<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Stuurbare grondboorinrichtingen. --------------------------------
EMI1.2
De uitvinding heeft betrekking op een stuurbare grondboorinrichting, die een lichaam bevat bestemd om op een buigbare leiding bevestigd te worden, een wentelbare kop die op het voorste einde van het lichaam gemonteerd is en van tenminste een spuitstuk voorzien is waaraan fluidum onder druk door een leiding die zieh door de kop en het lichaam uitstrekt, kan toegevoerd worden en middelen om de kop te wentelen.
Dergelijke stuurbare grondboorinrichtingen worden vooral gebruikt voor het maken van tunnels in de grond voor het leggen van zogenoemde nutsvoorzieningen, zoals kabels en dergelijke.
Het sturen van de grondboorinrichting kan op verschillende manieren gebeuren.
<Desc/Clms Page number 2>
Zo is het bekend de kop door middel van een kogelscharnier aan het lichaam te bevestigen en bij verandering van richting ten opzichte van het lichaam te kantelen.
Ook is het bekend de kop van een richtbaar spuitstuk te voorzien en de spuitrichting van het spuitstuk te wijzigen wil men van richting veranderen.
In een nog andere bekende grondboorinrichting is het spuitstuk of een boorhamer asymmetrisch ten opzichte van de as van het lichaam gericht.
Bij kontinue rotatie zal de boorinrichting zich rechtlijnig verplaatsen. Bij een stilstaande kop wordt asymmetrisch gespoten en zal de boorinrichting van richting veranderen indien ze roterend verder geduwd wordt of roterend gehamerd wordt.
Bij al deze grondboorinrichtingen dient de kop stationair te zijn bij verandering van richting.
Er zijn grondboorinrichtingen bekend waarbij de kop roterend kan zijn, ook tijdens het veranderen van richting. Zo zijn grondboorinrichtingen bekend waarbij in het lichaam zijwaarts gerichte spuitstukken voorzien zijn
<Desc/Clms Page number 3>
om bij het veranderen van richting, het lichaam af te duwen van de wand van de reeds gevormde opening.
Al deze bekende grondboorinrichtingen zijn evenwel relatief ingewikkeld en de sturing ervan is niet gemakkelijk.
De uitvinding heeft tot doel deze nadelen te verhelpen en een stuurbare grondboorinrichting te verschaffen waarbij de kop ook bij het veranderen van de richting kan roteren maar die zeer eenvoudig van konstruktie en betrouwbaar is.
Tot dit doel zijn de middelen om de kop te wentelen middelen die deze kop zowel in de ene zin als in de andere zin kunnen wentelen, en is tussen de kop en het lichaam een axiaal gelegen asgedeelte gemonteerd dat vast is aan de kop en waar doorheen de leiding voor het toevoeren van fluidum onder druk aan het spuitstuk, zich uitstrekt, een koker die het asgedeelte omringt en die een buitenomtrek bevat die excentrisch is ten opzichte van het asgedeelte en een blokkeermechanisme dat de koker kan koppelen aan het asgedeelte of vrij van het asgedeelte kan maken.
De grondboorinrichting is het van het type waarbij tijdens het boren de kop kontinu gewenteld wordt. Het is duidelijk dat, wanneer de koker gekoppeld is aan de
<Desc/Clms Page number 4>
wentelende kop, de grondboorinrichting, niettegenstaande de excentrische omtrek van de koker, door de kontinue wenteling van deze koker, zieh toch rechtlijnig in de grond zal verplaatsen. Wanneer de koker daarentegen los is van de kop dan zal deze koker, door de weerstand die hij in de grond ondervindt, niet meewentelen met de kop.
Doordat de omtrek van de koker excentrisch is zal deze koker zieh met het meest naar buiten gelegen gedeelte afstoten ten opzichte van de grond en zal de grondboorinrichting afwijken van de rechte lijn in een richting die tegengesteld is aan de ligging van het meest naar buiten gelegen gedeelte van de koker.
Alhoewel het blokkeermechanisme een rechtstreeks bedienbaar mechanisme kan zijn, bijvoorbeeld een elektromagnetisch bediende koppelstift kan bevatten, verdient het de voorkeur dat dit mechanisme geen speciale bediening nodig heeft en de koppeling of ontkoppeling zonder rechtstreekse inwerking op het blokkeermechanisme plaatsvindt, alhoewel uiteraard het in werking treden of uitschakelen van het koppelmechanisme moet kunnen bevolen worden.
In een bijzondere uitvoeringvorm van de uitvinding is het blokkeermechanisme dan ook een palmechanisme dat, bij rotatie van het asgedeelte en de kop in de ene zin, de
<Desc/Clms Page number 5>
koker meeneemt, maar bij rotatie van het asgedeelte en de kop in de andere zin, toelaat dat de koker stationair blijft.
Het meenemen, respektievelijk het vrijlaten, van de koker ten opzichte van het asgedeelte kan gewoon afhangen van de weerstand die de koker in de grond ondervindt.
Het palmechanisme kan evenwel zo gekonstrueerd zijn dat zelfs bij een grote weerstand van de koker in de grond deze koker nog meegenomen wordt met het asgedeelte in de ene rotatiezin, terwijl bij rotatie in de andere zin de koker reeds bij een kleine weerstand in de grond stationair ten opzichte van kop blijft.
EMI5.1
Het hiervoor schijf die vast is op het asgedeelte en op haar rand van tenminste een uitsparing voorzien is, een pal die radiaal verplaatsbaar maar nagenoeg niet axiaal verschuifbaar op de binnenzijde van de koker gemonteerd is en in de uitsparing kan binnendringen en een elastisch orgaan dat de pal in de uitsparing duwt.
Bij voldoende kracht kan door elastische vervorming van het elastische element de pal uit de uitsparing geduwd worden. De vorm van de uitsparing kan zo aangepast worden
<Desc/Clms Page number 6>
dat, wanneer de koker afgeremd wordt, het uitspringen van de pal uit de uitsparing gemakkelijker geschiedt bij rotatie van het asgedeelte in de ene zin dan bij rotatie van dit asgedeelte in de andere zin.
In een merkwaardige uitvoeringsvorm van de uitvinding, ontstaat de excentriciteit van de koker doordat hij op zijn buitenste omtrek van een axiaal gerichte ribbe voorzien is.
Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een stuurbare grondboorinrichting volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin : figuur 1 een langse doorsnede weergeeft van een stuurbare grondboorinrichting volgens de uitvinding, tijdens het boren van een tunnel in de grond ; figuur 2 een dwarse doorsnede weergeeft volgens lijn
11-11 in figuur 1.
De stuurbare grondboorinrichting, voor het boren van een tunnel 1 in de grond 2, bevat in hoofdzaak een lichaam 3, een op het voorste einde daarvan gemonteerde kop 4 die in
<Desc/Clms Page number 7>
deze uitvoering van een spuitstuk 5 voorzien is, en een hydraulische motor 6 voor het wentelen van de kop 4.
Het lichaam 3 wordt bevestigd aan een niet in de figuren voorgestelde leiding die voldoende stijf is om de grondboorinrichting in de grond vooruit te duwen of uit de tunnel 1 te trekken, maar toch soepel genoeg om veranderingen van richting van de grondboorinrichting toe te laten, welke leiding ook een doorgang vormt voor de vloeistof onder druk voor de motor 6 en het spuitstuk 5.
Het lichaam 3 is met de kop 4 verbonden d. m. v. een asgedeelte 7 dat zich volgens de langsas van het lichaam 3 en dus van de volledige grondboorinrichting uitstrekt.
Het asgedeelte 7 is, enerzijds, vast aan de, eventueel vervangbare, kop 4 en is, anderzijds, vast aan de as van de in het lichaam 3 gemonteerde motor 6.
Het lichaam 3 kan in zijn geheel wentelbaar zijn ten opzichte van de voornoemde leiding, in welk geval het asgedeelte 7 vast is aan het lichaam 3. Het lichaam 3 kan ook, op. de as van de motor 6 na, volledig vast zijn ten opzichte van de voornoemde leiding, in welk geval het asgedeelte in het lichaam 3 gelegerd is en alleen vast is aan de as van de in het lichaam 3 gemonteerde motor 6.
<Desc/Clms Page number 8>
Het lichaam 3 kan ook, zoals in de figuren voorgesteld, uit een vast gedeelte 8 en een draaibaar gedeelte 9 bestaan. Het vast gedeelte 8 is vast aan hogervernoemde leiding en omringt de motor 6. Dit gedeelte 8 kan eventueel de behuizing van de motor 6 zelf vormen. Het draaibare gedeelte 9 is bevestigd op de as van de motor 6 en vast verbonden met het asgedeelte 7.
De toevoer van de vloeistof onder druk, via de voornoemde leiding, aan het spuitstuk 5 geschiedt door een kanaal 10 doorheen de motor 6, de binnenruimte 11 van het holle draaibare gedeelte 9 van het lichaam 3, een kanaal 12 in het asgedeelte 7 en kanaal 13 in de kop 4.
Tussen het lichaam 3 en de kop 4 is het asgedeelte 7 omringd door een koker 14 die door middel van een palmechanisme 15 aan het asgedeelte 7 kan gekoppeld . worden.
Dit palmechanisme 15 bevat een schijf 16 die onwrikbaar op het asgedeelte 7 vastgemaakt is en die voorzien is van gelijkmatig over haar omtrek verdeelde uitsparingen 17.
De uitsparingen 17 hebben, zoals vooral blijkt uit figuur 2, zodanige vorm dat tussen de uitsparingen zaagtandvormige tanden gevormd worden.
<Desc/Clms Page number 9>
Het palmechanisme 15 bevat verder een latje 18 dat een pal vormt en dat radiaal verschuifbaar maar axiaal niet verschuifbaar gemonteerd is in een uitsparing 19 die in de wand van de koker 14 is aangebracht en die uitgeeft op de binnenzijde van de koker 14, ter plaatse van de schijf 16. Deze schijf 16 dringt dus in de uitsparing 19 binnen waarbij het latje 18 in een stand in een van de uitsparingen 17 gelegen is en een andere stand volledig buiten deze uitsparingen 17 gelegen is.
Het latje 18 wordt in de-eerste stand geduwd door een bladveer 20 die eveneens in de uitsparing 19 is opgesteld.
Wanneer de koker 14 met voldoende kracht tegengehouden wordt, terwijl de kop 4 en het asgedeelte 7 wentelen, zal het latje 18, tegen de werking van de bladveer 20 in, uit de uitsparing 17 springen waarin het geduwd werd.
Hierdoor zal de koker 14 stationair blijven en het asgedeelte 7 binnen deze koker 14 wentelen.
Het is duidelijk dat door de vorm van de uitsparingen 17 het latje 18 gemakkelijker uit de overeenstemmende uitsparing 17 geduwd wordt wanneer het asgedeelte 7 in de ene zin draait, en met name in tegenuurwijzerzin gezien in figuur 2, dan in de andere zin.
<Desc/Clms Page number 10>
Dit betekent dus dat bij rotatie van de kop 4 en het asgedeelte 17 in de laatstgenoemde andere zin, de koker 14 normaal meegenomen wordt en dus meewentelt. Wanneer de kop 4 en de asgedeelte 7 in tegenstelde zin gewenteld worden, zal bij de minste weerstand die de koker 14 ondergaat, de koker 14 stil blijven staan. De motor 6 is uiteraard zo gekonstrueerd dat hij van draaizin kan omkeren, welk omkeren van boven de grond, bijvoorbeeld door het bedienen van elektroventielen, kan bevolen worden.
De koker 14 is op zijn buitenomtrek van een ribbe 21 voorzien die zich evenwijdig aan de as uitstrekt. Deze ribbe 21 vormt een soort mes dat de tunnel 1 die door de kop 4 gevormd wordt een weinig verruimd. Wanneer de koker 14 met de kop 4 meewentelt, wordt dus een tunnel 1 gegraven met een diameter gelijk aan twee maal de afstand van de buitenste rand van de ribbe 21 tot de meetkundige as van de koker 14. Wanneer de koker daarentegen stationair blijft en enkel de kop 4 met het asgedeelte 7 wenteld zal de koker 17 weggeduwd worden van de wand van de tunnel 1 in de van de ribbe 21 afgekeerde zin. Door de ribbe 21 is de koker 14 immers asymmetrisch. De ribbe 21 vormt een soort afstootorgaan.
<Desc/Clms Page number 11>
De volledige boorinrichting verandert dus van richting en, wanneer deze boorinrichting de gewenste gewijzigde richting ingenomen heeft, wordt opnieuw de draaizin van de motor 6 omgekeerd zodat de koker opnieuw gaat meewentelen met de kop 4.
Om het afvoeren van losgemaakte grond te vergemakkelijken, sluiten op het kanaal 12 van het asgedeelte 7 radiaal gerichte kanalen 22 aan. Ook dwars doorheen de koker 14 strekken zich radiaal gerichte kanalen 23 uit. Telkens het latje 18 zich in een uitsparing 17 bevindt zijn tenminste een aantal kanalen 22 en 23 tegenover elkaar gelegen zodat daarlangs een fluldum onder druk radiaal onder druk radiaal uit de koker 14 vloeit en losgemaakte grond meevoert doorheen de reeds gevormde tunnel 1.
Het verdient de voorkeur dat de tunnelboorinrichting van op zichzelf bekende middelen voorzien is om de positie en bijvoorbeeld ook de richting van deze boorinrichting in de grond te detekteren zodat een nauwkeurige sturing van de boorinrichting mogelijk is.
Het veranderen van de boorrichting van de hiervoor beschreven grondboorinrichting kan op een zeer eenvoudige manier uitgevoerd worden.
<Desc/Clms Page number 12>
De uitvinding is geenzins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm, en binnen het raam van de oktrooiaanvrage kunnen aan de beschreven uitvoeringvorm vele veranderingen worden aangebracht.
In het bijzonder moet de motor niet noodzakelijk een hydraulische motor zijn. Het kan ook een electrische motor of luchtmotor zijn in zoverre de draaizin ervan kan omgekeerd worden.
Verder kan de kop ook meer dan een spuitstuk bezitten.
Eveneens kan het spuitstuk 5 vervangen worden door een boorhamer. De vorm van de uitsparingen in de schijf van het palmechanisme dient niet noodzakelijk te zijn zoals voorgesteld en beschreven. De schijf moet trouwens niet noodzakelijk over gans haar omtrek van uitsparingen voorzien zijn. Een uitsparing is voldoende maar in dat geval kan de koker uiteraard slechts in een kant ten opzichte van het asgedeelte 7 geblokkeerd worden. De uitsparing kan ook zo groot zijn dat alleen een kant overblijft.
De pal dient ook niet noodzakelijk een latje te zijn.
Deze pal kan ook gevormd worden door een kogel of een scharnierende vinger.