Pfahlfuss-Schneidvorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Pfahlfuß-Schneidvorrichtung zur im Wesentlichen radialen Erweiterung eines Fußbereiches einer Pfahlbohrung. Die Schneidvorrichtung umfasst einen zylindrischen Grundkörper (12) und Schneidflügel (14), welche als Zylinderschalensegmente des zylindrischen Grundkörpers ausgebildet sind. Die Schneidflügel sind schwenkbar am Grundkörper und seitlich aus diesem mit vorgebbarem Ausstellwinkel ausklappbar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Pfahlfuß-Schneidvorrichtung zur im Wesentlichen radialen Erweiterung eines Fußbereiches einer Pfahlbohrung.

[0002] Die Erfindung liegt im Allgemeinen auf dem Gebiet von in das Erdreich einzubringenden Gründungspfählen, die dadurch erstellt werden, dass in das Erdreich eine Pfahlbohrung eingebracht und diese hinterher mit Beton oder einer anderen aushärtenden Suspension aufgefüllt wird. Pfahlfuß-Schneidvorrichtungen dienen dabei zur Erweiterung der zylindrischen Pfahlbohrung im Fuß- oder Sohlenbereich. Durch diese Erweiterung der Pfahlfuß-Bohrung wird eine vergrößerte Aufstandsfläche des Gründungspfahles erreicht, so dass dieser eine höhere Last in dem anstehenden Baugrund zu tragen vermag als im Falle eines zylindrischen Pfahls. Durch die Pfahlfußerweiterung kann die zulässige Betonspannung innerhalb des Pfahlschachtes optimal ausgenutzt werden, wobei die Tragfähigkeit des Pfahles mit erweitertem Fußbereich weit unter der zulässigen Betonspannung des zylindrischen Pfahlschachtes liegt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Pfahlfuß-Schneidvorrichtung zu schaffen, welche bei einem einfachen und kompakten Aufbau eine zuverlässige Herstellung eines Pfahlfußes ermöglicht.

[0004] Die Aufgabe wird durch eine Pfahlfuß-Schneidvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0005] Die erfindungsgemäße Pfahlfuß-Schneidvorrichtung umfasst einen zylindrischen Grundkörper sowie als Zylinderschalensegmente des zylindrischen Grundkörpers ausgebildete Schneidflügel, die schwenkbar am Grundkörper, seitlich aus diesem mit vorgebbarem Anstellwinkel ausklappbar sind.

[0006] Die Schneidflügel sind nach der Erfindung Zylinderschalensegmente, welche entlang einer Mantellinie an dem Grundkörper angelenkt sind. An der gegenüberliegenden Längsseite des jeweiligen Schneidflügels sind Schneideinrichtungen angeordnet, welche in der ausgeklappten Position Bodenmaterial abtragen und dabei die Pfahlfußerweiterung bilden. In der eingeklappten Position schließen die zylinderschalensegmentförmigen Schneidflügel bündig mit dem angrenzenden zylindrischen Grundkörper ab, so dass die gesamte Vorrichtung in eine zylindrische Bohrung eingebracht werden kann.

[0007] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem Grundkörper unterhalb der ausklappbaren Schneidflügel ein Aufnahmeraum für abgearbeitetes Bodenmaterial vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das beim Herstellen der Pfahlerweiterung anfallende Bodenmaterial aufgenommen und aus dem Bohrloch abtransportiert werden. Hierdurch wird verhindert, dass abgearbeitetes Bodenmaterial am Bohrungsgrund verbleibt, was zu Setzungen führen könnte.

[0008] Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass der Aufnahmeraum an seiner Unterseite mit einem Deckel verschließbar ist, welcher an dem zylindrischen Grundkörper schwenkbar angelenkt und verriegelbar ist. Während der Erstellung der Pfahlerweiterung ist der Deckel in seiner geschlossenen Position verriegelt, so dass das abgearbeitete Bodenmaterial in dem Aufnahmeraum mit aus dem Bohrloch gefördert werden kann. Außerhalb des Bohrloches kann der Deckel entriegelt und in eine geöffnete Position geschwenkt werden, so dass der Aufnahmeraum von dem abgearbeiteten Bodenmaterial entleert wird.

[0009] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht nach der Erfindung darin, dass in der ausgeklappten Position der Schneidflügel der zylindrische Grundkörper seitlich geöffnet ist, so dass von den Schneidflügeln abgearbeitetes Bodenmaterial in den Aufnahmeraum gefördert wird. Dies erlaubt eine besonders kompakte Ausführung der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung, wobei gleichzeitig ein zuverlässiges Abfördern des Bodenmaterials der Pfahlfußerweiterung gewährleistet ist.

[0010] Eine besonders wirtschaftliche Pfahlerstellung wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, dass innerhalb des Grundkörpers ein Seelenrohr zum Druckausgleich verläuft und dass das Seelenrohr in einer Austrittsöffnung im Deckel mündet. Hierdurch kann ein Druckausgleich beim Ziehen des Bohrwerkzeugs erfolgen.

[0011] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass in dem Grundkörper eine Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, durch welchen die Schneidflügel zwischen einer eingeklappten Position und einer ausgeklappten Position verschwenkbar sind. Die Betätigungseinrichtung kann dabei auch so betrieben werden, dass je nach der gewünschten Pfahlfußerweiterung der Umfang der Ausklappbewegung der Schneidflügel variierbar ist.

[0012] Ein schnelles und zuverlässiges Ausklappen der Schneidflügel selbst in festeren Böden wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Betätigungseinrichtung mindestens einen Hydraulikzylinder umfasst. Bei der bevorzugten Anordnung von zwei Schneidflügeln sind insgesamt zwei Hydraulikzylinder vorgesehen, so dass sich innerhalb des Grundkörpers eine weitgehend symmetrische Belastung und eine Kraftkompensation ergeben kann.

[0013] Zur Verbesserung der Klappbewegung ist es erfindungsgemäß, dass die Betätigungseinrichtung einen Hebelmechanismus umfasst. Diese kann insbesondere einen Kniehebelmechanismus aufweisen, der eine besonders stabile Positionierung der Schneidflügel erlaubt.

[0014] Nach der Erfindung ist es weiter bevorzugt, dass an der Oberseite des Grundkörpers eine Verbindungseinrichtung für einen Bohrstrang, eine Druckausgleichsleitung und/oder eine Hydraulikleitung angeordnet ist. Über die Verbindungseinrichtung kann die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung beispielsweise an einer herkömmlichen Kellystange befestigt werden. Die Energiezuführung kann über herkömmliche Anschlüsse erfolgen.

[0015] Die Erfindung wird weiter anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, welche nachfolgend im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erläutert sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Pfahlfuß-Schneidvorrichtung;

Fig. 2

eine Schnittansicht der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung gemäß Fig. 1 entlang dem Schnitt A-A; und

Fig. 3

eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Pfahlfuß-Schneidvorrichtung bei ausgeklappten Schneidflügeln.

[0016] Eine erfindungsgemäße Pfahlfuß-Schneidvorrichtung 10 umfasst gemäß Fig. 1 einen zylindrischen Grundkörper 12, an dessen mittleren Bereich zwei gegenüberliegende Schneidflügel 14 angeordnet sind. Die Schneidflügel 14 sind zylindermantelsegmentförmig ausgebildet. Dabei ist ihre Außenfläche ein Zylindermantelsegment 17, welches so ausgebildet ist, dass dieses bündig in eine entsprechende Ausnehmung an dem zylindrischen Grundkörper 12 eingeschwenkt werden kann. Hierzu sind die Schneidflügel 14 an ihrer einen Längsseite an dem zylindrischen Grundkörper 12 schwenkbar angelenkt, während an der gegenüberliegenden freien Längsseite eine Schneideinrichtung mit einer Vielzahl von Schneidzähnen 26 ausgebildet ist. Zur Festigkeitserhöhung der Schneidflügel 14 sind an deren Innenseite mehrere bogenförmige Versteifungsstreben 15 angeordnet.

[0017] In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Pfahlfuß-Schneidvorrichtung 10 mit ausgeklappten Schneidflügeln 14 dargestellt. In dieser ausgeklappten Position arbeiten die Schneidzähne 26 das angrenzende Bodenmaterial bei Rotation der Vorrichtung ab, so dass ein Hohlraum für eine Pfahlfußerweiterung geschaffen wird. Das abgearbeitete Schneidmaterial wird dabei in Richtung zum zylindrischen Grundkörper 12 verdrängt und kann über die Ausnehmung für die ausgeklappten Schneidflügel 14 in einen Aufnahmeraum 16 gelangen, welcher unterhalb den Schneidflügeln 14 in dem zylindrischen Grundkörper 12 ausgebildet ist. Der Aufnahmeraum 16 ist an seiner Unterseite durch einen Deckel 18 verschließbar. Der Deckel 18 ist einerseits schwenkbar an dem zylindrischen Grundkörper 12 angelenkt und weist andererseits ein Schloss 24 auf, welches über eine Riegelbetätigung 25 verriegelt und entriegelt werden kann.

[0018] Beim Erstellen der Pfahlfußerweiterung ist der Deckel 18 geschlossen, so dass das abgearbeitete Bodenmaterial innerhalb des Aufnahmeraumes 16 verbleibt. Nach dem Ausbringen der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung 10 aus dem Bohrloch kann der gefüllte Aufnahmeraum 16 durch Entriegeln des Deckels 18, wobei dieser durch das Gewicht des Bodenmaterials aufschwenkt, entleert werden. Das Verschließen des Deckels 18 kann durch eine Krafteinrichtung, von Hand oder einfach durch Aufsetzen der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung 10 auf den Boden erfolgen.

[0019] Nach Fertigstellung des Hohlraumes für die Pfahlfußerweiterung kann über ein Seelenrohr 20, welches mittig innerhalb des zylindrischen Grundkörpers 12 angeordnet ist, ein Druckausgleich über eine Austrittsöffnung 22 im Deckel 18 erfolgen. Nach dem Einschwenken der Schneidflügel 14 in eine eingeklappte Position, kann so die erfindungsgemäße Pfahlfuß-Schneidvorrichtung 10 aus dem Bohrloch gezogen werden. Die Verbindungseinrichtung 40 ist dabei im Wesentlichen ein Rohrstutzen, welcher mit Verstärkungsplatten 42 zusätzlich versteift ist. Die Verbindungseinrichtung dient auch zur drehsteifen Befestigung der Pfahlfuß-Schneidvorrichtung 10 an einem nicht dargestellten, drehend angetriebenen Bohrstrang.

[0020] Die Betätigung der Schneidflügel 14 wird nachfolgend näher anhand der Figuren 2 und 3 erläutert. Im oberen Bereich des zylindrischen Grundkörpers 12 sind insgesamt je zwei Paare von Hydraulikzylindern 32 radial gegenüberliegend angeordnet. Die einzelnen Hydraulikzylinder 32 sind einerseits an der Innenseite des zylindrischen Grundkörpers 12 und andererseits an einem Schwenkhebel 35 eines Hebelmechanismus 34 angelenkt. Der Hebelmechanismus 34 und die Hydraulikzylinder 32 bilden die Betätigungseinrichtung 30 zum Ein- und Ausklappen der beiden Schneidflügel 14.

[0021] In der in Fig. 3 gezeigten ausgeklappten Position der Schneidflügel 14 sind die Hydraulikzylinder 32 eingefahren. Durch Ausfahren des Kolbens aller Hydraulikzylinder 32 wird der Schwenkhebel 35 verschwenkt. Der Schwenkhebel 35, welcher aus insgesamt drei Platten aufgebaut ist, ist fest mit einer rohrförmigen Buchse 36 verbunden, welche schwenkbar um das Seelenrohr 20 gelagert ist. Im unteren Bereich der Buchse 36 sind je zwei Kniehebelmechanismen 37 für einen Schneidflügel 14 vorgesehen. Der Kniehebelmechanismus 37 ist jeweils einerseits fest mit der Buchse 36 verbunden und andererseits an der Innenseite der Schwenkflügel 14 angelenkt. Durch entsprechende Druckbeaufschlagung der Hydraulikzylinder kann der Ausstellwinkel der Schwenkflügel 14 gezielt variiert und gesteuert werden.

Ansprüche

1. Pfahlfuß-Schneidvorrichtung zur im Wesentlichen radialen Erweiterung des Fußbereiches einer Pfahlbohrung mit
einem zylindrischen Grundkörper (12) und
als Zylinderschalensegmente des zylindrischen Grundkörpers (12) ausgebildeten Schneidflügeln (14), die schwenkbar am Grundkörper (12), seitlich aus diesem mit vorgebbarem Ausstellwinkel ausklappbar sind.

2. Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Grundkörper (12) unterhalb der ausklappbaren Schneidflügel (14) ein Aufnahmeraum (16) für abgearbeitetes Bodenmaterial vorgesehen ist.

3. Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aufnahmeraum (16) an seiner Unterseite mit einem Deckel (18) verschließbar ist, welcher an dem zylindrischen Grundkörper (12) schwenkbar angelenkt ist.

4. Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der ausgeklappten Position der Schneidflügel (14) der zylindrische Grundkörper (12) seitlich geöffnet ist, so dass von den Schneidflügeln (14) abgearbeitetes Bodenmaterial in den Aufnahmeraum (16) gefördert wird.

5. Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des Grundkörpers (12) ein Seelenrohr (20) zum Druckausgleich verläuft und dass das Seelenrohr (20) in eine Austrittsöffnung (22) im Deckel (18) mündet.

6. Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Grundkörper (12) eine Betätigungseinrichtung (30) vorgesehen ist, durch welche die Schneidflügel (14) zwischen einer eingeklappten Position und einer ausgeklappten Position verschwenkbar sind.

7. Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Betätigungseinrichtung (30) mindestens einen Hydraulikzylinder (32) umfasst.

8. Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Betätigungseinrichtung (30) einen Hebelmechanismus (34) umfasst.

9. Pfahlfuß-Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Oberseite des Grundkörpers (12) eine Verbindungseinrichtung (40) für einen Bohrstrang, eine Druckausgleichsleitung und/oder eine Hydraulikleitung angeordnet ist.

Zeichnung