阅读说明：本技术 钻斗和在地面中产生钻孔的方法 (Drilling bucket and method for producing a borehole in the ground ) 是由 R.A.布劳恩 M.施魏格 F.邓克 U.韦登曼 A.施廷普夫勒-齐格勒 于 2020-04-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及钻斗和在地面中产生钻孔的方法。具体而言,本发明涉及钻斗和用于利用钻斗产生钻孔的方法,其中,钻斗以旋转的方式驱动并将其引入到地面中；其中,将地面物质移除并且容纳在钻斗的管状基体的内部空间中；并且,为了清空,将钻斗从钻孔中撤出,并在管状基体上的底部折叠打开。根据本发明,在清空期间钻斗以倒转的方式旋转；其中,容纳在钻斗中的地面物质压靠在至少一个冲击壁上,并且在此过程中,使地面物质特别地压紧并变形以便从内部空间容易地释放。(The present invention relates to a drilling bucket and a method of producing a borehole in the ground. In particular, the invention relates to a drilling bucket and a method for producing a borehole with a drilling bucket, wherein the drilling bucket is driven in a rotating manner and is introduced into the ground; wherein ground material is removed and contained in the inner space of the tubular base body of the drilling bucket; and, for emptying, the drilling bucket is withdrawn from the borehole and folded open at the bottom on the tubular base body. According to the invention, the drilling bucket is rotated in an inverted manner during emptying; wherein the ground matter contained in the drilling bucket is pressed against the at least one impact wall and, in the process, is particularly compacted and deformed for easy release from the inner space.)

钻斗和在地面中产生钻孔的方法

技术领域

根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种具有管状基体的钻斗，在管状基体的上侧上布置有到钻杆的连接装置，并且在管状基体的下侧上支撑底部为使得底部可折叠打开，其中，在底部上提供有用于移除地面物质的切割装置和至少一个贯通开口，该贯通开口设计用于使移除的地面物质进入到管状基体的内部空间中。

根据权利要求8的前序部分，本发明还涉及一种利用此类钻斗在地面中产生钻孔的方法，其中，以旋转的方式驱动钻斗并将其引入到地面中；其中，将地面物质移除并容纳在钻斗的管状基体的内部空间中；并且，为了清空钻斗，将钻斗从钻孔中撤出，并且在管状基体上的底部折叠打开。

背景技术

数十年来，此类钻斗（也称为钻孔斗）是已知的并且用于在地面中不连续地生产钻孔。在该过程中，凭借钻杆以旋转的方式将钻斗引入到地面中。凭借切割装置将地面物质移除，并经由在钻斗底部上的贯通开口输送到内部空间中，直到其达到期望的填充水平。随后，关闭贯通开口并用钻杆将钻斗从钻孔孔眼中撤出，并且运动至清空位置。在那里，清空钻斗不是经由贯通开口进行而是通过将钻斗的底部解锁并折叠打开。在松散的地面物质的情况下，因此可相对容易地清空钻斗。

在粘性地面物质（例如粘土）的情况下，并且当钻斗的填充水平相对高时，地面物质可仍卡在钻斗中，并且不会容易地在重力作用下从内部空间掉出。在这种情况下，通常的实践是，钻孔设备的驾驶员将钻斗设置为振动运动，以便将粘附的地面物质从钻斗中移出。如果通过振动无法实现或无法充分实现移出，则必须中断钻孔过程，将钻铲斗移至靠近地面，并由工作人员手动清除粘附的地面物质。

这种手动清洁是费时的，并且因此成本高昂。此外，工作人员必须进入钻孔设备的工作范围，出于工作安全的原因，这可能是成问题的。

发明内容

本发明所基于的目的在于提供一种钻斗和一种用于在地面中产生钻孔的方法，由此可实现特别可靠且安全的钻斗清空。

根据本发明，该目的是通过具有权利要求1的特征的钻斗和具有权利要求8的特征的方法实现的。本发明的优选实施方式记载在从属权利要求中。

根据本发明的钻斗的特征在于，在管状基体的内部空间中固定有至少一个冲击壁，该冲击壁基本上在内部空间的整个轴向长度上延伸，在一些区域中限制管状基体的内部空间并形成用于容纳在内部空间中的地面物质的冲击表面。

本发明的发现基于以下事实：在钻斗的内部空间中的粘性地面物质可形成结块（plug），尽管振动运动更强，该结块仍留在钻斗中，这不仅是由于其与钻斗的壁的粘附力，还由于吸力或负压作用。根据本发明的基本构思，特别干扰了内部空间的圆柱形或旋转对称形状。根据本发明的一方面，至少一个冲击壁布置在内部空间中，由此使得当钻斗倒转旋转时，位于其中的地面物质特别且反复地压靠在内部空间中的该冲击表面上。以此方式，一方面，在内部空间之内的地面物质结块的形状改变并且优选地减小，使得沿结块形成自由空间，由此抵消在地面物质结块的上侧和钻斗之间产生的负压。另一方面，在钻斗倒转旋转期间，根据本发明的冲击壁在地面物质上产生在钻斗的圆周方向上的额外的力，通过地面物质在圆周方向上的运动，这有助于克服地面材料在钻斗中的侧向粘附力。

通过根据本发明的钻斗，因此可显著地有利于在钻斗中使地面物质（特别是粘性地面物质）释放，从而在实践中可避免或者至少在很大程度上减少由工作人员手动清空钻斗。这不仅增加了工作安全性，而且还保证了可靠和有效率地实施利用钻斗的钻孔方法。

本发明的优选实施方式在于以下事实，即至少一个冲击壁具有导入辐和/或导出辐。尽管在钻斗中提供有冲击壁，这仍保证了钻孔过程中以最小的可能摩擦将移除的地面物质引入到管状基体的内部空间中。

基本上，在管状基体的内部侧上可提供多个冲击壁。钻斗的特别有利的实施例可实现为，在内部空间中提供有彼此相对设置的两个冲击壁。由于倒转旋转，这在钻斗的振动期间带来了互相增强的冲击力。

此外，本发明的优选实施例可实现为，管状基体是圆柱形或圆锥形设计。圆柱形状可特别经济地制造。基体的圆锥形状，其中基体朝向其上侧渐缩，有助于粘附的地面物质释放，特别是在内部空间中的地面物质结块的释放。

基本上，冲击壁可平行于钻斗的纵向轴线或钻孔轴线延伸。根据本发明的进一步发展，由于至少一个冲击壁设计为相对于管状基体的纵轴倾斜，这使地面物质释放的效果得到进一步改善。特别地，倾斜设计为使得冲击壁到纵向轴线的距离在向上的方向上减小。

基本上，至少一个冲击壁可形成在管状基体上或者可与其一体地设计。根据本发明的进一步发展，特别有利的是，通过至少一个冲击壁将后部空间从内部空间分隔开，在该后部空间中布置有线或连杆。线可为在后部空间中沿钻斗延伸的管线或通风道。此外，在后部空间中，还可提供锁定机构，特别是用于解锁底部板的连杆，在这种情况下，该连杆优选地从钻斗的下侧延伸直到上侧并且超出。优选地，冲击壁是***（优选地焊接）到基体中的板状元件。

当对粘性地面物质进行钻孔时，基本上不需要用于关闭在钻斗底部上的至少一个贯通开口的关闭板，因为当钻斗从钻孔中撤出时，粘性地面物质很大程度上由于其自身而留在内部空间中。如果也要将穿过包含松散的地面物质（例如沙子或砾石）的地层，根据本发明的实施例变型，优选的是，底部具有能够转动的关闭板，通过该关闭板至少一个贯通开口可关闭。关闭板以可旋转的方式支撑为使得其在钻孔的旋转方向上运动到打开位置中，而在相反的旋转方向上关闭板相对于底部旋转从而使得关闭板由此运动到关闭位置中，关闭板在该位置中关闭至少一个贯通开口。

关于方法，本发明的特征在于，在清空期间钻斗以倒转的方式旋转，其中，容纳在钻斗中的地面物质压靠在至少一个冲击壁上，并且在此过程中，使地面物质特别地压紧并变形以便容易地从内部空间释放。

特别是，该方法可通过固定在常规土壤钻孔设备上的之前描述的钻斗实施。钻杆可为简单的钻杆或伸缩钻杆，即所称的凯式（Kelly）钻杆。

钻斗的倒转旋转可仅在底部已经折叠打开之后发生，或者甚至早在当在管状基体上底部仍处于其折叠关闭位置时发生，由此压紧的地面物质形成可容易地释放的结块。

根据本发明的进一步发展，优选的方法变型在于以下事实，即所产生的钻孔优选地填充以可硬化材料，其中产生桩状地基元件。特别是，可用混凝土材料产生地基桩。

附图说明

在下文中通过在所附附图中示意性示出的优选实施例进一步描述了本发明，其中示出了：

图1是根据本发明的钻斗的透视图；

图2是图1的钻斗的局部截面侧视图；

图3是图1和图2的钻斗的侧视图；以及

图4是根据图3的A-A截面的横截面图。

具体实施方式

依据本发明并且根据图1的钻斗10具有圆柱形管状基体20，在其上侧固定有用于钻杆的连接装置12。在其朝向地面的下侧上，管状基体20具有板状底部30，在底部30上布置有用于移除地面物质的切割装置40。切割装置40包括中央突出的领眼钻头42，多个切割齿44从领眼钻头42螺旋地延伸直至在底部30中的贯通开口32。贯通开口32设计用于使移除的地面物质经过到管状基体20的内部空间11中。

为了清空内部空间11，底部30可凭借锁定装置60从在图1中所示的锁定位置打开。锁定装置60包括在管状基体20的上侧上在连接装置12的区域中的致动销64。

如在图2中更详细地示出的，位于在管状基体20的内部中的连杆62由弹簧支撑的致动销64致动，由此下闩锁部段66释放板状底部30。板状底部30可经由侧向枢转接头36在向下的方向上枢转打开，该枢转接头36指向为横向于钻斗10的纵向轴线或钻孔轴线。在该枢转打开位置，在内部空间11内的地面物质可在清空位置清空。为了关闭底部30，只需简单地将钻斗10向下压靠在地面上，由此底部30枢转回到并再次锁定在大致水平位置中的闩锁部段66中。

连杆62布置在管状基体20的后部空间14中，在这种情况下，后部空间14凭借冲击壁50从提供用于容纳地面物质的内部空间11分开，如在图3和4中更详细地示出的。

在所示的根据本发明的钻斗10中，总共两个冲击壁50布置在内部空间11中，其基本上彼此相对地设置，并且沿着整个内部空间11从底部30延伸到在管状基体20的上侧上的盖板22。在盖板22中提供有用于压力补偿的开口24。冲击壁50使管状基体20的内部空间11变窄，其中提供有用于使移除的地面物质较容易地进入内部空间11并在内部空间11中分布的导入辐52。这些导入辐52接着冲击壁50的平面板状部段并且，至少在冲击壁50的一侧上形成到管状基体20的内部壁的过渡。

冲击壁50布置为使得相对于钻斗10的纵向轴线倾斜，在这种情况下，冲击壁50到纵向轴线的距离在向上的方向上渐缩。以这种方式，内部空间11设计为使得其在向上的方向上圆锥地渐缩，这有助于将在内部空间11之内的地面物质向下清空。

后部空间14在各个情况下由冲击壁50从内部空间11分隔开，并且形成在冲击壁50和管状基体20的内部壁之间，其用作容纳锁定装置60的连杆62或此处未示出的其他线和部件。