ARBEITSMASCHINE UND VERFAHREN ZUM BEARBEITEN EINES BODENS

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Bodens mit der Arbeitsmaschine, mit einem Mast (12), entlang welchem mittels einer Stelleinrichtung (20) ein Kraftdrehkopf (30) vertikal verfahren wird, durch welchen ein teleskopierbares Kellygestänge (40) mit mindestens zwei Kellystangen verschoben und geführt wird, wobei die Kellystangen an ihren Außen- und/oder Innenseiten zur Drehmomentübertragung mit axial verlaufenden Mitnehmerleisten sowie Verriegelungstaschen an den Mitnehmerleisten (66) und/oder axialen Riegelelementen (62) versehen sind, welche zum axialen Verriegeln der Kellystangen in die Verriegelungstaschen (68) eingefahren beziehungsweise zum Entriegeln aus den Verriegelungstaschen (68) ausgefahren werden. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels einer Steuerung automatisch ein Verriegelungszustand der Kellystangen geprüft wird, wobei durch die Steuerung die Stelleinrichtung des Kraftdrehkopfs (30 )und/oder die Hauptseilwinde (50) betätigt werden, so dass die Kellystangen relativ zueinander axial verfahren werden, dass mittels einer Erfassungseinrichtung ein Verfahrweg der Kellystangen zueinander und/oder axial eine Axialkraft beim Verfahren der Kellystangen erfasst werden, und dass durch die Steuerung abhängig vom erfassten Verfahrweg und/oder der erfassten Axialkraft ein Verriegelungszustand der Kellystangen ermittelt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere Baumaschine, mit einem Mast, entlang welchem mittels einer Stelleinrichtung ein Kraftdrehkopf vertikal verfahrbar ist, durch welchen ein teleskopierbares Kellygestänge mit mindestens zwei Kellystangen verschiebbar geführt ist, wobei eine Außenkellystange, die zur Auflage auf den Kraftdrehkopf ausgebildet ist, und eine Innenkellystange vorgesehen sind, welche eine Seilaufhängung für ein Seil umfasst, durch welche mittels einer Hauptseilwinde die Innenkellystange vertikal verfahrbar ist, wobei Kellystangen an ihren Außen- und/oder Innenseiten zur Drehmomentübertragung mit axial verlaufenden Mitnehmerleisten sowie Verriegelungstaschen an den Mitnehmerleisten und/oder axialen Riegelelementen versehen sind, welche zum axialen Verriegeln der Kellystangen in die Verriegelungstaschen einfahrbar beziehungsweise zum Entriegeln aus den Verriegelungstaschen ausfahrbar sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bearbeiten eines Bodens mit einer Arbeitsmaschine, mit einem Mast, entlang welchem entlang einer Stelleinrichtung ein Kraftdrehkopf vertikal verfahren wird, durch welchen ein teleskopierbares Kellygestänge mit mindestens zwei Kellystangen verschoben und geführt wird, wobei eine Außenkellystange, die auf dem Kraftdrehkopf aufliegen kann oder mit diesem verriegelt sein kann, und eine Innenkellystange vorgesehen sind, welche an einem Seil aufgehängt ist, durch welches mittels einer Hauptseilwinde die Innenkellystange vertikal verfahren wird, wobei die Kellystangen an ihren Außen- und/oder Innenseiten zur Drehmomentübertragung mit axial verlaufenden Mitnehmerleisten sowie Verriegelungstaschen an den Mitnehmerleisten und/oder axialen Riegelelementen versehen sind, welche zum axialen Verriegeln der Kellystangen in die Verriegelungstaschen eingefahren beziehungsweise zum Entriegeln aus den Verriegelungstaschen ausgefahren werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

[0003] Ein Kellygestänge ist ein teleskopierbares Werkzeuggestänge, welches aus mehreren rohrförmigen Stangenelementen aufgebaut ist und zumindest eine Außenkellystange und eine Innenkellystange aufweist. Die Innenkellystange und damit das Kellygestänge insgesamt ist an einem Seil aufgehängt, wobei das Kellygestänge durch eine Kellyführung und/oder einen auch Kraftdrehkopf genannten ringförmigen Drehantrieb geführt ist. Über das Kellygestänge kann von dem Drehantrieb ein Drehmoment auf ein Bodenbearbeitungswerkzeug, insbesondere ein Bohrwerkzeug, übertragen werden, welches am unteren Ende der Innenkellystange angebracht ist. Durch ein entsprechendes Austeleskopieren der einzelnen Kellystangenelemente zueinander können auch größere Bohrtiefen erreicht werden.

[0004] Zur Drehmomentübertragung weisen die einzelnen Kellystangenelemente an ihrer Au-ßenseite und an ihrer Innenseite axial verlaufende Anschlagleisten auf, welche der Drehmomentübertragung dienen. Zudem sind an bestimmten Axialpositionen, insbesondere an einem Anfangs- und Endbereich, Verriegelungstaschen oder Riegelelemente vorgesehen, durch welche die Kellystangenelemente zueinander axial festgelegt werden können. Auf diese Weise können über den Bohrantrieb auch axiale Drucckräfte auf das Kellygestänge und damit das Bodenbearbeitungswerkzeug aufgebracht werden. Auch die Außenkellystange kann mit dem Bohrantrieb axial fest verbunden werden.

[0005] Insbesondere bei einer diskontinuierlichen Bodenbearbeitung, etwa beim Erstellen einer Bohrung mit einem Bohreimer, muss der Bohreimer wiederholt in das Bohrloch eingefahren und wieder ausgefahren werden. Abhängig von der jeweiligen Bohrlochtiefe wird das Kellygestänge entsprechend wiederholt ein- und austeleskopiert. Nach dem Füllen des Bohreimers mit abgetragenem Bodenmaterial muss dieser zum Entleeren aus dem Bohrloch gezogen werden. Hierzu ist es notwendig, die einzelnen Kellystangenelemente wieder zu entriegeln und ineinander einzufahren. In dieser eingefahrenen Position kann das Kellygestänge zusammen mit dem Bohreimer aus dem Bohrloch gezogen und zu einer Entleerposition verschwenkt werden. Anschließend erfolgt für einen weiteren Bohrschritt wieder ein Einfahren des Bohrwerkzeuges in das Bohrloch mit erneutem Austeleskopieren des Kellygestänges.

[0006] Das Ein- und Austeleskopieren eines Kellygestänges benötigt Zeit und Geschick des Bohrgerätefahrers. Üblicherweise sind die Verriegelungsstellen verdeckt, so dass der Bohrgerätefahrer nicht erkennen kann, wo das Riegelelement und eine Verriegelungstasche liegen. Es ist bekannt, dem Bohrgerätefahrer an seinem Bedienmonitor die Lage der einzelnen Kellystangenelemente zueinander anzuzeigen. Allerdings sind derartige Anzeigen steuerungstechnisch sehr aufwändig und bedürfen vor einem Bohrbeginn einer exakten Kalibrierung der einzelnen Antriebskomponenten sowie der Positionen des Kellygestänges. Zudem muss in die Steuerung eingegeben sein, welche Art von Kellygestänge in welcher Ausführung benutzt wird.

[0007] Ein Verfahren zum Überwachen eines Kellybohrgestänges ist aus der DE 102012 019 850 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren ist es erforderlich, eine Drehstellung der Stangen zu erfassen. Dies bedarf einer aufwändigen Sensoranordnung, die in einem rauen Bohrbetrieb grundsätzlich fehleranfällig ist.

[0008] Ein effizientes Verfahren zu einem korrekten Verriegeln und Entriegeln eines Kellygestänges geht aus der gattungsbildenden EP 3 287 588 B1 hervor. Zum Verriegeln werden die Kellystangen bei Anliegen eines gewissen Drehmomentes axial zueinander solange verschoben, bis diese in eine Verriegelungstasche eindrehen und so verriegelt werden. Die Verdrehung kann über eine sich kurzfristig ergebende Druckänderung im hydraulischen Antriebssystem und damit als Beleg für eine Verriegelung zuverlässig erfasst werden.

[0009] Im Verlauf eines Bohrbetriebs kann es von einem Bohrgerätefahrer für einen sicheren Bohrbetrieb gewünscht sein, sich über einen korrekten Verriegelungszustand eines Kellygestänges zu vergewissern. Dies kann über eine Sichtprüfung des Kellygestänges oder einen manuellen Testbetrieb erfolgen, was jedoch zeitaufwändig ist und zumindest bei wenig erfahrenen Bohrgerätefahrern die Gefahr einer Fehlbeurteilung nicht ausschließt.

[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Bodens anzugeben, welche ein besonders effizientes und sicheres Arbeiten mit einem Kellygestänge ermöglichen.

[0011] Die Aufgabe wird zum einen durch eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0012] Die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, welche zum automatischen Prüfen eines Verriegelungszustandes der Kellystangen ausgebildet ist, wobei durch die Steuerung die Stelleinrichtung des Kraftdrehkopfs und/oder die Seilwinde betätigbar sind, so dass die Kellystangen relativ zueinander axial verfahren werden, dass mindestens eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher ein Verfahrweg der Kellystangen zueinander und/oder eine Axialkraft beim Verfahren der Kellystangen erfassbar ist, und dass die Steuerung ausgebildet ist, abhängig von dem erfassten Verfahrweg und/oder der erfassten Axialkraft einen Verriegelungszustand der Kellystangen zu ermitteln.

[0013] Gemäß der Erfindung wird eine Arbeitsmaschine geschaffen, bei welcher unabhängig von der Durchführung eines Verriegelungsvorganges durch den Maschinenführer jederzeit zuverlässig der Verriegelungszustand eines Kellygestänges überprüft werden kann. Hierfür sind keine Sichtprüfung oder besondere Erfahrungen des Maschinenführers notwendig.

[0014] Durch eine einfache Betätigung der Steuerung wird durch diese automatisch ein Prüfvorgang durchgeführt, bei welchem die Kellystangen axial zueinander verfahren werden. Befinden sich die Kellystangen dabei in einem verriegelten Zustand, müssen innerhalb eines maximal möglichen axialen Verfahrweges das Riegelelement und die Verriegelungstasche axial gegeneinanderschlagen, wobei sich auch eine Erhöhung der Zugkraft auf das Seil und/oder des Axialdrucks auf den Kraftdrehkopf ergibt. Wird ein derartiger Zustand des axialen Verfahrens und/oder eine Erhöhung der Axialkraft durch die Steuerung festgestellt, wird ein korrekter Verriegelungszustand erkannt. Erfolgt dies nicht, so kann in umgekehrter Weise durch die Steuerung festgestellt werden, dass keine korrekte Verriegelung gegeben ist.

[0015] Durch die Erfindung kann eine Überprüfung des Verriegelungszustandes eines Kellygestänges automatisiert und prozessicher gestaltet werden. Ein Maschinenbediener kann dabei gleichzeitig von dieser Tätigkeit entlastet werden, wobei auch die Gefahr einer Fehlbeurteilung durch einen Menschen beseitigt ist. Insgesamt kann so ein Bohrverfahren effizient und besonders betriebssicher durchgeführt werden.

[0016] Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine besteht darin, dass in der Steuerung ein Grenzwert für einen Maximal-Verfahrweg und/oder ein Grenzwert für eine Minimal-Axialkraft hinterlegt sind und dass zum Bestimmen des Verriegelungszustandes der erfasste Verfahrweg mit dem Maximal-Verfahrweg beziehungsweise die erfasste Axialkraft mit der Minimal-Axialkraft vergleichbar ist. Der Maximal-Verfahrweg beträgt dabei typischerweise einige Zentimeter pro Verriegelungsstelle und wird maßgeblich durch die Differenz zwischen der axialen Länge der Verriegelungstasche und der axialen Länge des darin eingedrehten Verriegelungselementes bestimmt. Insbesondere ist der Maximal-Verfahrweg abhängig von der Anzahl der Verriegelungstaschen, so dass sich ein Gesamtfahrweg von bis zu über einem Meter bei Mehrfachkellystangen ergeben kann.

[0017] Der Grenzwert oder der Schwellwert für die Minimal-Axialkraft hängt von den üblichen Verschiebekräften ab. Wenn das Verriegelungselement und die Verriegelungstasche axial aufeinanderschlagen, wird ein weiteres axiales Verfahren blockiert und es ergibt sich ein Kraftanstieg an dem Antriebsorgan, welches das axiale Verfahren bewirkt. Dies kann insbesondere durch Kraftmesselemente, etwa an der Hauptseilwinde oder einem Stellzylinder oder durch einen Druckanstieg in einem hydraulischen Antriebssystem festgestellt werden.

[0018] Im einfachsten Fall besteht das Kellygestänge aus lediglich zwei Kellystangen, nämlich einer rohrförmigen Außenkellystange und einer darin verschiebbar angeordneten Innenkellystange. Zum Erreichen größerer Bohrtiefen ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, dass das Kellygestänge eine oder mehrere Zwischenkellystangen aufweist, welche zwischen der Außenkellystange und der Innenkellystange angeordnet sind. Bevorzugt sind insbesondere Kellygestänge mit drei bis fünfKellystangen.

[0019] Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine mit dem Kellygestänge für verschiedenste Tätigkeiten eingesetzt werden. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass am unteren Ende der Innenkellystange ein Bohrwerkzeug, insbesondere ein Bohreimer oder eine Bohrschnecke, lösbar angebracht ist. Derartige Bohrwerkzeuge können für ein diskontinuierliches Bohren eingesetzt werden, bei welchem ein Kellygestänge wiederholt aus- und eingefahren werden muss.

[0020] Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorteilhaft, dass beim Verfahren der Kellystangen durch die Steuerung der Kraftdrehkopf betätigbar ist, wobei ein vorgegebenes Drehmoment ausübbar ist. Dabei wird auf die Kellystangen ein Drehmoment derart ausgeübt, dass das Verriegelungselement zuverlässig in eine Verriegelungstasche eingedreht ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei Vorhandensein eines Verriegelungszustandes das Verriegelungselement und die Verriegelungstasche möglichst großflächig aufeinandertreffen.

[0021] Grundsätzlich kann der Verfahrweg sowie die Axialkraft über entsprechende Wegsensoren beziehungsweise Kraftsensoren ermittelt werden. Eine besonders effiziente Bestimmung der Axialkraft kann dadurch erzielt werden, dass zum Erfassen der Axialkraft ein Druckanstieg in einem hydraulischen Antriebssystem erfassbar ist.

[0022] Eine Überprüfung des korrekten Verriegelungszustandes eines Kellygestänges kann bei Bedarf durch den Maschinenbediener oder zu vorgegebenen Zeitpunkten oder Betriebszuständen durchgeführt werden. Besonders zweckmäßig ist es dabei nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass beim Erfassen des Verriegelungszustandes die Position der Stelleinrichtung und/oder eine Position des Seiles in der Steuereinrichtung speicherbar ist. Diese erfassten Daten können zur Kalibrierung des Kellygestänges und zur Verifizierung der Positionen der Verriegelungen genutzt werden.

[0023] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass mindestens eine Eingabe- und/oder Bestimmungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher eine Art und/oder Größe des Kellygestänges, eine Position der Stelleinrichtung für den Kraftdrehkopf und/oder eine Position des Seiles eingebbar sind. Eine Eingabe kann im einfachsten Fall über ein Eingabeterminal erfolgen. Alternativ können die Positionen automatisch mittels Sensoren erfasst werden. Des Weiteren ist es möglich, die jeweiligen Komponenten in eine definierte Ausgangsposition zu bringen und die Arbeitsmaschine mit diesen Komponenten zu kalibrieren.

[0024] Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerung automatisch ein Verriegelungszustand der Kellystangen geprüft wird, wobei durch die Steuerung die Stelleinrichtung des Kraftdrehkopfs und/oder die Hauptseilwinde betätigt werden, so dass die Kellystangen relativ zueinander axial verfahren werden, dass mittels mindestens einer Erfassungseinrichtung ein Verfahrweg der Kellystangen zueinander und/oder axial eine Axialkraft beim Verfahren der Kellystangen erfasst werden, und dass durch die Steuerung abhängig von erfassten Verfahrweg und/oder der erfassten Axialkraft ein Verriegelungszustand der Kellystangen ermittelt wird. Die Stelleinrichtung kann insbesondere ein Vorschubantrieb eines Vorschubschlittens sein, auf welchem der Kraftdrehkopf angeordnet und mit welchem dieser entlang eines Mastes verschiebbar ist. Der Vorschubantrieb kann insbesondere einen Hydraulikzylinder oder eine Seilzugwinde aufweisen.

[0025] Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mit einer Arbeitsmaschine durchgeführt werden, wie diese zuvor beschrieben wurde. Entsprechend können die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden.

[0026] Eine vorteilhafte Verfahrensvariante der Erfindung besteht darin, dass zum Verriegeln und/oder Entriegeln ein Bodenbearbeitungswerkzeug an dem Kellygestänge auf den Boden, insbesondere einen Bohrlochgrund, aufgesetzt wird. Damit befinden sich das Bodenbearbeitungswerkzeug und die damit fest verbundene Innenkellystange in einer definierten Position. Vorzugsweise kann nunmehr die Außenkellystange und/oder eine Zwischenkellystange gemäß der Erfindung relativ zu der Innenkellystange verfahren werden, bis der Prüfvorgang abgeschlossen ist. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren bei jeder Anwendung eingesetzt werden, bei welcher ein Werkzeug mit einem Kellygestänge benötigt wird.

[0027] Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsvariante, dass in dem Boden ein Bohrloch erstellt wird. Das Erstellen des Bohrlochs kann unter Aushub des Bodenmaterials durchgeführt werden.

[0028] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Bohrloch zum Bilden eines Gründungselementes verfüllt wird. Das Gründungselement kann dabei in einem einfachen Fall durch ein schüttfähiges Material, etwa Sand oder Kies, verfüllt werden. Bevorzugt ist es, dass das Gründungselement durch Verfüllen mit einer aushärtbaren Masse, insbesondere einem Betonmaterial erfolgt.

[0029] Ein effizienter Betriebsablauf kann nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt werden, dass durch die Steuerung ein automatischer Verriegelungsvorgang durchgeführt wird, wenn kein Verriegelungszustand ermittelt wurde. Dabei können die Kellystangen definiert zueinander axial verfahren und verdreht werden, so wie dies grundsätzlich für ein automatisches Verriegeln bekannt ist.

[0030] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine schematische Teilansicht einer ersten erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine;

Fig. 2

eine schematische Teilansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine;

Fig. 3

eine schematische aufgebrochene Darstellung eines Kellygestänges vor einem Entriegeln; und

Fig. 4

eine schematische aufgebrochene Darstellung des Kellygestänges von Fig. 3 nach dem Verriegeln.

[0031] Die Arbeitsmaschine 10 gemäß den Figuren 1 und 2 weist jeweils einen im Wesentlichen vertikalen Mast 12 auf, welcher jeweils über einen nur in Fig. 1 dargestellten Mastkopf 14 verfügt. Über ein Seil 52, welches von einer Hauptseilwinde 50 angetrieben und über Umlenkrollen 16 am Mastkopf 14 geführt ist, ist ein Kellygestänge 40 vertikal verschiebbar entlang des Mastes 12 aufgehängt.

[0032] Das Kellygestänge 40 ist gemäß den beiden Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 jeweils mit einer obenliegenden Außenkellystange 42, einer untenliegenden Innenkellystange 46 sowie einer dazwischen angeordneten Zwischenkellystange 44 ausgebildet. Am oberen Ende der Innenkellystange 46 ist eine Seilaufhängung 48 vorgesehen, an welcher das Seil 52 zum vertikalen Verschieben der Innenkellystange 46 und auch der weiteren rohrförmigen Kellystangenelemente ausgebildet ist.

[0033] Die Außenkellystange 42 weist an ihrem oberen Ende einen Auflagekragen 43 auf, mit welchem die Außenkellystange 43 auf einem Kraftdrehkopf 30, also einem ringförmigen Drehantrieb, aufliegt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 ist zum Abdämpfen von Stößen zwischen dem Kraftdrehkopf 30 und dem Auflagekragen 43 eine Dämpfungseinrichtung 32 mit Federn angeordnet. Der Kraftdrehkopf 30 auf einem Schlitten 18 und damit die Außenkellystange 42 können über eine Stelleinrichtung 20 vertikal entlang des Mastes 12 verfahren werden. Die Stelleinrichtung 20 ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 als ein Hydraulikzylinder ausgebildet. Zur Übertragung des Drehmomentes von dem Kraftdrehkopf 30 auf die Außenkellystange 42 und damit das Kellygestänge 40 insgesamt sind an der Außenkellystange 42 an ihrer Außenseite Mitnehmerleisten 66 angeordnet, wie aus Figur 2 zu ersehen ist.

[0034] In bekannter Weise sind entsprechende Mitnehmerleisten 66 oder Riegelelemente auch an den weiteren Außenseiten und Innenseiten der weiteren Kellystangenelemente angeordnet. An einer Unterseite der Innenkellystange 46 ist ein zapfenförmiges Anschlusselement 49 vorgesehen, mit welchem drehfest ein Bodenbearbeitungswerkzeug 36 angebracht werden kann. Das Bodenbearbeitungswerkzeug 36 ist in den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2 als eine Bohrschnecke ausgebildet.

[0035] In den Figuren 3 und 4 ist ein einfachtes Kellygestänge 40 mit einer Außenkellystange 42 und einer Innenkellystange 46 dargestellt. Zur Drehmomentübertragung von der Außenkellystange 42 auf die Innenkellystange 46 weist die Außenkellystange 42 an ihrer Innenseite mindestens ein Riegelelement 62 auf, welches in Umfangsrichtung an einer axial verlaufende Mitnehmerleiste 66 an der Außenseite der Innenkellystange 46 anliegt.

[0036] Für ein axiales Verriegeln der Außenkellystange 42 und der Innenkellystange 46 kann mittels einer Steuerung durch Anlegen eines leichten Drehmoments über den Kraftdrehkopf 30 das Riegelelement 62 an der Außenkellystange 42 leicht an die Mitnehmerleiste 66 angedrückt werden. In dieser angedrückten Position können nunmehr die Außenkellystange 42 und die Innenkellystange 46 entweder über die Stelleinrichtung 20 oder die Hauptseilwinde 50 oder durch beide axial zueinander verfahren werden. Bei Erreichen der in Figur 4 dargestellten Position dreht die Außenkellystange 42 mit dem Riegelelement 62 bei Erreichen einer Verriegelungstasche 68, welche als eine axiale Ausnehmung in der Mitnehmerleiste 66 ausgebildet ist, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel entgegen dem Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung in die Verriegelungstasche 68 ein. Hierbei stellt sich eine Verdrehung zwischen der Außenkellystange 42 und der Innenkellystange 46 ein, welche über eine erste Erfassungseinrichtung, insbesondere eine Sensoreinrichtung, als ein Anzeichen für eine Verriegelung feststellbar ist.

[0037] Mittels der Steuerung kann nach der Erfindung jederzeit ein korrekter Verriegelungszustand automatisch überprüft werden. Hierzu werden über die Steuerung die Stelleinrichtung 20 und/oder die Hauptseilwinde 50 mit dem Seil 52 so betätigt, dass ein definiertes axiales Verfahren der Außenkellystange 42 gegenüber der Innenkellystange 46 erfolgt. Ist eine korrekte Verriegelung gegeben, muss zumindest nach einem gewissen axialen Maximal-Verfahrweg, welcher üblicherweise einige Zentimeter pro Verriegelungsstelle beträgt und jedenfalls die axiale Länge einer Verriegelungstasche nicht übersteigt, das blockartige Riegelelement 62 axial gegen einen Axialanschlag 69 der Verriegelungstasche 68 anschlagen. Ein weiteres axiales Verfahren der Außenkellystange 42 ist nun nicht mehr möglich. Zudem führt dies zu einem erhöhten Kraftaufwand, was als ein Druckanstieg in dem hydraulischen System erfassbar ist, durch welches das axiale Antriebsorgan angetrieben ist. Dies kann von der Steuerung erfasst werden, welche dann anzeigt, dass eine korrekte Verriegelung weiter gegeben ist.

[0038] Wird bei dem Prüfvorgang durch die Steuerung der axiale Maximal-Verfahrweg überschritten und/oder wird kein Anstieg der Axialkraft über einen vorgegebenen Minimal-Axialkraftwert festgestellt, so ist keine zuverlässige Verriegelung mehr gegeben. Dieser Zustand der fehlenden Verriegelung kann dem Bohrgerätefahrer durch die Steuerung angezeigt werden. Die Steuerung kann von dem Bohrgerätefahrer jederzeit betätigt werden, so dass dieser stets zuverlässig über den korrekten Verriegelungszustand unterrichtet ist. Wird keine Verriegelung festgestellt, so kann durch die Steuerung vorzugsweise ein automatischer Verriegelungsvorgang durchgeführt werden.

Ansprüche

1. Arbeitsmaschine, insbesondere Baumaschine, mit einem Mast (12), entlang welchem mittels einer Stelleinrichtung (20) ein Kraftdrehkopf (30) vertikal verfahrbar ist, durch welchen ein teleskopierbares Kellygestänge (40) mit mindestens zwei Kellystangen verschiebbar geführt ist, wobei eine Außenkellystange (42), die zur Auflage auf den Kraftdrehkopf (30) ausgebildet ist, und eine Innenkellystange (46) vorgesehen sind, welche eine Seilaufhängung (48) für ein Seil (52) umfasst, durch welches mittels einer Hauptseilwinde (50) die Innenkellystange (46) vertikal verfahrbar ist, wobei Kellystangen an ihren Außen- und/oder Innenseiten zur Drehmomentübertragung mit axial verlaufenden Mitnehmerleisten (66) sowie Verriegelungstaschen (68) an den Mitnehmerleisten (66) und/oder axialen Riegelelementen (62) versehen sind, welche zum axialen Verriegeln der Kellystangen in die Verriegelungstaschen (68) einfahrbar beziehungsweise zum Entriegeln aus den Verriegelungstaschen (68) ausfahrbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuerung vorgesehen ist, welche zum automatischen Prüfen eines Verriegelungszustandes der Kellystangen ausgebildet ist,
wobei durch die Steuerung die Stelleinrichtung (20) des Kraftdrehkopfs (30) und/oder die Hauptseilwinde (50) betätigbar sind, so dass die Kellystangen (42, 46) relativ zueinander axial verfahren werden,
dass mindestens eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher ein Verfahrweg der Kellystangen (42, 46) zueinander und/oder eine Axialkraft beim Verfahren der Kellystangen (42, 46) erfassbar ist, und
dass die Steuerung ausgebildet ist, abhängig von dem erfassten Verfahrweg und/oder der erfassten Axialkraft einen Verriegelungszustand der Kellystangen zu ermitteln.

2. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Steuerung ein Grenzwert für einen Maximal-Verfahrweg und/oder ein Grenzwert für einen Minimal-Axialdruck hinterlegt sind und
dass zum Bestimmen des Verriegelungszustandes der erfasste Verfahrweg mit dem Maximal-Verfahrweg beziehungsweise der erfasste Axialdruck mit dem Minimal-Axialdruck vergleichbar ist.

3. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kellygestänge (40) eine oder mehrere Zwischenkellystangen (44) aufweist, welche zwischen der Außenkellystange (42) und der Innenkellystange (46) angeordnet sind.

4. Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einem unteren Ende der Innenkellystange (46) ein Bodenbearbeitungswerkzeug (30), insbesondere ein Bohreimer oder eine Bohrschnecke, lösbar angebracht ist.

5. Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Verfahren der Kellystangen (42, 46) durch die Steuerung der Kraftdrehkopf (30) betätigbar ist, wobei ein vorgegebenes Drehmoment ausübbar ist.

6. Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Erfassen der Axialkraft ein Druckanstieg in einem hydraulischen Antriebssystem erfassbar ist.

7. Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Eingabe- und/oder Bestimmungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher eine Art und/oder Größe des Kellygestänges (40), eine Position der Stelleinrichtung (20) für den Kraftdrehkopf (30) und/oder eine Position des Seiles (52) eingebbar oder bestimmbar sind.

8. Arbeitsmaschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Erfassen des Verriegelungszustandes die Position der Stelleinrichtung (20) und/oder eine Position des Seiles (52) in der Steuereinrichtung speicherbar ist.

9. Verfahren zum Bearbeiten eines Bodens mit einer Arbeitsmaschine (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Mast (12), entlang welchem mittels einer Stelleinrichtung (20) ein Kraftdrehkopf (30) vertikal verfahren wird, durch welchen ein teleskopierbares Kellygestänge (40) mit mindestens zwei Kellystangen verschoben und geführt wird, wobei eine Außenkellystange (42), die auf dem Kraftdrehkopf (30) aufliegt, und eine Innenkellystange (46) vorgesehen sind, welche an einem Seil (52) aufgehängt ist, durch welches mittels einer Hauptseilwinde (50) die Innenkellystange (46) vertikal verfahren wird, wobei die Kellystangen an ihren Außen- und/oder Innenseiten zur Drehmomentübertragung mit axial verlaufenden Mitnehmerleisten (66) sowie Verriegelungstaschen (68) an den Mitnehmerleisten (66) und/oder axialen Riegelelementen (62) versehen sind, welche zum axialen Verriegeln der Kellystangen in die Verriegelungstaschen (68) eingefahren beziehungsweise zum Entriegeln aus den Verriegelungstaschen (68) ausfahren werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass mittels einer Steuerung der Kellystangen automatisch ein Verriegelungszustand geprüft wird,
wobei durch die Steuerung die Stelleinrichtung (20) des Kraftdrehkopfs (30) und/oder die Hauptseilwinde (50) betätigt werden, so dass die Kellystangen (42, 46) relativ zueinander axial verfahren werden,
dass mittels mindestens einer Erfassungseinrichtung ein Verfahrweg der Kellystangen (42, 46) zueinander und/oder axial eine Axialkraft beim Verfahren der Kellystangen (42, 46) erfasst werden, und
dass durch die Steuerung abhängig vom erfassten Verfahrweg und/oder der erfassten Axialkraft ein Verriegelungszustand der Kellystangen ermittelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Prüfen ein Bodenbearbeitungswerkzeug (36) an dem Kellygestänge (40) auf den Boden aufgesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Boden ein Bohrloch erstellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bohrloch zum Bilden eines Gründungselementes verfüllt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Steuerung ein automatischer Verriegelungsvorgang durchgeführt wird, wenn kein Verriegelungszustand ermittelt wurde.

Zeichnung