纳轴杆的下端处，布置了钻头，该钻头在钻孔操作期间位于切割装置的前面，并以旋转地固定的方式连接到接纳轴杆和切割装置。中心钻头也能够称为定心钻头或者定向钻头(pilot bit)。钻头优选地以固定的方式(尤其以旋转地固定的而可拆卸的方式)附接到中心接纳轴杆。为了接纳钻头，能够在中心接纳轴杆的下端处提供接纳装置。在另一方面，本发明涉及一种用于借助于如上所述的螺钻在地面中产生钻孔的方法。在该方法中，借助于切割装置去除地面材料、并且借助于传送器旋翼而传送地面材料。
在下面，将通过附图进一步描述本发明，其中显示了
图I是在拆解状态下的螺钻的侧视 图2是在组装工作状态下的螺钻的侧视 图3是从下方以一定角度观察的拆解的螺钻的透视 图4是从上方以一定角度观察的拆解的螺钻的透视图；图5是包括切割装置和中心接纳轴杆的螺钻的底座单元的透视 图6是从图5的底座单元的下方观察的视 图7是图5的底座单元的侧视 图8是从螺钻的传送器旋翼部件的上方观察的视 图9是图8的传送器旋翼部件的侧视 图10是包括上传送器旋翼部件和结合头的终端单元的侧视 图11是图8的终端单元的透视图。
具体实施方式
在下面，将参照图I至11描述根据本发明的螺钻10的实施例。相同的部件在全部附图中以相同的附图标记表示。螺钻10包括构成螺钻的旋转轴线的纵向轴线12。螺钻10具有第一轴向端14，第一轴向端14为了以旋转方式驱动螺钻10的目的而能够连接到驱动元件(诸如，旋转电机的驱动轴杆)或者钻杆(诸如，方钻杆)。另外，螺钻10具有第二轴向端16，第二轴向端16与第一轴向端相对着并形成螺钻10的尖端。第一轴向端14也能够称为上端,并且第二轴向端16能够称为螺钻10的下端。螺钻10包括底座元件20，底座元件20具有沿着纵向轴线12在轴向方向上延伸的管状圆形的中心接纳轴杆22、和具有切割装置30的起动器部件26。起动器部件26位于中心接纳轴杆22的朝向钻孔端处，即位于螺钻10的下端处。中心接纳轴杆22设计为空心轴杆，并且也能够称为力传递空心杆。具有切割装置30的起动器部件26特别地以旋转地和在轴向上固定的方式牢固地附接到中心接纳轴杆22。例如，起动器部件26能够焊接到中心接纳轴杆22或者按照非可拆卸方式以其它方法连接到中心接纳轴杆22。可替代地，起动器部件26也可以用可拆卸的方式紧固在中心接纳轴杆22上。除了底座元件20之外，螺钻10包括能够沿着纵向轴线12从上方滑动到中心接纳轴杆22上、或者放置在中心接纳轴杆22上方的若干个(即，至少两个)传送器旋翼部件46。每个传送器旋翼部件46包括中心安装管48和布置在安装管48的外护套处的一个或若干个旋翼板50。安装管48具有管形或套筒形设计，并使它们的表面布置成抵靠着接纳轴杆22的外护套。在图2中显示的螺钻10的组装状态下，各个旋翼板50形成连续传送器螺旋44。因此，安装管48形成由若干段组成的套管或包绕管(encasing pipe) 42，并且传送器旋翼部件46共同地形成螺线形传送器旋翼40。各个传送器旋翼部件46能够覆盖不同的间距作为长度。传送器旋翼40沿着螺钻10的整个长度延伸，或者更确切地讲沿着中心接纳轴杆22的整个长度延伸、或者至少沿着其主要部分延伸。原则上，接纳轴杆22也能够是可伸长的。各个旋翼板50具有围绕安装管48沿着180° (即，半圈或半转)延伸的螺旋部分的形状。可替代地，例如，也可以采用具有360°、540°或720°的旋翼板。在旋翼板50的径向边缘51上，提供了用于把旋翼板50连接到相邻旋翼板50的连接装置52。连接装置52包括沿着边缘51延伸的并且也能够称为凸缘的连接板56。连接板56以及根据需要保持自由的边缘51的区域形成了用于相邻旋翼板50的止动器。这里，连接板56的结合表面垂直于螺钻10的圆周方向而对齐。在连接板56中，能够提供例如通道58以用于与相邻连接板的螺纹连接。切割装置30牢固地连接到中心接纳 轴杆22。为了对切割装置30或起动器部件26进行紧固，在起动器部件26上设置环形紧固区域36，在环形紧固区域36中接纳了中心接纳轴杆22。切割装置30包括偏移180°的两个切割边缘32，这两个切割边缘32从螺钻10的内部区域开始沿径向向外延伸。切割边缘32的长度或径向延伸尺寸近似地对应于旋翼板50的半径。在切割边缘32上，布置了切割和/或钻孔工具34。在螺钻10的中心最下面区域中，钻头70在轴向方向上位于径向切割边缘32的前面。钻头70以可拆卸或可互换的方式被接纳在接纳构件72中，并且基本上用于使螺钻10定中心/居中。在它的下端处，中心接纳轴杆22由锥形部分74封闭，在锥形部分74上设计了接纳构件72。在牢固地连接到中心接纳轴杆22的起动器部件26上，布置了第一旋翼板50，第一旋翼板50以旋转地固定的方式连接到中心接纳轴杆22。优选地，例如通过螺纹拧紧连接在切割装置30上或者焊接到切割装置30，则第一或者最下面的旋翼板50牢固地连接到切割装置30。为了支撑下旋翼板50，能够提供在切割装置30上支撑旋翼板50的一个或多个支撑件38。另外，起动器部件26包括布置在螺钻10的外圆周的区域中的卡圈或轴环(collarring) 33。在卡圈33上，附接了另外的切割工具34 (特别地，切割齿)。由于仅相对较小的力被施加在基本上仅用于传送已经松散的地面材料的传送器旋翼部件46的事实，仅经由旋翼板50 (特别地，经由连接装置52)就能够足以建立起传送器旋翼部件46与起动器部件26的旋转地固定的连接。基本上，传送器旋翼部件46的安装管48中的至少一个因此可相对于中心接纳轴杆22旋转，如图中所示。替代地或者补充地，各个安装管48也能够以旋转地固定的方式连接到中心接纳轴杆22。为此，合适的咬合元件能够设置在中心接纳轴杆22上和/或安装管48上，或者接纳轴杆22和安装管48能够设计为例如多边形零件。在螺钻10的与切割装置30相反的末端处，提供了终端传送器旋翼部件60 (也能够称为终端单元)作为最上面的传送器旋翼部件46。就像另外的传送器旋翼部件46—样，终端传送器旋翼部件60具有旋翼板50。而且，终端传送器旋翼部件60具有连接区域64，借助于连接区域64，它以旋转地固定的方式连接到中心接纳轴杆22。为此，中心接纳轴杆22具有结合区域24，结合区域24能够与连接区域64形成形状锁定咬合。在示出的实施例中，结合区域24和连接区域64分别具有用于锁定螺栓的开口 25和65。可替代地，结合区域24和连接区域64也能够设计为例如多边形零件，诸如正方形。连接区域64能够特别地设计在终端传送器旋翼部件60的安装管48上。为了与驱动元件(诸如，钻杆或旋转电机的输出轴杆)连接，联接区域66(也能够称为结合头)设置在终端传送器旋翼部件60上。经由联接区域66，扭矩能够被引入到终端传送器旋翼部件60。扭矩能够经由连接区域64被直接引入到中心接纳轴杆22的上部。特别地，联接区域66能够是用于引入方钻杆的连接器的所谓Kelly盒。连接区域64和联接区域66形成终端传送器旋翼部件60的头元件62。头元件62安装在接纳轴杆22上，特别地安装在结合区域24上，并在轴向方向上伸出到接纳轴杆22之外。由于终端传送器旋翼部件60以旋转地固定的方式连接到中心接纳轴杆22的事实，引入的扭矩能够经中心接纳轴杆22直接从终端传送器旋翼部件60传递到切割装置30。因此，布置在终端传送器旋翼部件60和切割装置30之间的传送器旋翼部件46不必被设计成用于传递去除地面材料所需的扭矩、并且能够相应地设计得更轻巧。总而言之，利用根据本发明的螺钻，提供了一种特别稳定的钻孔元件，它提供了有利于运输的拆解的可能性。权利要求
1.一种螺钻，具有 -切割装置，用于去除地面材料；和 -传送器旋翼，用于传送由切割装置去除的地面材料， -由此传送器旋翼具有沿螺钻的轴向方向布置并以可拆卸的方式彼此连接的多个传送器旋翼部件， 其中 -提供中心接纳轴杆，在中心接纳轴杆上以旋转地固定的方式布置切割装置， -传送器旋翼的传送器旋翼部件各自具有安装管，安装管安装在中心接纳轴杆上，由此中心接纳轴杆穿过安装管而伸出，以及 -传送器旋翼部件以旋转地固定的方式连接到中心接纳轴杆。
2.根据权利要求I所述的螺钻，其中在与切割装置相反的轴向端处，所述接纳轴杆具有结合区域，经由该结合区域，接纳轴杆能够以旋转方式受驱动。
3.根据权利要求I所述的螺钻，其中所述接纳轴杆的长度近似地对应于整个螺钻的长度。
4.根据权利要求I所述的螺钻，其中所述传送器旋翼的传送器旋翼部件具有布置在安装管的外圆周处的旋翼板。
5.根据权利要求4所述的螺钻，其中旋翼板各自具有最大两圈。
6.根据权利要求4所述的螺钻，其中在旋翼板上，布置着用于以可拆卸的方式把传送器旋翼部件连接到相邻传送器旋翼部件的连接装置。
7.根据权利要求6所述的螺钻，其中所述连接装置沿着旋翼板的径向边缘延伸。
8.根据权利要求I所述的螺钻，其中所述切割装置在传送器旋翼插入部分的区域中具有至少一个切割边缘。
9.根据权利要求I所述的螺钻，其中所述传送器旋翼或传送器旋翼部件的直径是接纳轴杆和/或安装管的直径的倍数。
10.根据权利要求I所述的螺钻，其中传送器旋翼部件各自具有小于它们的直径的轴向长度。
11.根据权利要求2所述的螺钻，其中所述传送器旋翼部件中的至少一个具有连接区域，该连接区域以旋转地固定的方式连接到接纳轴杆，特别地连接到所述结合区域。
12.根据权利要求I所述的螺钻，其中在螺钻的与切割装置相反的末端处，提供联接区域，该联接区域能够联接到用于以旋转方式驱动螺钻的驱动元件。
13.根据权利要求I所述的螺钻，其中所述接纳轴杆被设计为空心轴杆。
14.根据权利要求I所述的螺钻，其中在所述接纳轴杆的下端处，布置钻头，该钻头在钻孔操作期间位于切割装置的前面、并以旋转地固定的方式连接到接纳轴杆和切割装置。
15.一种用于借助于根据权利要求I所述的螺钻在地面中产生钻孔的方法，由此借助于切割装置去除地面材料、并且借助于传送器旋翼来传送地面材料。
全文摘要
本发明涉及一种螺钻，具有切割装置，用于去除地面材料；和传送器旋翼，用于传送由切割装置去除的地面材料，由此传送器旋翼具有沿螺钻的轴向方向布置并以可拆卸的方式彼此连接的多个传送器旋翼部件。准备提供中心接纳轴杆，在中心接纳轴杆上以旋转地固定的方式布置切割装置。另外，准备使得传送器旋翼的传送器旋翼部件各自具有安装管，安装管安装在中心接纳轴杆上，由此中心接纳轴杆穿过安装管而伸出，且传送器旋翼部件以旋转地固定的方式连接到中心接纳轴杆。
文档编号E21B10/44GK102635313SQ20121002973
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年2月11日
发明者A.施蒂姆普夫勒-齐格勒 申请人:包尔机械有限公司