Erdbohrer

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Erdbohrer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Erdbohrer ist ausgebildet mit einem Bohrschaft, der sich koaxial zu einer Bohrachse erstreckt, wobei in einem unteren Bereich des Bohrschaftes Abarbeitungsmittel zum Abarbeiten von anstehendem Bodenmaterial vorgesehen sind und in einem oberen Bereich des Bohrschaftes eine Verbindungseinrichtung für einen Drehantrieb vorgesehen ist, einer Wendel, die längs des Bohrschaftes verläuft, und einer Schneidkante, die insbesondere in einem unteren Bereich der Wendel vorgesehen ist, wobei die Schneidkante zumindest abschnittsweise degressiv ausgebildet ist, wobei ein Abstand der Schneidkante von der Bohrachse mit zunehmender Höhe der Schneidkante entlang der Bohrachse abnimmt, und wobei die Wendel eine Außenkante aufweist, die, zumindest auf Höhe der Schneidkante, auf einer Zylindermantelfläche verläuft.

[0002] Ein derartiger Erdbohrer ist beispielsweise aus der US 3,995,706 bekannt. Der aus dieser Druckschrift bekannte Bohrer ist zum Durchörtern besonders harter Bodenschichten vorgesehen.

[0003] Ein weiterer Erdbohrer ist beispielsweise aus der DE 10 2005 011 120 A1 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt einen Schneckenbohrer mit einer Bohrwendel, welche in einem bodenseitigen Verjüngungsbereich spiralförmig zur Bohrspitze hin verjüngend ausgebildet ist, wobei in diesem Verjüngungsbereich entlang einer Außenkante der Bohrwendel eine Schneidkante mit Bohrzähnen gebildet ist.

[0004] Ein weiterer Schneckenbohrer geht aus der DE 296 12 342 U1 hervor. Diese Druckschrift offenbart einen so genannten Progressivschnecken-Bohrer, bei dem zur Erzielung einer progressiven Schneckenform die Bohrwendel einen zur Bohrspitze hin abnehmenden radialen Überstand über den Bohrstrang aufweist. Durch diese Formgebung wirkt die Wendel beim regulären Bohrbetrieb hauptsächlich mit ihrer äußeren Kante in radialer Richtung.

[0005] Weitere Erdbohrer mit Wendeln, bei denen auf einer dem abzuarbeitenden Boden zugewandten unteren Seite Abarbeitungsmittel mit Schneidzähnen vorgesehen sind, sind aus der US 4,553,612, der US 4,228,862 und der EP 1 085 166 A1 bekannt.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Erdbohrer mit einer besonders hohen Schneidleistung bei hoher Stabilität anzugeben, der insbesondere zum Bohren von harten Gesteinsschichten geeignet ist.

[0007] Die Aufgabe wird durch einen Erdbohrer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0008] Beim erfindungsgemäßen Erdbohrer ist vorgesehen, dass die Schneidkante zumindest abschnittsweise degressiv ausgebildet ist, wobei ein Abstand der Schneidkante von der Bohrachse mit zunehmender Höhe der Schneidkante entlang der Bohrachse abnimmt.

[0009] Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, am unteren Ende der Wendel eine schräg zur Bohrachse verlaufende Schneidkante vorzusehen, deren radialer Abstand von der Bohrachse nach oben hin, d.h. insbesondere mit zunehmenden Abstand vom anstehenden Erdboden, abnimmt. Dieser Grundgedanke der Erfindung erlaubt es beispielsweise, die Schneidkante so auszugestalten, dass beim Betrieb des Erdbohrers am Bohrlochgrund ein kegelartig zum Bohrer vorstehender Gesteinsvorsprung koaxial zur Bohrachse entsteht. Dieser Vorsprung kann beim weiteren Abbohren zur Führung des Erdbohrers dienen, so dass eine besonders präzise Bohrung bei hoher Schneidleistung möglich ist.

[0010] Soweit nach der Erfindung eine Änderung von Abmessungen "mit zunehmender Höhe" und/oder "nach oben hin" angegeben ist, soll dies beinhalten, dass die Abmessungsänderung mit zunehmendem Abstand vom unteren Bereich des Bohrschaftes mit den Abarbeitungsmitteln und/oder mit abnehmendem Abstand vom oberen Bereich des Bohrschaftes mit der Verbindungseinrichtung eintritt. Unter dem "unteren Bereich" des Bohrschaftes kann insbesondere der Bereich verstanden werden, der beim regulären Bohrbetrieb vorauseilend angeordnet ist. Der erfindungsgemäße Erdbohrer ist jedoch sowohl für das Vertikalbohren als auch für das Schrägbohren, Horizontalbohren und Deckenbohren geeignet. In den letztgenannten Fällen sind die Bezeichnungen "unten" und "oben" nicht mit Bezug auf den Erdmittelpunkt sondern mit Bezug auf den jeweiligen Bohrlochgrund zu sehen.

[0011] Bei den Abarbeitungsmitteln kann es sich beispielsweise um Schneidzähne handeln. Der Drehantrieb dient zur Drehung des Erdbohrers um die Bohrachse. Er kann insbesondere als Hydraulikdrehantrieb ausgebildet sein. Die Verbindungseinrichtung kann beispielsweise eine lösbare Mehrkantkupplung sein, mittels welcher der Bohrschaft mit einem Bohrrohr oder unmittelbar mit dem Drehantrieb drehfest verbindbar ist.

[0012] Die Schneidwirkung kann dadurch verbessert werden, dass die Schneidkante konkav gekrümmt ausgebildet ist. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass die Schneidkante in die Wendel hinein gewölbt ausgebildet ist. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Schneidkante beim Bohrbetrieb in ihren radial innen liegenden und/oder ihren radial außen liegenden Bereichen gegenüber der Kantenmitte vorauseilt. Hierdurch kann wiederum gewährleistet werden, dass von der Schneidkante abgearbeitetes Material nicht radial von der Schneidkante hinwegverdrängt wird, sondern zur Schneidkantenmitte hin gefördert wird, so dass eine besonders wirksame Zerkleinerung von Bodenmaterial möglich ist. Die Schneidkante kann insbesondere schraubenartig oder spiralartig ausgebildet sein.

[0013] Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein Krümmungsradius der Schneidkante mit zunehmendem Abstand von der Bohrachse zunimmt. Insbesondere kann die Schneidkante im Bereich der Bohrachse in Draufsicht etwa radial zur Bohrachse verlaufen, wobei mit zunehmendem Abstand von der Bohrachse eine Richtungskomponente in Umfangsrichtung zur Bohrachse immer stärker zunimmt. Durch einen variablen Krümmungsradius kann insbesondere berücksichtigt werden, dass die Geschwindigkeit der Schneidkante relativ zum anstehenden Bodenmaterial bei gleicher Drehzahl mit zunehmendem Abstand von der Bohrachse immer weiter zunimmt. Aufgrund des zunehmenden Krümmungsradius der Schneidkante mit zunehmendem Abstand von der Bohrachse kann die Schneidkante in der Umgebung der Bohrachse, wo die Geschwindigkeit der Schneidkante bei Drehung um die Bohrachse relativ klein ist, steil zum anstehenden Boden angestellt sein. Radial nach außen hin, also zu Bereichen hin, in denen die Geschwindigkeit bei Drehung größer ist, kann der Anstellwinkel hingegen immer flacher werden. Insbesondere kann hierdurch gewährleistet werden, dass jeder Schneidkantenabschnitt beim Betrieb etwa dasselbe Schnittvolumen zu bewältigen hat und somit eine gleichmäßige Beanspruchung entlang der Schneidkante gegeben ist.

[0014] Insbesondere bei veränderlichem Krümmungsradius kann vorgesehen sein, dass die Schneidkante die Form eines Spiralenabschnitts aufweist, der sich mit zunehmender Höhe verjüngt. Ein veränderlicher Krümmungsradius erlaubt insbesondere, den Krümmungsradius im Bereich der Bohrachse kleiner als den halben Querschnittsradius des Erdbohrers zu wählen. Die Schneidkante ist geeigneterweise so ausgebildet, dass die durch sie gebildete Kurve die Bohrachse schneidet.

[0015] Die Schneidleistung kann weiter dadurch verbessert werden, dass an der Schneidkante Schneidwerkzeuge vorgesehen sind. Bei den Schneidwerkzeugen kann es sich beispielsweise um Schneidzähne, insbesondere um Rundschaftmeißel und/oder Flachzähne handeln. Die Schneidwerkzeuge sind vorzugsweise winklig zur Schneidkante befestigt. Sie können insbesondere nach unten vorstehend an der Schneidkante angeordnet sein. Für eine besonders sichere Befestigung der Schneidwerkzeuge sind an der Schneidkante geeigneterweise Ausnehmungen in der Wendel vorgesehen, in denen die Schneidwerkzeuge gehaltert sind.

[0016] Die Abstände zwischen benachbarten Schneidwerkzeugen auf der Schneidkante sind geeigneterweise so gewählt, dass jedes Schneidwerkzeug etwa dasselbe Schnittvolumen zu bewältigen hat. Hierdurch kann eine gleichmäßige Beanspruchung der Schneidwerkzeuge erhalten werden. Insbesondere aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, dass ein Abstand benachbarter Schneidwerkzeuge mit dem Abstand der Schneidkante von der Bohrachse und/oder dem Krümmungsradius der Schneidkante variiert. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Abstand benachbarter Schneidwerkzeuge mit zunehmendem Abstand der Schneidkante von der Bohrachse und/oder mit zunehmendem Krümmungsradius zumindest abschnittsweise zunimmt.

[0017] Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Wendel im unteren Bereich und/oder im Bereich der Schneidkante in einem radial außen liegenden Bereich vom Bohrschaft beabstandet anfängt, sich der Bohrachse mit zunehmender Höhe längs der Bohrachse immer weiter radial nähert und insbesondere mit weiter zunehmender Höhe schließlich an den Bohrschaft heranreicht. Besonders bevorzugt ist es, dass die insbesondere in radialer Richtung gemessene Wendelbreite im Bereich der Schneidkante mit zunehmender Höhe entlang der Bohrachse zunimmt. Mit einer solchen Anordnung kann ein besonders guter Bohrfortschritt erreicht werden. Die Steigung, d.h. die Ganghöhe der Wendel ist geeigneterweise zumindest auf Höhe der Schneidkante konstant.

[0018] Insbesondere um die Schneidetätigkeit der Wendel auf die Schneidkante zu konzentrieren, ist weiterhin vorgesehen, dass die Wendel eine Außenkante aufweist, die, zumindest auf Höhe der Schneidkante, auf einer Zylindermantelfläche verläuft. In diesem Fall kann die Wendel von der Zylindermantelfläche ausgehen und sich mit zunehmender Höhe immer weiter verbreitern, so dass sie immer näher an die Bohrachse heranreicht.

[0019] Ein weiterer Erfindungsgedanke liegt darin, dass zumindest auf Höhe der Schneidkante ein Mantelrohr vorgesehen ist, mit dem die Wendel an ihrer Außenkante verbunden, insbesondere verschweißt ist. Das Mantelrohr kann dabei die Wendel stabilisieren, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Wendel im Bereich ihrer Schneidkante vom Bohrschaft beabstandet ist. Das Mantelrohr und/oder der Bohrschaft sind geeigneterweise koaxial zur Bohrachse angeordnet. Insbesondere für eine zusätzliche Zentrierfunktion kann die Wendel gegenüber der unteren Stirnseite des Mantelrohres nach oben versetzt sein.

[0020] Für eine besonders effiziente Stützung der Wendel bei geringem Materialaufwand kann vorgesehen sein, dass das Mantelrohr an seiner oberen Stirnseite nicht flächig sondern schraubenartig abgeschlossen ist, wobei die schraubenartige Stirnkante vorzugsweise der Wendel folgen kann.

[0021] Beispielsweise für einen besonders guten Vortrieb und/oder eine besonders gute Zentrierfunktion ist es weiterhin vorteilhaft, dass stirnseitig, insbesondere an der unteren Stirnseite, am Mantelrohr Schneidwerkzeuge vorgesehen sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um Schneidzähne, insbesondere um Rundschaftmeißel handeln.

[0022] Weiterhin ist es besonders bevorzugt, dass umfangsseitig am Mantelrohr Kaliberwerkzeuge vorgesehen sind. Bei den Kaliberwerkzeugen kann es sich insbesondere um Kaliberleisten handeln, die beispielsweise parallel zur Bohrachse verlaufen. Durch die an der Zylinderaußenfläche vorgesehenen Kaliberwerkzeuge kann einem Festsetzen von Bohrgut zwischen Mantelrohr und Bohrloch entgegengewirkt werden.

[0023] Die Schneidleistung kann weiter dadurch erhöht werden, dass zumindest im unteren Bereich des Erdbohrers zwei Wendeln mit jeweils zumindest einer Schneidkante vorgesehen sind. Geeigneterweise sind beide Schneidkanten wie beschrieben ausgebildet und insbesondere achsesymmetrisch angeordnet.

[0024] Der Materialaufwand für den Erdbohrer kann bei weiterhin guter Schneideleistung dadurch verringert werden, dass die Wendeln eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Erdbohrer im Bereich des Mantelrohres zwei Wendeln aufweist, wobei nur eine hiervon zur weiteren Förderung des Bohrgutes entlang des Bohrschaftes nach oben verläuft, während die zweite im Bereich des Mantelrohres endet. Insbesondere kann die Höhe der kürzeren zweiten Wendel etwa ein bis zwei Ganghöhen betragen. Sofern zwei Wendeln vorgesehen sind, sind deren Schneidkanten geeigneterweise auf derselben Höhe angeordnet. Sofern die zweite Wendel kürzer ausgebildet ist als die erste Wendel kann auch vorgesehen sein, die zweite Wendel längs versetzt zum Bohrschaft anzuordnen. Die zweite Wendel kann dabei insbesondere vom außen liegenden Mantelrohr getragen werden.

[0025] Zur weiteren Verbesserung der Führung des Erdbohrers im Boden ist es zweckmäßig, dass im oberen Bereich des Bohrschaftes ein Führungsrohr vorgesehen ist, welches den Bohrschaft insbesondere koaxial umgibt. Dieses Führungsrohr kann den Erdbohrer an der Bohrlochwandung radial führen, so dass bei hoher Richtungsstabilität besonders große Anpresskräfte möglich sind. Zweckmäßigerweise weisen das Führungsrohr und das Mantelrohr zumindest annähernd denselben Außendurchmesser auf, so dass beide Rohre eine Führungsfunktion erfüllen können. Für einen besonders geringen Materialaufwand ist das Führungsrohr geeigneterweise axial vom Mantelrohr beabstandet.

[0026] Um zu gewährleisten, dass der Erdbohrer besonders viel Material in seiner Wendel aufnehmen kann, kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Wendeln in das Führungsrohr hineinreicht. Die Wendel kann dabei vom Führungsrohr radial beabstandet sein und insbesondere auf Höhe des Führungsrohr nach oben hin eine radiale Verjüngung aufweisen.

[0027] Auch das Führungsrohr kann in seinem oberen Bereich eine Verjüngung aufweisen, wobei der Rohrdurchmesser nach oben hin, insbesondere konisch, abnimmt. Hierdurch kann einem Verkanten des Führungsrohres im Bohrloch beim Ziehen des Erdbohrers entgegengewirkt werden. Aufgrund der radialen Verjüngung kann das Führungsrohr eine glockenförmige Form aufweisen. An der oberen Stirnseite des Führungsrohres kann ein radiales, z.B. kreisringförmiges Deckelelement vorgesehen sein.

[0028] Zur Befestigung des Führungsrohres am Bohrschaft kann zwischen Führungsrohr und Bohrschaft zumindest ein radial zur Bohrachse verlaufender Abstandshalter vorgesehen sein, der insbesondere kreisringförmig ausgebildet sein kann. Alternativ oder zusätzlich können zwischen Führungsrohr und Bohrschaft plattenartige Abstandshalter vorgesehen sein, die sich axial und radial zur Bohrachse erstrecken, und die insbesondere rippenartig und/oder sternförmig angeordnet sind.

[0029] Zweckmäßigerweise ist in zumindest einem Abstandshalter und/oder im Führungsrohr zumindest eine Durchgangsöffnung vorgesehen, die einen Materialdurchgang, insbesondere einen Wasser- und/oder einen Luftdurchgang, beim Betrieb des Erdbohrers im Bohrloch erlaubt und somit die hierbei aufzubringenden Axial- und/oder Drehkräfte verringert.

[0030] Der erfindungsgemäße Erdbohrer kann insbesondere für Großbohrgeräte vorgesehen sein. Hierzu kann die Wendel einen Durchmesser von 0,5 m oder mehr aufweisen. Um die beim Betrieb eines Großbohrgerätes auftretenden Kräfte aufnehmen zu können, ist die Wendel mit dem Bohrschaft geeigneterweise verschweißt. Nach der Erfindung kann auch ein Erdbohrgerät mit einem Fahrgestell vorgesehen sein, an dem der erfindungsgemäße Erdbohrer drehbar und axial verschiebbar gelagert ist.

[0031] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Erdboden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein erfindungsgemäßer Erdbohrer um die Bohrachse in Drehung versetzt und in Richtung der Bohrachse, insbesondere wiederholt, in den Erdboden eingefahren wird, wobei mit der Schneidkante anstehendes Bodenmaterial abgearbeitet wird und das abgearbeitete Material bevorzugt in der Wendel gespeichert wird.

[0032] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen schematisch:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht,

Fig. 2

eine Seitenansicht,

Fig. 3

eine Längsschnittsansicht längs der Bohrachse, und

Fig. 4

eine Draufsicht von unten einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Erdbohrers.

[0033] Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Erdbohrers ist schematisch in den Figuren 1 bis 4 dargestellt.

[0034] Der dargestellte Erdbohrer weist einen zylinderrohrförmigen Bohrschaft 2 auf, in dessen oberen Bereich 11 eine als Vierkantkupplung ausgebildete Verbindungseinrichtung 6 zum Herstellen einer drehfesten Verbindung mit einem in den Figuren nicht dargestellten Drehantrieb vorgesehen ist. Mittels dieses Drehantriebes kann der Bohrschaft 2 um die mittig und koaxial zum Bohrschaft 2 angeordnete Bohrachse 1 in Rotation versetzt werden.

[0035] Der Erdbohrer weist ferner eine erste Wendel 21 auf, die sich längs des Bohrschaftes 2 erstreckt und die an der Außenwand des Bohrschaftes 2 angeschweißt ist. Um einen Winkel von 180° um die Bohrachse 1 zur ersten Wendel 21 versetzt ist am Bohrschaft 2 eine zweite Wendel 22 vorgesehen, die ebenfalls mit dem Bohrschaft 2 verschweißt ist. Die beiden Wendeln 21 und 22 sind als Schneckenwendeln ausgebildet und weisen dieselbe Steigung und jedenfalls im unteren Bereich 12 des Bohrschaftes 2 auch denselben Durchmesser auf. Verglichen mit der Wendel 21 weist die zweite Wendel 22 jedoch eine geringere Höhe auf, wobei die Höhe der zweiten Wendel 22 vorzugsweise ein bis zwei Ganghöhen betragen kann.

[0036] Im unteren Bereich 12 des Bohrschaftes 2 ist ein zylindrisches Mantelrohr 30 vorgesehen, das den Bohrschaft 2 bereichsweise koaxial umgibt, aber über den Bohrschaft 2 auch nach unten hin axial vorsteht. Dieses Mantelrohr 30 ist an der Außenkante 25 der ersten Wendel 21 mit der ersten Wendel 21 verbunden und an der Außenkante 26 der zweiten Wendel 22 mit der zweiten Wendel 22 verbunden, wobei die Verbindung vorzugsweise eine Schweißverbindung ist. Das Mantelrohr 30 wird somit mittels der Wendeln 21 und 22 am Bohrschaft 2 gehalten.

[0037] An seiner unterseitigen Stirnseite ist das Mandelrohr 2 im Wesentlichen eben abgeschlossen. An seiner oberseitigen, der Verbindungseinrichtung 6 zugewandten Stirnseite folgt das Mantelrohr 30 jedoch den Wendeln 21 und 22 nach und endet entlang deren Außenkanten 25 und 26, so dass das Mantelrohr 30 an seiner Oberseite schraubenförmig abgeschlossen ist. Die Höhe des Mantelrohrs 30 in Richtung der Bohrachse 1 beträgt dabei etwa eine Ganghöhe der Wendel 21 und/oder 22.

[0038] Wie insbesondere die Fig. 4, aber auch die Figuren 1 und 3 zeigen, beginnen die Wendeln 21, 22 im unteren Bereich 12 des Bohrschaftes 2 am Mantelrohr 30 und verbreitern sich mit zunehmender Höhe (Pfeilrichtung h in Fig. 3) in radialer Richtung zur Bohrachse 1 hin, wobei sie weiterhin an ihrer Außenkante 25 bzw. 26 mit dem Mantelrohr 30 verbunden bleiben. Hierdurch sind an den Wendeln 21, 22 Schneidkanten 23 bzw. 24 gebildet, deren radialer Abstand zur Bohrachse 1 mit zunehmender Höhe (Pfeilrichtung h in Fig. 3) abnimmt, und die konvex in die Wendel 21 bzw. 22 hineingekrümmt ausgebildet sind. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, nimmt der Krümmungsradius der Schneidkanten 23 und 24 dabei mit zunehmendem Abstand von der Bohrachse 1 ab. Die Schneidkanten 23 und 24 sind somit degressiv ausgebildet, d.h. ihr Abstand von der Bohrachse 1 nimmt mit zunehmender Höhe entlang der Bohrachse 1 ab. Die degressiven Schneidkanten 23 und 24 an den Innenkanten der Wendeln 21 bzw. 22 weisen nach innen und nach oben.

[0039] Wie insbesondere die Figuren 1, 3 und 4 zeigen, sind die gekrümmten Schneidkanten 23 und 24 entlang ihrer Ausdehnung mit einer Reihe von Schneidwerkzeugen 27 besetzt, die als Rundschaftmeißel ausgebildet sind. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind zur Aufnahme der als Rundschaftmeißel ausgebildeten Schneidwerkzeuge 27 an den Schneidkanten 23 und 24 Ausnehmungen 29 vorgesehen.

[0040] An den unteren Enden der Wendeln 21, 22, an denen diese spitzwinklig auslaufen und die Schneidkanten 23 bzw. 24 nahezu tangential in den Bereich des Mantelrohres 30 übergehen, sind überdies Flachzähne 28 vorgesehen. Diese Flachzähne 28 sind am Mantelrohr 30 angeordnet und laufen den jeweiligen Wendeln 21, 22 und den jeweiligen Schneidkanten 23, 24 voraus.

[0041] An der unteren, erdseitigen Stirnseite des Mantelrohres 30 sind weitere Schneidwerkzeuge 37 angeordnet, die ebenfalls als Rundschaftsmeißel ausgebildet sind. Wie insbesondere die Figuren 1, 2 und 4 zeigen, sind stirnseitig am Mantelrohr 30 im Bereich der Flachzähne 28 überdies keilförmige Ausnehmungen 33 im Mantelrohr 30 vorgesehen, welche den jeweiligen Flachzähnen 28 beim Betrieb des Erdbohrers in Drehrichtung vorauseilen und beispielsweise für einen besonders zuverlässigen Materialabtransport von den Flachzähnen 28 dienen können.

[0042] An seiner äußeren Zylindermantelfläche sind am Mantelrohr 30 als Kaliberleisten ausgebildete Kaliberwerkzeuge 39 vorgesehen, die sich längs der Bohrachse 1 erstrecken und einem Festsetzen von Bohrgut entgegenwirken.

[0043] Wie insbesondere die Figuren 3 und 4 zeigen, ist im unteren Bereich 12 stirnseitig am Bohrschaft 2 ein weiteres Schneidwerkzeug 61 vorgesehen, das über ein konisches Adapterelement 62 mit dem Bohrschaft 2 verbunden ist.

[0044] Wie insbesondere die Figuren 2 und 3 zeigen, ist im oberen Bereich 11 des Bohrschaftes 2 ein Führungsrohr 50 vorgesehen, das den Bohrschaft 2 koaxial umgibt. Die erste Wendel 21 reicht dabei unter Durchmesserverjüngung in das Führungsrohr 50 hinein, während die zweite Wendel 22 unterhalb des Führungsrohres 50 endet. In einem oberen Bereich weist das Führungsrohr 50 einen Verjüngungsbereich 51 auf, in dem sich das Rohr 50 nach oben hin konisch verjüngt.

[0045] Zur Befestigung des Führungsrohrs 50 am Bohrschaft 2 ist ein kreisringförmiger Abstandshalter 53 vorgesehen, der sich radial bezüglich der Bohrachse 1 vom Bohrschaft 2 zum Führungsrohr 50 hin erstreckt. Ferner sind oberhalb des Abstandshalters 53 axial verlaufende plattenförmige Rippenelemente 54 senkrecht zum Abstandshalter 53 vorgesehen, die sich ebenfalls vom Bohrschaft 2 zum Führungsrohr 50 hin erstrecken. Sowohl im Abstandshalter 53 als auch in den Rippenelementen 54 sind Durchgangsöffnungen 55 bzw. 56 vorgesehen, die ein Durchströmen von Flüssigkeit beim Betrieb des Erdbohrers erlauben.

Ansprüche

1. Erdbohrer mit

- einem Bohrschaft (2), der sich koaxial zu einer Bohrachse (1) erstreckt,

- wobei in einem unteren Bereich (12) des Bohrschaftes (2) Abarbeitungsmittel zum Abarbeiten von anstehendem Bodenmaterial vorgesehen sind und in einem oberen Bereich (11) des Bohrschaftes (2) eine Verbindungseinrichtung (6) für einen Drehantrieb vorgesehen ist,

- einer Wendel (21, 22), die längs des Bohrschaftes (2) verläuft, und

- einer Schneidkante (23, 24), die in einem unteren Bereich der Wendel (21, 22) vorgesehen ist,

- wobei die Schneidkante (23, 24) zumindest abschnittsweise degressiv ausgebildet ist, wobei ein Abstand der Schneidkante (23, 24) von der Bohrachse (1) mit zunehmender Höhe der Schneidkante (23, 24) entlang der Bohrachse (1) abnimmt, und

- wobei die Wendel (21, 22) eine Außenkante (25, 26) aufweist, die, zumindest auf Höhe der Schneidkante (23, 24), auf einer Zylindermantelfläche verläuft,
dadurch gekennzeichnet,

- dass zumindest auf Höhe der Schneidkante (23, 24) ein Mantelrohr (30) vorgesehen ist, und

- dass die Wendel (21, 22) an ihrer Außenkante (25, 26) mit dem Mantelrohr (30) verbunden ist.

2. Erdbohrer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schneidkante (23, 24) konkav gekrümmt ausgebildet ist.

3. Erdbohrer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Krümmungsradius der Schneidkante (23, 24) mit zunehmendem Abstand von der Bohrachse (1) zunimmt.

4. Erdbohrer nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Schneidkante (23, 24) Schneidwerkzeuge (27) vorgesehen sind.

5. Erdbohrer nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Abstand benachbarter Schneidwerkzeuge (27) mit dem Abstand der Schneidkante (23, 24) von der Bohrachse (1) und/oder dem Krümmungsradius der Schneidkante (23, 24) variiert.

6. Erdbohrer nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breite der Wendel (21, 22) im Bereich der Schneidkante (23, 24) mit zunehmender Höhe entlang der Bohrachse (1) zunimmt.

7. Erdbohrer nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass stirnseitig am Mantelrohr (30) Schneidwerkzeuge (37) vorgesehen sind.

8. Erdbohrer nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass umfangsseitig am Mantelrohr (30) Kaliberwerkzeuge (39) vorgesehen sind.

9. Erdbohrer nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest im unteren Bereich des Erdbohrers zwei Wendeln (21, 22) mit jeweils einer Schneidkante (23, 24) vorgesehen sind, und dass die Wendeln (21, 22) eine unterschiedliche Höhe aufweisen.

10. Erdbohrer nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im oberen Bereich (11) des Bohrschaftes (2) ein Führungsrohr (50) vorgesehen ist, welches den Bohrschaft (2) koaxial umgibt.

11. Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Erdboden,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Erdbohrer nach einem der vorstehenden Ansprüche um die Bohrachse (1) in Drehung versetzt und in Richtung der Bohrachse (1) in den Erdboden eingefahren wird, wobei mit der Schneidkante (23, 24) anstehendes Bodenmaterial abgearbeitet wird.

Claims

1. Auger comprising

- a drill shaft (2) which extends coaxially to a drilling axis (1),

- whereby in a lower area (12) of the drill shaft (2) removal means for removing in-situ soil material are provided and in an upper area (11) of the drill shaft (2) a connecting means (6) for a rotary drive is provided,

- a helix (21, 22) which runs longitudinally of the drill shaft (2), and

- a cutting edge (23, 24) which is provided in a lower area of the helix (21, 22),

- with the cutting edge (23, 24) being designed at least in sections in a degressive manner, with a distance of the cutting edge (23, 24) to the drilling axis (1) decreasing with an increasing height of the cutting edge (23, 24) along the drilling axis (1), and

- with the helix (21, 22) having an outer edge (25, 26), which runs on a cylinder barrel surface at least at the level of the cutting edge (23, 24),
characterized in that

- a casing tube (30) is provided at least at the level of the cutting edge (23, 24), and

- in that the helix (21, 22) is connected at its outer edge (25, 26) to the casing tube (30).

2. Auger according to claim 1,
characterized in that
the cutting edge (23, 24) has a concave curved design.

3. Auger according to claim 2,
characterized in that
a radius of curvature of the cutting edge (23, 24) increases with an increasing distance to the drilling axis (1).

4. Auger according to any one of the preceding claims,
characterized in that
on the cutting edge (23, 24) cutting tools (27) are provided.

5. Auger according to claim 4,
characterized in that
a distance of adjacent cutting tools (27) varies with the distance of the cutting edge (23, 24) to the drilling axis (1) and/or the radius of curvature of the cutting edge (23, 24).

6. Auger according to any one of the preceding claims,
characterized in that
the width of the helix (21, 22) in the area of the cutting edge (23, 24) increases with an increasing height along the drilling axis (1).

7. Auger according to any one of the preceding claims,
characterized in that
on the front face of the casing tube (30) cutting tools (37) are provided.

8. Auger according to any one of the preceding claims,
characterized in that
on the circumference of the casing tube (30) caliber tools (39) are provided.

9. Auger according to any one of the preceding claims,
characterized in that
at least in the lower area of the auger two helices (21, 22) having a cutting edge (23, 24) each are provided, and
in that the helices (21, 22) have a different height.

10. Auger according to any one of the preceding claims,
characterized in that
in the upper area (11) of the drill shaft (2) a guide tube (50) is provided, which surrounds the drill shaft (2) coaxially.

11. Method for making a drilling in the ground,
characterized in that
an auger according to any one of the preceding claims is set into rotation about the drilling axis (1) and is introduced into the ground in the direction of the drilling axis (1), with in-situ soil material being removed by the cutting edge (23, 24).

Revendications

1. Tarière, comprenant

- une tige de forage (2) qui s'étend de manière coaxiale par rapport à un axe de forage (1),

- dans laquelle des moyens d'enlèvement sont prévus dans une zone inférieure (12) de la tige de forage (2) pour enlever le matériau du sol présent et un dispositif de jonction (6) pour un entraînement rotatif est prévu dans une zone supérieure (11) de la tige de forage (2),

- une vis (21, 22) qui s'étend le long de la tige de forage (2), et

- un bord de coupe (23, 24) qui est prévu dans une partie inférieure de la vis (21, 22),

- dans lequel le bord de coupe (23, 24) est réalisé dégressif au moins par sections, une distance du bord de coupe (23, 24) depuis l'axe de forage (1) diminuant quand la hauteur du bord de coupe (23, 24) augmente le long de l'axe de forage (1), et

- dans lequel la vis (21, 22) comprend un bord extérieur (25, 26) qui, au moins à la hauteur du bord de coupe (23, 24), s'étend sur une surface d'enveloppe cylindrique,
caractérisée

- en ce qu'au moins à la hauteur du bord de coupe (23, 24), il est prévu un tube d'enveloppe (30), et

- en ce que la vis (21, 22) est reliée au tube d'enveloppe (30) au niveau de son bord extérieur (25, 26).

2. Tarière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord de coupe (23, 24) est réalisé avec une courbure concave.

3. Tarière selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un rayon de courbure du bord de coupe (23, 24) augmente quand la distance depuis l'axe de forage (1) augmente.

4. Tarière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des outils de coupe (27) sont prévus sur le bord de coupe (23, 24).

5. Tarière selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une distance entre outils de coupe (27) voisins varie en fonction de la distance entre le bord de coupe (23, 24) et l'axe de forage (1) et/ou avec le rayon de courbure du bord de coupe (23, 24).

6. Tarière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la largeur de la vis (21, 22) au niveau du bord de coupe (23, 24) augmente quand la hauteur augmente le long de l'axe de forage (1).

7. Tarière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des outils de coupe (37) sont prévus de manière frontale sur le tube d'enveloppe (30).

8. Tarière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des outils de calibrage (39) sont prévus de manière périphérique sur le tube d'enveloppe (30).

9. Tarière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée
en ce qu'au moins dans la zone inférieure de la tarière, deux vis (21, 22) avec chacune un bord de coupe (23, 24) sont prévues, et
en ce que les vis (21, 22) présentent des hauteurs différentes.

10. Tarière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que dans la zone supérieure (11) de la tige de forage (2) est prévu un tube de guidage (50) qui entoure coaxialement la tige de forage (2).

11. Procédé de réalisation d'un forage dans le sol, caractérisé en ce qu'une tarière selon l'une quelconque des revendications précédentes est mise en rotation autour de l'axe de forage (1) et est enfoncée dans le sol dans la direction de l'axe de forage (1), le matériau de sol présent étant enlevé avec le bord de coupe (23, 24).

Zeichnung