專(zhuān)利名稱(chēng)：用于地鉆裝置的夾緊頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于地鉆裝置的夾緊頭，包括一個(gè)空心軸，其中在所述空心軸上 相對(duì)于它可移動(dòng)地同軸地設(shè)置一個(gè)套筒，所述套筒具有至少一個(gè)特別是向下擴(kuò)大的、特別 是成圓錐形擴(kuò)大的端部區(qū)域，并且其中在空心軸中和/或在套筒上支承至少兩個(gè)相對(duì)于空 心軸徑向可移動(dòng)的夾爪，所述夾爪在其徑向外端上具有與擴(kuò)大的端部區(qū)域共同作用的傾斜 面(AnlaufflSchen )，從而通過(guò)端部區(qū)域的移動(dòng)經(jīng)由各夾爪可徑向向內(nèi)擠壓所述夾爪 并且構(gòu)成第一夾緊機(jī)構(gòu)，用于襯管的從下面可插入/插入套筒中的上面的端部區(qū)域，特別 是從而通過(guò)在各夾爪與襯管之間的共同作用在空心軸與襯管之間能傳遞轉(zhuǎn)矩，并且其中在 空心軸中設(shè)置第二夾緊機(jī)構(gòu)，借助于所述第二夾緊機(jī)構(gòu)，插入/可插入的襯管在其上面的 端部區(qū)域能夠沿軸向方向固定，特別是沿軸向方向相反于重力相對(duì)于夾緊頭位置固定地保 持襯管。
背景技術(shù)：
這樣的夾緊頭在地鉆孔中的使用由同一申請(qǐng)人在德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)DE 102008012729. 9中已公開(kāi)。在那里描述的夾緊頭，描述了其與一個(gè)鉆桿的共同作用，也基本 上適用于代替一鉆桿安裝如在這里開(kāi)頭所述的襯管。
其中在第一可能的實(shí)施形式中可以設(shè)定，如同第一夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)移動(dòng)在空心軸 上可移動(dòng)的套筒可操縱第二夾緊機(jī)構(gòu)。這例如具有的優(yōu)點(diǎn)是，為了移動(dòng)套筒，只須存在一個(gè) 驅(qū)動(dòng)裝置。
在另一可選擇的實(shí)施形式中，也可以設(shè)定，為了操縱第一夾緊機(jī)構(gòu)，借助于一第一 驅(qū)動(dòng)裝置、特別是液壓驅(qū)動(dòng)裝置相對(duì)于空心軸可移動(dòng)套筒，并且利用獨(dú)立于第一驅(qū)動(dòng)裝置 的第二驅(qū)動(dòng)裝置可操縱第二夾緊機(jī)構(gòu)，特別是其中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置以一個(gè)側(cè)面固定在一個(gè)共 同的支承元件上。這樣可以彼此獨(dú)立地操作兩個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)，例如在時(shí)間上依次地或也可同 時(shí)例如通過(guò)在一個(gè)控制各驅(qū)動(dòng)裝置的在上一級(jí)的控制裝置中的同步來(lái)操作。在此驅(qū)動(dòng)裝置 在兩實(shí)施形式中可以例如包括各至少一個(gè)優(yōu)選多個(gè)均勻在空心軸中分布的缸-活塞裝置。
襯管在現(xiàn)有技術(shù)中與實(shí)施的地鉆孔相結(jié)合使用，以便在鉆孔以后和在升起鉆桿以 后穩(wěn)定地鉆孔的壁。為此據(jù)此設(shè)定，將所述的襯管插入實(shí)施的鉆孔中。襯管本身是空心的， 從而仍保持鉆孔的空的內(nèi)徑不變，但通過(guò)襯管壁達(dá)到鉆孔沿其長(zhǎng)度的穩(wěn)定。
對(duì)此在現(xiàn)有技術(shù)中已知的問(wèn)題是，鉆孔不總是具有精確的直的走向(Verlauf)，從 而有時(shí)難以將襯管在鉆桿升起以后插入到在土地中制出的鉆孔中。發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供一種開(kāi)頭所述型式的夾緊頭，它提供以下的可能性， 即可將一個(gè)襯管事后地插入在土地中制成的鉆孔中并且在此特別地能夠?qū)⒁r管不僅插入 而且特別旋入到鉆孔中。在此，為了實(shí)現(xiàn)將襯管更容易地插入鉆孔中，要附加地使用流體沖 洗、特別是水沖洗，其中要達(dá)到?jīng)_洗流體的沖洗力在土地中的對(duì)中。
該目的按照本發(fā)明這樣地達(dá)到，S卩在空心軸中同軸地且與該空心軸抗旋轉(zhuǎn)地設(shè) 置一沖洗管，用以供給沖洗液體，所述沖洗管的下部區(qū)域由一個(gè)用流體、特別是液體可充脹 的環(huán)形的氣球包圍。
在按照本發(fā)明的夾緊頭的結(jié)構(gòu)中，基本的核心構(gòu)想是一方面通過(guò)開(kāi)頭所述兩夾 緊機(jī)構(gòu)和在這里特別是通過(guò)可移動(dòng)的各夾爪，通過(guò)其徑向移動(dòng)可以牢固夾緊一個(gè)插入夾緊 頭中的襯管，以便經(jīng)由夾緊頭的轉(zhuǎn)動(dòng)也使在土地中的襯管轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)通過(guò)開(kāi)頭所述第二夾 緊機(jī)構(gòu)確保，在夾緊頭中固定地保持襯管的特別是上部區(qū)域特別是相反于作用的重力固 定，以便由此防止沿襯管的軸向方向從夾緊頭滑出。
由此存在這樣的可能性，就如在開(kāi)頭所述文件DE 1020080127^.9中描述的，利 用夾緊頭以如利用在上述文件中描述的鉆桿相同的方式旋轉(zhuǎn)地將一襯管插入土地中，其中 現(xiàn)在在該按照本發(fā)明的實(shí)施形式中，通過(guò)在一插入的或可插入的襯管內(nèi)部同軸地設(shè)置沖洗 管而存在以下的可能性，即通過(guò)沖洗管將沖洗液體泵入到襯管中，其中液體通過(guò)襯管一直 到達(dá)其下端并且在一在襯管外壁與鉆孔內(nèi)壁之間的區(qū)域內(nèi)有助于鉆孔壁的松動(dòng)，有助于一 種潤(rùn)滑效果并且因此有助于將襯管更容易地插入鉆孔中。
為了達(dá)到在各夾爪與襯管之間的良好的有效鎖閉，第一夾緊機(jī)構(gòu)的各夾爪可以例 如具有一與襯管共同作用的表面的表面構(gòu)型。例如該表面可以具有結(jié)構(gòu)紋理和/或優(yōu)選具 有涂層，其用作為摩擦片。這樣的涂層可以例如具有改進(jìn)有效鎖閉的粒子、例如砂子、金剛 石等。這樣可以將力經(jīng)由一大的面積傳入襯管中，由此沒(méi)有局部的損壞。
對(duì)此可以通過(guò)可充脹的氣球，其成環(huán)形圍繞襯管設(shè)置在一個(gè)在沖洗管與襯管的內(nèi) 壁之間的區(qū)域內(nèi)，按照本發(fā)明，在沖洗管與襯管之間這到密封，從而防止以高壓泵入的沖洗 液體向上通過(guò)夾緊頭泄漏。
為了確保這一點(diǎn)，在一優(yōu)選的實(shí)施形式中可以設(shè)定，通過(guò)氣球的充脹可相對(duì)于沖 洗液體密封一個(gè)環(huán)形的區(qū)域，該環(huán)形的區(qū)域在沖洗管與一插入的同軸包圍沖洗管的襯管之 間構(gòu)成。這樣通過(guò)充脹優(yōu)選達(dá)到，使氣球在體積上增大、總是繼續(xù)充脹并由此緊貼在襯管壁 的內(nèi)部區(qū)域上和緊貼在沖洗管壁的外部區(qū)域上，并由此壓力密封地封閉該環(huán)形的區(qū)域。在 這種情況下，可以特別通過(guò)在充脹氣球時(shí)選擇的壓力達(dá)到相對(duì)于不同高的沖洗壓力的密封 性。作為泵入氣球中的流體可以使用例如水，但優(yōu)選使用液壓流體、特別是油。
為了能夠充脹，在此在優(yōu)選的實(shí)施形式中可以設(shè)定，由柔性的、特別是彈性的材料 構(gòu)成所述環(huán)形的氣球。由此首先通過(guò)柔性確保，氣球通過(guò)充脹自動(dòng)地與在沖洗管與襯管之 間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的輪廓相匹配。
此外，通過(guò)氣球的優(yōu)選的彈性也確保，泵入氣球中的用于充脹的流體自動(dòng)地也重 新從氣球中泄漏，由此充脹的彈性材料試圖重新收縮并從而將泵入的流體從氣球中擠回。
但必要時(shí)同樣可以設(shè)定，不僅為了充脹將流體泵入氣球中，而且為了排出壓力也 從氣球中抽出流體。不僅為了充脹而且為了必要時(shí)抽出所設(shè)置的流體可以使用單獨(dú)的泵， 或也可使用在具有這樣的按照本發(fā)明的夾緊頭的地鉆裝置中本來(lái)所使用的泵。
在另一優(yōu)選的構(gòu)成中可以設(shè)定，氣球固定在沖洗管上，借此防止，氣球特別在它未 被充脹的狀態(tài)下沿軸向方向相對(duì)于沖洗管移動(dòng)。通過(guò)固定因此總是得到相對(duì)于沖洗管和相 對(duì)于插入的襯管的最好的位置。特別是可以將固定選擇成使氣球設(shè)置在沖洗管的下端的上 面并同時(shí)相對(duì)于一插入夾緊頭的襯管設(shè)置在其上端的下面。5
在按照本發(fā)明的實(shí)施形式中還可以設(shè)定，氣球具有流體供給管道，其由一在沖洗 管上固定的回轉(zhuǎn)接頭可供應(yīng)流體。例如這樣的回轉(zhuǎn)接頭可以具有一個(gè)引導(dǎo)流體的內(nèi)部的環(huán) 形部分，其抗旋轉(zhuǎn)地連接沖洗管和連接于流體供給管道并且具有一相對(duì)于內(nèi)部的環(huán)形部分 可旋轉(zhuǎn)的引導(dǎo)流體的外部面的環(huán)形部分，所述外部的環(huán)形部分相對(duì)于一包圍的機(jī)械結(jié)構(gòu)是 抗旋轉(zhuǎn)的并且借助于流體即使在各環(huán)形部分相互旋轉(zhuǎn)時(shí)也可向內(nèi)部的環(huán)形部分供給。
由此確保，在夾緊頭的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，為了達(dá)到鉆孔地將襯管插入土地中，不發(fā)生流體供 給管道圍繞沖洗管或相對(duì)于夾緊頭的扭轉(zhuǎn)，因?yàn)榱黧w供給管道在氣球與回轉(zhuǎn)接頭的一部分 之間延伸，其與沖洗管是抗旋轉(zhuǎn)的，從而在夾緊頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)流體供給管道同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過(guò)在回轉(zhuǎn)接頭上的可旋轉(zhuǎn)的外部的環(huán)形部分可以由一包圍的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)流 體向回轉(zhuǎn)接頭并接著向氣球的供給，所述外部的環(huán)形部分相對(duì)于包圍的機(jī)械結(jié)構(gòu)是抗旋轉(zhuǎn) 的，其中在這里也由于在外部的與內(nèi)部的環(huán)形部分之間的旋轉(zhuǎn)的脫接來(lái)確保，向回轉(zhuǎn)接頭 及其外部的環(huán)的供給在夾緊頭相對(duì)于包圍的機(jī)械結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)不經(jīng)受任何扭轉(zhuǎn)。
回轉(zhuǎn)接頭的優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)成可以設(shè)定，它包括三個(gè)流體通道，因此特別在技術(shù) 上在一個(gè)構(gòu)件中實(shí)現(xiàn)三個(gè)回轉(zhuǎn)接頭。據(jù)此存在以下的可能性，即借助于該回轉(zhuǎn)接頭獨(dú)立地 從外面、亦即從一包圍的機(jī)械結(jié)構(gòu)向轉(zhuǎn)動(dòng)著的夾緊頭供給三種不同的工作流體。在這種情 況下例如可以設(shè)定，一個(gè)流體通道承擔(dān)向氣球供給流體和/或從氣球排出流體，其中兩個(gè) 其他的流體通道用于向分別至少一個(gè)缸-活塞裝置供給流體，以便套筒在空心軸上向相反 的方向軸向移動(dòng)。
例如可以通過(guò)相對(duì)于空心軸移動(dòng)可運(yùn)動(dòng)的套筒實(shí)現(xiàn)夾緊頭的夾緊機(jī)構(gòu)的操縱，其 中為了操縱該套筒以便沿軸向方向移動(dòng)，對(duì)于兩個(gè)可能的方向的每一方向的移動(dòng)設(shè)置至少 一個(gè)缸-活塞裝置，這樣據(jù)此可以使用至少一個(gè)缸-活塞裝置，以便使套筒相對(duì)于空心軸向 下移動(dòng)，而至少另一個(gè)缸-活塞裝置使套筒相對(duì)于空心軸向上移動(dòng)，這些缸-活塞裝置的每 一個(gè)可以從開(kāi)頭所述回轉(zhuǎn)接頭的通道之一中取得其工作流體。由此存在以下的可能性，即 利用只一唯一的回轉(zhuǎn)接頭向按照本發(fā)明的夾緊頭供給全部所需的工作流體。


附圖中詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
圖1在這里以一個(gè)概覽的剖視圖示出按照本發(fā)明的夾緊頭，其包括一個(gè)空心軸3， 在其上同軸地設(shè)置一個(gè)套筒1，該套筒也稱(chēng)為夾緊頭罩并且其下部漏斗形/截錐狀向下擴(kuò) 大。可移動(dòng)的套筒的漏斗形擴(kuò)大的下部的內(nèi)壁區(qū)域同時(shí)構(gòu)成操縱面，用于各夾爪2的徑向 外端或傾斜面，因此通過(guò)套筒的軸向下移動(dòng)使各夾爪2自動(dòng)地徑向向內(nèi)移動(dòng)。此時(shí)這些夾 爪2可以可移動(dòng)地支承在套筒1上和/或空心軸3上。
在這里在圖1的視圖中可看出一個(gè)插入按照本發(fā)明的夾緊頭中的襯管9，其中各 夾爪2通過(guò)外面的套筒1的向下移動(dòng)沿徑向方向從外面緊貼襯管9的外表面上并構(gòu)成摩擦 鎖合和/或力鎖合，借此存在以下的可能性，即通過(guò)整個(gè)的按照本發(fā)明的夾緊頭的轉(zhuǎn)動(dòng)將 轉(zhuǎn)矩傳遞給襯管9并將其轉(zhuǎn)動(dòng)地插入到一個(gè)鉆孔中。
圖1還示出第二夾緊機(jī)構(gòu)，其通過(guò)多個(gè)繞襯管9設(shè)置的夾緊元件4構(gòu)成，其中每一夾緊元件4包括徑向外面的導(dǎo)向面如，其與在空心軸3的內(nèi)部的導(dǎo)向面3a共同作用，從而 通過(guò)夾緊元件4沿軸向方向、特別是向下的移動(dòng)，可引起該夾緊元件的徑向移動(dòng)，特別是向 內(nèi)移動(dòng)。
如開(kāi)頭所述，在此設(shè)定，當(dāng)借助于外面的在空心軸3上設(shè)置的套筒1實(shí)施軸向移 動(dòng)、特別在通常的工作位置向下移動(dòng)時(shí)，第二夾緊機(jī)構(gòu)的各個(gè)夾緊元件4移動(dòng)。為此在外部 的套筒1和內(nèi)部的各夾緊元件4之間設(shè)置機(jī)械的作用連接，其例如延伸通過(guò)空心軸3的壁。
這樣可以達(dá)到，通過(guò)套筒1在空心軸3上外面的移動(dòng)使在空心軸3中設(shè)置的各夾 緊元件4沿相同的運(yùn)動(dòng)方向至少部分地被帶動(dòng)。
在此通過(guò)相應(yīng)地布置空心軸3和各夾緊元件4的相應(yīng)的導(dǎo)向面3a3a導(dǎo)致，在沿 軸向方向共同移動(dòng)時(shí)也自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)各夾緊元件4的沿徑向方向的移動(dòng)，特別使可以將它們 形鎖合地圍繞一由空心軸包圍的襯管9設(shè)置。
將各夾緊元件4的軸向移動(dòng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)上轉(zhuǎn)變成同時(shí)進(jìn)行的徑向移動(dòng)在這里可以 例如這樣地實(shí)現(xiàn)，即在夾緊元件4和空心軸3上的相互共同作用的各導(dǎo)向面3a3a相對(duì)于 空心軸3的中軸線具有一斜度，特別是在觀察橫截面的情況下相對(duì)于中軸線具有銳角。
在此，可以通過(guò)在各夾緊元件4上設(shè)置的在其徑向內(nèi)部設(shè)置的接觸面4b達(dá)到在各 夾緊元件4與襯管9之間的形鎖合，各接觸面關(guān)于其造型特別在上部的區(qū)域內(nèi)與襯管9相 匹配，亦即例如與襯管9的直徑相匹配，從而這些接觸面4b具有例如至少一個(gè)圓柱部分形 的表面區(qū)域和/或也可以與一個(gè)設(shè)置在襯管上的肩部9a相匹配，或一臺(tái)階9a在襯管的直 徑上發(fā)生改變、特別沿從上向下的方向縮小。
這樣的縮小在所述肩部或臺(tái)階9a上可以例如通過(guò)一相對(duì)于襯管的軸線垂直的臺(tái) 階來(lái)實(shí)現(xiàn)或也可以通過(guò)一錐形的臺(tái)階或可能其他的造型來(lái)實(shí)現(xiàn)。各夾緊元件4的接觸面4b 據(jù)此也具有表面區(qū)域，它們與這樣的肩部或臺(tái)階9a相匹配，從而通過(guò)在各夾緊元件4與襯 管9之間的形鎖合由于各夾緊元件4在這樣的肩部或臺(tái)階9a上的接觸可以將軸向的提升 力或保持力施加到襯管上，只要接觸面4b緊貼在肩部/臺(tái)階9a上，而沒(méi)有各夾緊元件4沿 軸向方向相對(duì)于襯管滑落。
為了得到相應(yīng)的導(dǎo)向面3a作為在相應(yīng)的夾緊元件4上的那一導(dǎo)向面如的配合 面，在這里所示的實(shí)施形式中可以設(shè)定，這樣的導(dǎo)向面在空心軸3的內(nèi)部通過(guò)一徑向向內(nèi) 突出的環(huán)形區(qū)域北構(gòu)成，其內(nèi)部的空隙構(gòu)成截錐形的圓周表面(Mantelfmche)，其同 軸地繞空心軸的中軸線M設(shè)置，特別是該截錐形的圓周表面在夾緊頭的通常的工作位置向 下縮小地構(gòu)成。特別通過(guò)向下縮小在這里達(dá)到，在各夾緊元件4在夾緊頭內(nèi)向下移動(dòng)時(shí)實(shí) 現(xiàn)這些夾緊元件4的徑向向內(nèi)移動(dòng)，只要在夾緊元件4上的導(dǎo)向面如沿著環(huán)形區(qū)域: 的 截錐形圓周表面滑動(dòng)。
截錐形圓周表面在內(nèi)部的環(huán)形區(qū)域上的構(gòu)造在空心軸內(nèi)部具有制造技術(shù)上的優(yōu) 點(diǎn)，因?yàn)榭梢砸院?jiǎn)單的方式通過(guò)軸的內(nèi)部的鏜孔得到這樣的截錐形圓周表面。例如為此空 心軸3可以由實(shí)心材料制造。
各夾緊元件4的徑向外面的導(dǎo)向面如還可以構(gòu)成為與截錐形圓周表面相適應(yīng)的 外面的圓錐圓周表面區(qū)域。在此當(dāng)不僅各夾緊元件4上的導(dǎo)向面如而且突出的環(huán)形區(qū)域 上的導(dǎo)向面構(gòu)成截錐形的或一部分由截錐形圓周表面構(gòu)成時(shí)，得出其只產(chǎn)生一個(gè)確定的位 置，在該位置中，夾緊元件4的相應(yīng)的導(dǎo)向面如和環(huán)形區(qū)域北相互形鎖合地接觸，因?yàn)樵谠摯_定的位置之外，各個(gè)圓錐面的相應(yīng)的直徑相對(duì)于空心軸3的中軸線M并不相互匹配。
因此在優(yōu)選的實(shí)施形式中設(shè)定，夾緊元件4和環(huán)形區(qū)域北的相應(yīng)的導(dǎo)向面3a3a 相互匹配，使得在這些相適應(yīng)的導(dǎo)向面之間的形鎖合隨著在各夾緊元件4與襯管9之間的 漸增的形鎖合而提高，亦即在通過(guò)套筒3向下并從而同時(shí)向內(nèi)移動(dòng)各夾緊元件4時(shí)尤其如 此。
這樣第二夾緊機(jī)構(gòu)可以構(gòu)成使得當(dāng)在各夾緊元件4和襯管9之間存在最好的形鎖 合時(shí)的時(shí)刻，在相適應(yīng)的各導(dǎo)向面3a、34之間也產(chǎn)生最好的形鎖合。按這種方式和方法在 各表面之間的相應(yīng)的力最優(yōu)地傳遞，同時(shí)避免高的局部壓力。這樣的實(shí)施形式還具有優(yōu)點(diǎn)， 即當(dāng)在夾緊元件4和襯管9之間或在相應(yīng)的各導(dǎo)向面之間仍未存在形鎖合時(shí)的情況下，這 些導(dǎo)向面不沿其全部表面區(qū)域而只逐點(diǎn)地或成線形地相互貼緊，從而在各夾緊元件的位置 上減小各導(dǎo)向面之間的摩擦。
也可以在第一夾緊機(jī)構(gòu)的各夾爪2的導(dǎo)向面和外面的套筒1的圓錐形擴(kuò)大的端部 區(qū)域之間提供相同的實(shí)施形式。上述關(guān)于在第二夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊元件與環(huán)形區(qū)域的截錐形 圓周表面之間的導(dǎo)向面的結(jié)構(gòu)的全部實(shí)施形式類(lèi)似地適用于第一夾緊機(jī)構(gòu)的各夾爪2和 套筒1的截錐形擴(kuò)大的端部區(qū)域。
在該實(shí)施形式中還設(shè)定，夾緊元件4可在一平行于空心軸軸線M設(shè)置的銷(xiāo)6上沿 軸向方向移動(dòng)，該銷(xiāo)穿過(guò)一夾緊元件4或在其設(shè)置的徑向外指的突出部。其優(yōu)點(diǎn)是，在使用 多個(gè)單獨(dú)的夾緊元件4時(shí)它們分別具有一個(gè)導(dǎo)軌并且只能沿該導(dǎo)軌可在軸向方向上在空 心軸3內(nèi)部移動(dòng)。
這樣避免各夾緊元件4相對(duì)于襯管9的傾斜。為了除沿軸向方向的導(dǎo)向移動(dòng)外也 同時(shí)實(shí)現(xiàn)在軸向移動(dòng)時(shí)能夠徑向移動(dòng)、特別是向內(nèi)移動(dòng)，優(yōu)選設(shè)定這樣的銷(xiāo)6插入夾緊元 件4或其所述突出部的空隙中，該空隙沿徑向方向延伸，亦即例如以沿徑向方向的長(zhǎng)孔的 型式構(gòu)成。這樣在夾緊元件4沿軸向方向移動(dòng)時(shí)，該夾緊元件在軸向方向上相對(duì)于銷(xiāo)6沿 著銷(xiāo)引導(dǎo)，但它也同時(shí)垂直于銷(xiāo)6的長(zhǎng)度沿徑向方向移動(dòng)。
如開(kāi)頭提到的，按照本發(fā)明設(shè)定，通過(guò)外面的套筒1的移動(dòng)來(lái)操縱各夾緊元件4。 為此從空心軸3的內(nèi)部到外面的套筒1可以設(shè)置作用連接。在所示的實(shí)施形式中，對(duì)此各 夾緊元件4借助于在空心軸3的內(nèi)部設(shè)置的操縱元件5沿軸向方向是可移動(dòng)的，特別是沿 相對(duì)于襯管增大的形鎖合的方向移動(dòng)，其中操縱元件5與外面在空心軸上設(shè)置的套筒1通 過(guò)至少一個(gè)徑向板條相連接，該板條通過(guò)空隙3c伸進(jìn)空心軸3中。
對(duì)此優(yōu)選設(shè)定，這樣的空隙3c具有一沿空心軸3的軸向方向的縱向長(zhǎng)度，借此在 套筒1沿軸向方向移動(dòng)時(shí)，沿徑向方向穿過(guò)這樣的空隙3c延伸的板條沿該軸向方向在空隙 3c內(nèi)同樣是可移動(dòng)的。這樣，套筒1在外面在空心軸3上的移動(dòng)可以傳遞到空心軸3的內(nèi) 部，使得通過(guò)板條連接的操縱元件5與套筒1一起移動(dòng)。然后可以將操縱元件5的移動(dòng)按 不同的方式傳遞到各夾緊元件4上，例如通過(guò)以下方式傳遞到各夾緊元件上，即使操縱元 件5直接和緊接地作用到夾緊元件4上或一操縱元件5間接地經(jīng)由中間支承的元件作用到 夾緊元件4上。
對(duì)此在特別優(yōu)選的實(shí)施形式中，與作用的方式無(wú)關(guān)可以設(shè)定，操縱元件5構(gòu)成環(huán) 形的，其中設(shè)有它的內(nèi)部的空隙，以便包圍襯管，并且其中全部夾緊元件4經(jīng)由操縱元件5 的環(huán)是可同時(shí)移動(dòng)的。
此外也可以設(shè)定，開(kāi)頭所述各銷(xiāo)6固定在操縱元件5上，各夾緊元件4沿著它們移 動(dòng)。例如可以借助于螺紋連接實(shí)現(xiàn)固定，其中同樣還可以設(shè)定，各銷(xiāo)6插入導(dǎo)向孔中，它們 設(shè)置在環(huán)形區(qū)域北上，其構(gòu)成在空心軸中用以構(gòu)成截錐形導(dǎo)向面區(qū)域。各銷(xiāo)6在此以一個(gè) 到中軸線M的間距圍繞它設(shè)置，特別是如同在其上可移動(dòng)固定的各夾緊元件4 一樣以均勻 的角度分布地設(shè)置。
在另一優(yōu)選的實(shí)施形式中，一個(gè)設(shè)置在空心軸3中的夾緊元件4、特別每一夾緊元 件可以沿增大的形鎖合的方向并因此特別沿向下的方向關(guān)于通常的工作位置克服一恢復(fù) 力是可移動(dòng)的?？梢岳缤ㄟ^(guò)一壓簧7施加這樣的恢復(fù)力，特別是這樣的壓簧，該壓簧在一 側(cè)、特別是在下側(cè)支承在夾緊元件4上并且以其另一側(cè)、特別是上側(cè)支承在開(kāi)頭所述的環(huán) 形的區(qū)域上。同時(shí)這樣的壓簧7可以包圍同樣開(kāi)頭所述的銷(xiāo)6。
各夾緊元件4沿漸增的形鎖合的方向克服恢復(fù)力的移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是，夾緊元件4通 過(guò)該恢復(fù)力沿軸向方向可以返回到在襯管上實(shí)現(xiàn)的肩部或臺(tái)階。這樣因此導(dǎo)致，當(dāng)襯管卸 去一夾緊元件4的加載的時(shí)刻通過(guò)恢復(fù)力從各導(dǎo)向面之間的形鎖合中壓出該夾緊元件4， 亦即例如關(guān)于通常的工作位置將其向上推壓。借此從各夾緊元件4中脫開(kāi)襯管。當(dāng)襯管9 插入土地中并且?jiàn)A緊頭相對(duì)于襯管9遠(yuǎn)離襯管9的肩部9a向下沿襯管9的軸向方向移動(dòng) 時(shí)，可以例如達(dá)到在襯管9和夾緊元件4之間的這樣的卸載。
在這里所示的實(shí)施形式(它也可以取消)中設(shè)定，借助于至少一個(gè)壓簧8實(shí)施操 縱元件5間接地作用到相應(yīng)的夾緊元件4上，該壓簧8設(shè)置在操縱元件5和每一夾緊元件4 之間。借此達(dá)到，力不直接作用在操縱元件與夾緊元件之間，而分別通過(guò)壓簧8施加力。這 還具有的優(yōu)點(diǎn)是，在一定的設(shè)定的軸向移動(dòng)行程范圍內(nèi)基本上總是將同一力施加到夾緊元 件4上，該力通過(guò)壓簧8的彈簧常數(shù)根據(jù)彈簧位移而產(chǎn)生。
在一個(gè)在這里未示出的實(shí)施形式中可以設(shè)定，這樣的壓簧8直接設(shè)置在操縱元件 5與夾緊元件4之間，或在一個(gè)特別優(yōu)選的在這里所示的實(shí)施形式中，這樣的壓簧8設(shè)置在 操縱元件5和中間支承的元件fe、例如中間環(huán)fe之間，該中間環(huán)處在操縱元件5和夾緊元 件4之間。經(jīng)由一個(gè)這樣的中間環(huán)如又可以同時(shí)接觸全部夾緊元件4。彈簧元件8按此 可以設(shè)置在中間環(huán)fe的和操縱元件5的相互面對(duì)的各環(huán)形面之間，例如優(yōu)選在這樣的位置 上，在該位置上，開(kāi)頭所述的銷(xiāo)6從操縱元件5開(kāi)始延伸通過(guò)中間環(huán)fe和夾緊元件4。這 樣，這些彈簧8的每一個(gè)例如可以包圍銷(xiāo)6。
這樣的實(shí)施形式按照本發(fā)明具有特別的優(yōu)點(diǎn)，即套筒1可沿軸向方向相對(duì)于空 心軸3移動(dòng)，其中首先通過(guò)操縱元件5經(jīng)由壓簧8的間接作用可以使各夾緊元件4移動(dòng)成 與襯管9形鎖合，同時(shí)在達(dá)到形鎖合以后，在操縱元件和夾緊元件4之間或操縱元件5和中 間環(huán)如之間保留一軸向的移動(dòng)范圍。
該軸向的移動(dòng)范圍在這里基本上這樣地產(chǎn)生，即在達(dá)到形鎖合時(shí)仍未完全壓縮 各壓簧8。據(jù)此保留軸向的移動(dòng)范圍，該移動(dòng)范圍通過(guò)在達(dá)到形鎖合時(shí)各壓簧8的壓縮直到 各壓簧8的最大可能的壓縮例如當(dāng)其各壁相互貼緊時(shí)或設(shè)置一單獨(dú)的擋塊來(lái)提供。按照本 發(fā)明的夾緊頭的結(jié)構(gòu)據(jù)此是這樣的，由于該保留的移動(dòng)范圍即使在各夾緊元件4與襯管之 間已存在形鎖合外面的套筒1在該提供的移動(dòng)范圍內(nèi)仍可以沿軸向方向繼續(xù)移動(dòng)，直到在 第一夾緊裝置的各夾爪2與襯管9之間形成一有效鎖閉為止?？梢岳缤ㄟ^(guò)在第一夾緊裝 置的各夾爪2與襯管9之間的力鎖合和/或形鎖合和/或摩擦鎖合產(chǎn)生所述有效鎖閉。
因此在套筒1特別關(guān)于通常的工作位置沿軸向方向向下移動(dòng)時(shí)首先利用第二夾 緊機(jī)構(gòu)達(dá)到形鎖合，以便軸向固定襯管9并然后通過(guò)套筒的繼續(xù)移動(dòng)達(dá)到在第一夾緊裝置 的各夾爪2與襯管9之間的有效鎖閉，以便借此可以傳遞轉(zhuǎn)矩。
因此，這樣的按照本發(fā)明的夾緊頭在支承和操縱襯管9時(shí)除了為此施加的提升力 外也能夠由于用于傳遞轉(zhuǎn)矩的可能性而同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)襯管并且這樣減小在襯管9與土地之間 的粘附，這顯著簡(jiǎn)化其插入。
在套筒1相反移動(dòng)時(shí)、亦即關(guān)于正常的工作位置從下向上移動(dòng)時(shí)因此以相反的 順序首先脫開(kāi)各夾爪2與襯管9之間的有效鎖閉，此時(shí)在襯管9懸掛于夾緊頭中時(shí)的情況 下，在第二夾緊裝置的各夾緊元件4與鉆桿之間的形鎖合首先保持不變，因?yàn)橐r管經(jīng)由其 肩部/臺(tái)階9a(其如開(kāi)頭所述)以其重力支承在各夾緊元件4上并因此各夾緊元件現(xiàn)在 代替套筒/操縱元件而經(jīng)由襯管沿軸向方向向下并從而向重力方向加載，從而形鎖合自 鎖地保持不變。
如開(kāi)頭所述只在襯管卸去各夾緊元件的加載時(shí)的情況下夾緊頭才相對(duì)于襯管下 降，因此取消在襯管9或肩部9a與各夾緊元件4之間的形鎖合并且由于彈簧加載使各夾緊 元件4沿軸向方向向上移動(dòng)并因此脫開(kāi)襯管。
在按照本發(fā)明的裝置中優(yōu)選設(shè)定，第二夾緊機(jī)構(gòu)關(guān)于夾緊頭的通常的工作位置設(shè) 置在所述第一夾緊機(jī)構(gòu)的上方，同樣有可能將它們相反地設(shè)置。
在這里所示的按照本發(fā)明的夾緊頭在圖1中還示出，與其抗旋轉(zhuǎn)連接一沖洗管 14，該沖洗管同軸地繞夾緊頭的中軸線M設(shè)置并且在該實(shí)施形式中借助于一蓋板15與其抗 旋轉(zhuǎn)地連接，該蓋板覆蓋空心軸3的上端。
沖洗管14的下端對(duì)此終止于按照本發(fā)明的夾緊頭的內(nèi)部區(qū)域或在空心軸3的下 端的下方，從而在任何情況下確保，從下面插入按照本發(fā)明的夾緊頭中的襯管9以其上端 設(shè)置在沖洗管14的下端的上方，該襯管同軸地包圍沖洗管14。在這方面設(shè)定，襯管9的上 部區(qū)域和特別是在該上部區(qū)域上設(shè)置的臺(tái)階或肩部9a可以通過(guò)上述各夾緊元件4可靠地 嵌接，從而沿軸向方向固定襯管。
在這里在圖1中還可看出，在沖洗管14與襯管9之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)環(huán)形 構(gòu)成的氣球11，它具有一流體供管道12，其同樣延伸通過(guò)上面的蓋板15并且在這里固定在 一回轉(zhuǎn)接頭13的內(nèi)部的環(huán)形區(qū)域上，其中該內(nèi)部的環(huán)形區(qū)域與沖洗管14抗旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成。這 樣可以借助于一流體供給管道在回轉(zhuǎn)接頭13上達(dá)到氣球11的充脹，從而相對(duì)于沖洗液體 可以密封地封閉在沖洗管14與襯管9之間的環(huán)形區(qū)域，該沖洗液體通過(guò)沖洗管14被泵入 襯管9中。泵入的沖洗液體因此可以只在襯管9的內(nèi)部向下、但不朝氣球11向上擴(kuò)散，從 而在襯管9中向下泵送沖洗液體并使鉆孔變軟并且由此保證襯管9更容易地插入鉆孔中。 特別是通過(guò)充脹的氣球在這里確保，沖洗液體的建立的壓力完全在襯管9內(nèi)保持不變。
如開(kāi)頭提到的，但這里未示于圖中，回轉(zhuǎn)接頭13可以不僅具有一個(gè)用于流體傳送 的通道，而且可能具有多個(gè)通道、特別是兩個(gè)其他的通道，以便在這里未示出的缸-活塞裝 置實(shí)現(xiàn)外面的套筒1沿軸向方向相對(duì)于空心軸3的移動(dòng)。
利用按照本發(fā)明的夾緊頭的在這里示出的結(jié)構(gòu)上的實(shí)施形式可以確保，不僅沿軸 向方向通過(guò)在這里描述的第二夾緊機(jī)構(gòu)將襯管固定于夾緊頭中，而且通過(guò)第一夾緊機(jī)構(gòu)以 各夾爪2可以向襯管傳遞轉(zhuǎn)矩，其中同時(shí)可以將沖洗液體通過(guò)沖洗管加入襯管中并且在沖洗管與襯管之間確保一緊密性不變。
關(guān)于全部的實(shí)施形式茲確定，結(jié)合一實(shí)施形式列舉的技術(shù)特征不僅在特定的實(shí)施 形式中使用或可以使用，而且在各個(gè)其他的實(shí)施形式中使用。本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的全部公開(kāi)的 技術(shù)特征歸為對(duì)本發(fā)明重要的并且可任意相互組合或可單獨(dú)使用。對(duì)此在全部公開(kāi)內(nèi)容中 所謂提到，即可以設(shè)置一個(gè)特征或可以實(shí)施方法步驟也應(yīng)該被理解為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形 式，在其中設(shè)置所涉及的特征或?qū)嵤┧婕暗姆椒ú襟E。
權(quán)利要求
1.用于地鉆裝置的夾緊頭，包括空心軸(3)，其中在所述空心軸(3)上相對(duì)于所述空心 軸可移動(dòng)地同軸地設(shè)置套筒(1)，所述套筒具有至少一個(gè)特別是向下擴(kuò)大的、特別是圓錐形 擴(kuò)大的端部區(qū)域(Ib)，并且其中在空心軸(3)中和/或在套筒(1)上支承至少兩個(gè)相對(duì)于 空心軸C3)徑向可移動(dòng)的夾爪O)，所述夾爪在其徑向外端上具有與擴(kuò)大的端部區(qū)域(Ib) 共同作用的傾斜面(2b)，從而通過(guò)端部區(qū)域(Ib)的移動(dòng)經(jīng)由各夾爪( 能徑向向內(nèi)擠壓所 述夾爪并且構(gòu)成第一夾緊機(jī)構(gòu)，用于襯管(9)的從下面可插入/插入套筒中的上面的端部 區(qū)域，特別是從而通過(guò)在各夾爪(2)與襯管(9)之間的共同作用在空心軸(3)與襯管(9) 之間能傳遞轉(zhuǎn)矩，并且其中在空心軸(3)中設(shè)置第二夾緊機(jī)構(gòu)，借助于所述第二夾緊機(jī)構(gòu)， 插入/可插入的襯管(9)在其上部的端部區(qū)域中能夠沿軸向方向固定，特別是以便沿軸向 方向相反于重力相對(duì)于夾緊頭位置固定地保持襯管(9)；其特征在于，在空心軸(3)中同軸 地并且與該空心軸抗旋轉(zhuǎn)地設(shè)置沖洗管(14)，用以供給沖洗液體，所述沖洗管的下部區(qū)域 由能用流體、特別是液體充脹的環(huán)形的氣球(11)包圍。
2.按照權(quán)利要求1所述的夾緊頭，其特征在于，通過(guò)套筒(1)的移動(dòng)能操縱第二夾緊機(jī)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1所述的夾緊頭，其特征在于，為了操縱第一夾緊機(jī)構(gòu)，套筒(1)能借 助于一第一驅(qū)動(dòng)裝置(13)、特別是液壓驅(qū)動(dòng)裝置相對(duì)于空心軸(3)移動(dòng)，并且利用獨(dú)立于 第一驅(qū)動(dòng)裝置(1 的第二驅(qū)動(dòng)裝置(14)能操縱第二夾緊機(jī)構(gòu)，特別是兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(13、 14)固定在一個(gè)共同的支承元件上。
4.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的夾緊頭，其特征在于，通過(guò)氣球(11)的充脹能相對(duì) 于沖洗液體密封一環(huán)形的區(qū)域，該環(huán)形的區(qū)域在沖洗管(14)和插入的同軸地包圍沖洗管 (14)的襯管(9)之間形成。
5.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的夾緊頭，其特征在于，由柔性的、特別是彈性的材料 構(gòu)成環(huán)形的氣球(11)。
6.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的夾緊頭，其特征在于，所述氣球(11)固定在沖洗管 (14)上。
7.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的夾緊頭，其特征在于，氣球(11)具有流體供給管道 (12)，所述流體供給管道由在沖洗管(14)上固定的回轉(zhuǎn)接頭(1 能供應(yīng)流體，特別是所述 回轉(zhuǎn)接頭具有一個(gè)內(nèi)部的環(huán)形部分，該內(nèi)部的環(huán)形部分抗旋轉(zhuǎn)地連接于沖洗管(14)和連 接于流體供給管道，并且所述回轉(zhuǎn)接頭具有一個(gè)相對(duì)于內(nèi)部的環(huán)形部分可旋轉(zhuǎn)的外部的環(huán) 形部分，該外部的環(huán)形部分相對(duì)一包圍的機(jī)械結(jié)構(gòu)是抗旋轉(zhuǎn)的并且借助于流體能向內(nèi)部的 環(huán)形部分供給。
8.按照權(quán)利要求7所述的夾緊頭，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)接頭(13)具有三個(gè)流體通道， 其中一個(gè)流體通道設(shè)定用于向氣球(11)供給流體并且兩個(gè)流體通道用于分別向至少一個(gè) 缸-活塞裝置供給流體，以便套筒(1)在空心軸( 上沿兩個(gè)相反的方向進(jìn)行軸向移動(dòng)。
9.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的夾緊頭，其特征在于，第二夾緊機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè) 夾緊元件G)，其中每一夾緊元件(4)包括一個(gè)徑向外部的導(dǎo)向面( )，該導(dǎo)向面與在空心 軸⑶的內(nèi)部的導(dǎo)向面(3a)共同作用，從而通過(guò)夾緊元件⑷沿軸向方向、特別是向下的 移動(dòng)能引起徑向移動(dòng)、特別是向內(nèi)移動(dòng)。
10.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的夾緊頭，其特征在于，各夾緊元件(4)分別具有徑向內(nèi)部的、特別是截錐形的接觸面(4b)，借助于所述接觸面，各夾緊元件能分別形鎖合地緊 貼在襯管(9)上、特別是緊貼于在直徑上構(gòu)成襯管(9)的上端的肩部/臺(tái)階(9a)。
11.按照權(quán)利要求10所述的夾緊頭，其特征在于，所述肩部/臺(tái)階(9a)構(gòu)造成直角 的，特別是由此一套管(10)包圍襯管(9)的上端，該襯管的下端側(cè)的端部構(gòu)成肩部/臺(tái)階 (9a)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于地鉆裝置的夾緊頭，包括空心軸(3)，其中在所述空心軸(3)上相對(duì)于它可移動(dòng)地同軸地設(shè)置套筒(1)，所述套筒具有至少一個(gè)特別是向下擴(kuò)大的、特別是成錐形擴(kuò)大的端部區(qū)域(1b)，其中在空心軸(3)中和/或在套筒(1)上支承至少兩個(gè)相對(duì)于空心軸(3)徑向可移動(dòng)的夾爪(2)，所述夾爪在其徑向外端上具有與擴(kuò)大的端部區(qū)域(1b)共同作用的傾斜面(2b)，從而通過(guò)端部區(qū)域(1b)的移動(dòng)經(jīng)由各夾爪(2)可徑向向內(nèi)擠壓所述夾爪并且構(gòu)成第一夾緊機(jī)構(gòu)，用于襯管(9)的從下面可插入/插入套筒中的上面的端部區(qū)域，特別是從而通過(guò)在各夾爪(2)與襯管(9)之間的共同作用在空心軸(3)與襯管(9)之間能傳遞轉(zhuǎn)矩，并且其中在空心軸(3)中設(shè)置第二夾緊機(jī)構(gòu)，借助于所述第二夾緊機(jī)構(gòu)，插入/可插入的襯管(9)在其上面的端部區(qū)域能夠沿軸向方向固定，特別是以便沿軸向方向相反于重力相對(duì)于夾緊頭位置固定地保持襯管(9)；其中，在空心軸(3)中同軸地并且與其抗旋轉(zhuǎn)地設(shè)置沖洗管(14)，用以供給沖洗液體，所述沖洗管的下部區(qū)域由能用流體、特別是液體充脹的環(huán)形的氣球(11)包圍。
文檔編號(hào)E21B19/07GK102037207SQ200980114570
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者迪特馬爾·沙伊德?tīng)?申請(qǐng)人:迪特馬爾·沙伊德?tīng)?br>