DE10119186C2

DE10119186C2 - Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben

Info

Publication number: DE10119186C2
Application number: DE2001119186
Authority: DE
Inventors: Kurt Andert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: DE10119186A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben der Bodenklassen 1 bis 4 ggf. 5, gemäß DIN 18196 der Güteklasse 1 und 2 ge mäß DIN 4021 mit einem aus einem Aufsatzrohr und einem Schneidrohr ge bildeten Vortreibrohr mit einem Schneidring, wobei im Vortreibrohr ein am oberen Ende offenes und am unteren Ende mit einer Auffangvorrichtung für die Bodensäule versehenes Probenrohr angeordnet ist.

DE-PS 801 713

Bei der hier beschriebenen Bohrvorrichtung ist die Entnahme von
Bodenproben der Bodenklassen 1, 2 in stark veränderten Ursprungszustand;
Bodenklasse 3 ausschließlich Sand, kein Kies; und
Bodenklasse 4 lediglich in günstiger Konsistenz, dabei ohne Kiesanteil möglich.

Die Entnahme einer Bodenprobe der Bodenklasse 5 ist nicht ausführbar.

DE-OS 21 22 331

Diese Bohrvorrichtung, dient der Entnahme bindiger und sandiger Böden aus dem Meeresboden mit Treibladung in begrenzten Entnahmetiefen (< 1,00 m). Die gesamte Bohrvorrichtung muß zur Probenahme vollständig gezogen werden.

DE-AS 12 58 806

Diese Bohrvorrichtung ohne Inliner, dient der Entnahme bindiger und sandiger Böden aus dem Meeresboden mit begrenzten Entnahmetiefen (< 1,00 m). Die gesamte Bohrvorrichtung muß zur Probenahme vollständig gezogen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufschlußbohrung - gemäß DIN 4020, Tabelle 5, Aufschlußart 6 - zu ermöglichen, bei der eine permanente Bodensäule beliebiger Länge gewonnen wird, deren Korngefüge möglichst ungestört ist und deren Entnahmetiefe in cm-Genauigkeit zugeordnet werden kann.

Die Gewinnung der Bodensäule soll für die Bodenklasse 1 bis 4 ggf. 5 gemäß DIN 18196 bzw. nach DIN 4020 möglich sein, sowie den Anfor derungen der DIN 4021 entsprechen. Insbesondere soll die Entnahme einer Bodenprobe gemäß DIN 4021 der Bodenklasse 3 (Sand/Kies) auch unter Wasser möglich sein. Durch die im Korngefüge ungestörte Förderung der Bodensäule sollen alle in dem Boden eingelagerten Feinschichtgrenzen, rolligen und/oder humosen Beimengungen erfaßt bzw. als solche erkannt und nicht mehr überbohrt werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit dieser Vorrichtung zur Probenentnahme kann durchgehend in beliebiger Bohrtiefe ein zusammenhängendes Bodenprofil gefördert werden, das ge genüber den bekannten Probennehmern eine hohe Entnahmequalität besitzt und keinen besonderen technischen Aufwand mehr erfordert.

Bei der Vorrichtung wirkt sich die Ausbildung der Auffangvorrichtung insofern vorteilhaft aus, daß sie beim Ziehen des Probenrohrs und der dabei automa tisch freigegebenen Haltevorrichtung die Bodensäule am unteren Ende sauber abtrennt.

Das zurückgelassene Ende der Bodensäule bleibt in seiner Kornstruktur weitestgehend erhalten, so daß bei der Fortsetzung der Bohrung eine un verfälschte, ununterbrochene Beprobung stattfinden kann.

An dem Probenrohr wird am unteren Ende ein Stahlzylinder angeschraubt, der mit einem unteren axial beweglichen Stahlzylinder verbunden ist, an des sen Ende ein Stahlring befestigt ist. Der Stahlring ist mit einem Zylinder aus Federstahl verbunden der kronenartig derart ausgestanzt und nach innen vorgespannt ist, daß er nach Freigabe durch die axiale Verschiebung des unteren Zylinders eine Gewölbeform zum Rohrinneren einnimmt.

Je nach Bodenart bzw. dessen Konsistenz bilden die Federstahlzungen zu sammen die notwendige Gewölbeform aus, die für das Fördern der Boden säule notwendig ist. Die Last der Bodensäule wird von dem Gewölbe aufge nommen und auf das untere Ende der Auffangvorrichtung abgetragen.

Die Freigabe der kronenartig angeordneten Federstahlzungen zur Gewölbebildung erfolgt an deren oberen Ende durch das Ziehen des Probenrohrs im Zusammenwirken mit den im Schneidrohr angeordneten Kugeln, die den axial beweglichen unteren Zylinder auf seine untere Position verschiebt.

Die Kugeln sind senkrecht zur Rohrachse beweglich angeordnet und auf ihre Grundposition durch Spiralfedern gehalten. Die Kugeln sind in der Weise angeordnet, daß ein ungehindertes Einführen der Probenauffangvorrichtung nach unten bis zur Entnahmeposition ohne Freigabe der Federstahlzungen möglich ist.

Das Probenrohr besteht aus Kunststoff, besitzt an beiden Enden ein Gewinde, so daß es mit Kappen luftdicht verschlossen werden kann. Das Probenrohr kann auch zur besseren Bodenansprache doppelschalig eingesetzt werden.

Das Probenrohr ist während des Rammvorganges axial unbeweglich, am unteren Ende der Entnahmevorrichtung durch den vorstehenden Schneidring und am oberen Ende des Entnahmerohrs durch einen Aufsatzring fixiert. Zur Abminderung der vertikalen Rammenergie bzw. schonenden Behand lung der Bodenprobe ist am oberen Rohrende ein Gummiring eingelegt.

Zur Erläuterung ist nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Entnahmevor richtung und deren Arbeitsweise anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Auffangvorrichtung weist ein Vortreibrohr auf, das aus einem Schneidrohr 1 und einem durch ein konisch verlaufendes Innengewinde 2 damit verbundenen Aufsatzrohr 3 besteht. Am Fußende ist das Schneidrohr 1 mit einem Schneidring 4 versehen.

Im Aufsatzrohr 3 befindet sich das Probenrohr 5, mit Entnahmerohr 21 an dessen unteren Ende ein Stahlzylinder 6 befestigt ist. Am unteren Ende des Zylinders 6 ist ein weiterer Zylinder 7 axial beweglich auf diesen aufgesetzt. Mit Nuten 8 und Zapfen 9 ist die notwendige axiale Strecke vorgegeben. Der obere Zylinder 6 ist mit dem unteren Zylinder 7 beweglich verbunden. Am unteren Ende des Zylinders 7 ist ein Stahlring 11 befestigt, der mit aufgesetzten, nach oben zugespitzten Stahlzungen 12 verbunden ist.

Die Stahlzungen 12 aus dünnem Federstahl sind derartig vorgespannt, daß sie im entspannten Zustand zur Rohrmitte eine gewölbeartige Form bilden. Während des Bohrvorganges werden die Stahlzungen 12 durch den Ring vorsprung 13 des Zylinders 6 festgehalten und geben den Weg der Boden säule in das Probenrohr 5 unbehindert frei.

Stahlfedern 14 halten den unteren Zylinder 7 in Grundposition und verhin dern somit eine unbeabsichtigte Freigabe der Stahlzungen 12 beim Einfah ren des leeren Probenrohrs 5.

Am unteren Ende des Stahlringes 11 befindet sich eine äußere Schnittkante 15 sowie eine nach innen abfallenden Schulter 16 am Schneidring 4. Bei dem Austausch des Probenrohrs 5 und des erneuten Einfahrens der Proben auffangvorrichtung auf die Grundposition kann dadurch eine Behinderung durch einfallende Probenreste vermieden werden.

Im Schneidrohr 1 befinden sich Kugeln 17, die senkrecht zur Rohrachse be weglich sind und durch Spiralfedern 18 in ihrer Grundposition gehalten wer den.

Während des Einfahrens der Probenauffangvorrichtung in das Aufsatzrohr 3 befinden sich die Stahlzungen 12 in Grundposition und werden von dem obe ren Zylinder 6 durch den Ringvorsprung 13 gehalten.

Bei dem Durchörtern des Schneidrohrs 5 mit der Probenauffangvorrichtung bis zur Schulter 16 des Schneidrings 4 werden die Kugeln zurückgedrückt und können ihre Grundposition erst nach dem Passieren des Zylinderrandes 10 im sodann folgenden freien äußeren Raum des Zylinders 6 einnehmen.

Bei Beginn des Ziehvorgangs behindern die Kugeln 17 die axiale Bewegung des unteren Zylinders 7 nach oben, wodurch die beiden Zylinder 6, 7 ausein ander geschoben werden. Infolge dieser Verschiebung werden die Federn 12 am Ringvorsprung 13 freigegeben. Wenn bei diesem Zugvorgang der Zy linderrand 10 den Zylinderzapfen 9 erreicht, werden die Kugeln 17 zurück gedrückt. Die Bergung der Bodensäule erfolgt sodann ohne Behinderung.

Claims

1. Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben mit einem aus einem Aufsatzrohr (3) und einem Schneidrohr (1) gebildeten Vortreibrohr (1, 3) mit einem Schneidring (4), wobei im Vortreibrohr (1, 3) ein am oberen Ende offenes und am unteren Ende mit einer Auffangvorrichtung (6, 7, 12, 13) für die Bodensäule versehenes Probenrohr (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangvorrichtung (6, 7, 12, 13) aus einem an dem Probenrohr (5) befestigten oberen Zylinder (6) und einem mit diesem axial verschieblich verbundenen unteren Zylinder (7) besteht, wobei an den unteren Zylinder (7) ein Stahlring (11) mit Stahlzungen (12) befestigt ist, wobei die Stahlzungen(12) vor dem Ziehen an einem Vorsprung (13) des oberen Zylin ders (6) gehalten sind und beim Ziehen durch ein Auseinanderschieben der Zylinder (6, 7) die Stahlzungen (12) freigegeben werden.

2. Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch senkrecht zur Achse des Probenrohrs (5) bewegliche, mit Spiralfedern (18) im Schneidrohr (1) in geeigneter Höhe angeordnete Kugeln (17), die bei Beginn des Bohrvorgangs die Bewegung des unteren Zylinders (7) nach oben verhindern.

3. Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der obere Zylinder (6) mit dem unteren Zylinder (7) axial beweglich über Nuten (8) und Zapfen (9) verbunden ist.

4. Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlring (11) aus einem unteren Ring mit äußerer Schnittkante (15) und den daran fest aufgesetzten, zugespitzten Stahlfedern (12) aus Federstahl besteht, die vorgespannt sind und im ent spannten Zustand zur Achsmitte des Probenrohrs (5) eine gewölbte Form einnehmen.

5. Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Probenrohr (5) während des Bohrvor ganges auf einer vorstehenden Schulter (16) und am oberen Ende des Probenrohrs (5) durch einen Aufsatzring (19) fixiert ist, wobei zur Abminderung der vertikalen Rammenergie und zur schonenden Behandlung der Bodenprobe am oberen Ende des Probenrohrs (5) ein Gummiring (20) eingelegt ist.