DE102022114276A1

DE102022114276A1 - Gestängeabschnitt zum Herstellen eines Gestänges aus mehreren Gestängeabschnitten zur Verbindung mit einem Arbeitsmittel

Info

Publication number: DE102022114276A1
Application number: DE102022114276.0A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Jenne; Roman Graber
Original assignee: Terra AG fuer Tiefbautechnik
Current assignee: Terra AG fuer Tiefbautechnik
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-12-07
Also published as: CH719758A2

Abstract

Ein Gestängeabschnitt zum Herstellen eines Gestänges aus mehreren Gestängeabschnitten zur Verbindung mit einem Arbeitsmittel hat einen zylinderförmigen Grundkörper, dessen Mittelachse die Längsachse des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) bildet. An dem ersten Ende (410, 510, 610, 710) des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) ist ein erstes Gewinde (412, 512, 612, 712) vorhanden und an dem zweiten Ende (420, 520, 620, 720) des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) ist ein zum ersten Gewinde (412, 512, 612, 712) komplementäres zweites Gewinde (422, 522, 622, 722) vorhanden, so dass das erste Ende (410, 510, 610, 710) des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) mit dem zweiten Ende eines gleichartigen Gestängeabschnitts über eine Schraubverbindung verbindbar ist. Das zweite Ende (420, 520, 620, 720) des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) hat zusätzlich zu dem zweiten Gewinde (422, 522, 622, 722) einen Verbindungsbereich (430, 530, 630, 730), mit dem ein mobiles Werkzeug (800) zum Übertragen eines Drehmoments sowohl in Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gestängeabschnitt zum Herstellen eines Gestänges aus mehreren Gestängeabschnitten zur Verbindung mit einem Arbeitsmittel, der einen zylinderförmigen Grundkörper hat, dessen Mittelachse die Längsachse des Gestängeabschnitts bildet. An dem ersten Ende des Gestängeabschnitts ist ein erstes Gewinde vorhanden und an dem zweiten Ende des Gestängeabschnitts ist ein zum ersten Gewinde komplementäres zweites Gewinde vorhanden, so dass das erste Ende des Gewindeabschnitts mit dem zweiten Ende eines gleichartigen Gestängeabschnitts über eine Schraubverbindung verbindbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sicherungseinheit zum Sichern eines Gestängeabschnitts gegen gegen Verdrehung, eine Vorrichtung zum Bewegen eines mit einem Gestänge verbundenen Arbeitsmittels im Erdreich mit einer Vorschubeinheit zum Erzeugen einer linearen Bewegung des mindestens ein Gestängeabschnitt umfassenden Gestänges zumindest in eine Vorschubrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung mit einer solchen Vorrichtung und einem Gestängeabschnitt.
Der Gestängeabschnitt, die Vorrichtung und die Anordnung dienen insbesondere zum gesteuerten horizontalen Bewegen des Arbeitsmittels im Erdreich. Die Vorschubeinheit der Vorrichtung wird auch als Richtpressvorrichtung bezeichnet und der Bewegungsvorgang als Richtpressen. Ein als Arbeitsmittel dienender Bohrkopf wird über die Gestängeabschnitte von der Richtpressvorrichtung durchs Erdreich gedrückt. Die Richtpressvorrichtung ist dazu mit einem oder mehreren Hydraulikzylindern oder Elektrozylindern ausgestattet, die eine Vorschubkraft von mehreren Tonnen über die Gestängeabschnitte auf den Bohrkopf übertragen. Sinnvolle Bohrkräfte liegen dabei zwischen 10 - 40 Tonnen.
Bekannte Richtpressanlagen haben eine Kupplungseinheit, die über einen mechanischen Betätigungshebel der Kupplungseinheit ein- und ausgekuppelt werden kann. Die Kupplungseinheit kann hierzu mindestens eine oder mehrere Klemmbacken haben, die mit Hilfe des Hebels mit einem Gestängeabschnitt in Eingriff gebracht werden können, so dass sowohl eine Kraft in Vorschubrichtung als auch zum Drehen des Gestänges über die Kupplungseinheit übertragen werden können. Die Kraft zum Drehen des Gestänges wird bei den relativ einfach aufgebauten Richtpresseinrichtungen über den Betätigungshebel eingebracht. Hierzu zieht oder drückt eine Bedienperson den Bedienhebel in die gewünschte Drehrichtung. Um den Weg des Arbeitsmittels durch das Erdreich zu steuern, kann der Bohrkopf am in Vorschubrichtung vorderen Ende eine schräg angeordnete Steuerfläche haben. Für eine Geradeausbewegung des Bohrkopfs muss das Gestänge beim Vorschub gedreht werden, so ein eine im Wesentlichen geradlinige Bewegung des Bohrkopfs durch das Erdreich erfolgt. Zum Steuern des Bohrkopfs in eine gewünschte Richtung wird die Steuerfläche durch die Drehung des Gestänges entsprechend ausgerichtet und der Vorschub anschließend ohne weitere Drehung des Gestänges fortgesetzt.
Der Gestängeabschnitt, die Vorrichtung und die Anordnung können auch in Verbindung mit Berstwerkzeugen zum Bersten einer zu ersetzenden alten Rohrleitung und Einziehen einer neuen Rohrleitung eingesetzt werden. Zumindest bei kleinen Anlagen, bei denen das Gestänge nicht mit einer separaten Antriebseinheit gedreht wird, erfolgt auch der Gestängewechsel, d.h. das Verlängern des Gestänges um einen Gestängeabschnitt oder das Verkürzen des Gestänges um einen Gestängeabschnitt, manuell durch eine Bedienperson. Das Zusammenschrauben und das Auseinanderschrauben von Gestängeabschnitten ist insbesondere im rauen Baustellenbetrieb kraft- und zeitaufwendig. Beim Bersten kann das Gestänge von der Berstanlage über 100 - 150 m Länge durch das zu ersetzende Altrohr durchgeschoben. Sobald das Gestänge die Zielgrube erreicht, wird ein Berstmesser und ein Berstkonus montiert, hinter den das Neurohr angehängt wird. Diese Berstwerkzeuge werden über das Gestänge von der Berstanlage zurückgezogen, die Altleitung geborsten, ein vergrößerter Bohrkanal hergestellt und die Neuleitung eingezogen. Dabei sind Kräfte bis zu 40 bis 120 Tonnen erforderlich. Als Berstanlage können insbesondere bekannte Richtpressvorrichtungen genutzt werden
Das Gestänge wird aus einzelnen Gestängeabschnitten, die 0.5 m bis 1 m lang sind, zusammengesetzt. Es hat sich als am sichersten und zuverlässigsten herausgestellt, diese Gestängeabschnitte mittels Gewindeverbindungen zu verbinden. Die einzelnen Gestängeabschnitte müssen also miteinander verschraubt werden. Bisher erfolgt das Verschrauben eines neuen Gestängeabschnitts an den hintersten Gestängeabschnitt des Gestänges von Hand. Sichere Gewindeverbindungen, die sowohl Zug- als auch Schub- und auch Biegekräfte übertragen können, müssen dabei mindestens zehn Umdrehungen verschraubt werden. Dies ist zeitaufwendig und körperlich anstrengend. Um zwei Gestängeabschnitte miteinander zu verschrauben, muss eine Bedienperson bis zu 30-mal umgreifen.
Grossanlagen sind deshalb mit einem Antriebskopf ausgestattet, der hydraulisch oder elektrisch Gestänge verschrauben kann. Außerdem sind sie mit Losbrechvorrichtung ausgestattet, die hydraulisch oder elektrisch die Gestängeverbindungen aufbrechen können. Dies ist teuer und braucht Platz.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gestängeabschnitt, eine Vorrichtung und eine Anordnung anzugeben, durch die jeweils eine einfache Handhabung im Baustellenbetrieb möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Gestängeabschnitt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Ferner wird die Aufgabe durch eine Sicherungseinheit zum Sichern eines Gestängeabschnitts gegen Verdrehung mit den Merkmalen des Anspruch 7, eine Vorrichtung zum Bewegen eines mit einem Gestänge verbundenen Arbeitsmittels im Erdreich mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Bei dem Gestängeabschnitt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat das zweite Ende des Gestängeabschnitts zusätzlich zu dem zweiten Gewinde einen Verbindungsbereich, mit dem ein mobiles Werkzeug zum Übertragen eines Drehmoments sowohl in Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verbindbar ist. Hierdurch ist eine einfache und kraftsparende Montage der Gestängeabschnitte zum Verlängern und zum Verkürzen eines aus mehreren Gestängeabschnitten zusammengesetzten Gestänges möglich. Insbesondere kann ein motorisch angetriebenes mobiles Werkzeug eingesetzt werden, durch das eine Bedienperson Zeit und Kraft sparen kann.
Die Gestängeabschnitte haben vorzugsweise eine Länge im Bereich von 300 mm bis 1000 mm, insbesondere eine Länge von 500 mm. Vorzugsweise haben alle Gestängeabschnitte des Gestänges dieselbe Länge.
Bei der Vorrichtung zum Bewegen eines mit einem Gestänge verbundenen Arbeitsmittels im Erdreich kann die Vorschubeinheit zum Vorschub des Gestänges einen Hub im Bereich von 200 mm bis 500 mm, insbesondere vor 250 mm, erzeugen. Für eine Geradeausbewegung kann das Gestänge bei jedem Hub um 40° bis 80°, insbesondere um 40°, gedreht werden.
Es ist vorteilhaft, wenn das erste Gewinde ein Außengewinde und das zweite Gewinde ein Innengewinde ist. Alternativ kann das erste Gewinde ein Innengewinde und das zweite Gewinde ein Außengewinde sein. Hierdurch können Gestängeabschnitte einfach zu einem Gestänge verbunden werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Verbindungsbereich als Innensechskant ausgebildet ist und das Werkzeug einen zum Innensechskant komplementären antreibbaren Außensechskant umfasst. Alternativ kann der Verbindungsbereich als Außensechskant ausgebildet sein und das Werkzeug einen zum Außensechskant komplementären antreibbaren auf den Außensechskant aufsteckbaren Innensechskant umfasst. Hierdurch ist eine einfache und sichere Handhabung von Werkzeug und Gestängeabschnitt möglich. Insbesondere wird über den Innen- und Außensechskant eine sichere Verbindung beim Drehen des Gestängeabschnitts zwischen dem Gestängeabschnitt und Werkzeug erreicht. Auch kann die Verbindung zwischen Gestängeabschnitt und Werkzeug in einer Vielzahl von Winkelstellungen durch ein einfaches Ineinanderschieben der Sechskante erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich der Verbindungsbereich unmittelbar an das zweite Gewinde in Richtung des ersten Endes des Gestängeabschnitts anschließt, wobei der Hüllkreis des Außensechskants vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser der Mantelfläche des Gestängeabschnitts ist. Hierbei kann der Verbindungsbereich als Außensechskant ausgebildet sein, wobei das Werkzeug vorzugsweise eine antreibbare Nuss oder antreibbaren Ringschlüssel umfasst. Die antreibbare Nuss nimmt das Gewinde und zumindest einen Teil des Außensechskants auf, wenn das zweite Gewinde ein Außengewinde ist. Der antreibbare Ringschlüssel nimmt dann zumindest einen Teil des Außensechkants auf.
Alternativ kann das Außensechskant um das zweite Gewinde herum angeordnet sein, wenn das zweite Gewinde ein Innengewinde ist. Der Hüllkreis des Außensechskants ist auch dann vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser der Mantelfläche des Gestängeabschnitts. Das Werkzeug umfasst vorzugsweise eine antreibbare Nuss oder antreibbaren Ringschlüssel. Die antreibbare Nuss nimmt bzw. der antreibbare Ringschlüssel nehmen zumindest einen Teil des Außensechskants auf.
Gestängeabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich sich an das zweite Gewinde in Richtung vom ersten Ende des Gestänges weg anschließt, wobei der Hüllkreis des Außensechskants vorzugsweise kleiner oder gleich dem kleinsten Durchmesser des zweiten Gewindes ist. Das zweite Gewinde ist auch in diesem Fall vorzugsweise ein Außengewinde. Das Werkzeug umfasst vorzugsweise eine antreibbare Nuss oder antreibbaren Ringschlüssel.
Bei anderen Ausführungsformen kann der Verbindungsbereich auch mehr oder weniger Kanten haben und insbesondere als 4-kant oder 8-kant ausgeführt sein. Es sind dann entsprechende zu dem Verbindungsbereich komplementäre Werkzeuge zu verwenden.
Alternativ kann der Verbindungsbereich auch andere Schraubenmitnahmeprofile, wie Innensechsrund- bzw. Außensechsrund-Profile als Innenprofile oder Außenprofile aufweisen, wobei dann entsprechende zu dem Verbindungsbereiche komplementäre Werkzeuge zu verwenden sind.
Vorzugsweise können das erste und das zweite Gewinde komplementäre keglige Gewinde, insbesondere NPT- Gewinde, API-Gewinde oder BSP-Gewinde, sein. Alternativ können die können das erste und das zweite Gewinde komplementäre NPSM- bzw. ASME- Gewinde sein. Hierdurch können die Gestängeabschnitte einfach und sicher miteinander verbunden werden.
Ein zweiter Aspekt betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen eines mit einem Gestänge verbundenen Arbeitsmittels im Erdreich, die eine Vorschubeinheit zum Erzeugen einer linearen Bewegung des mindestens ein Gestängeabschnitt umfassenden Gestänges zumindest in eine Vorschubrichtung umfasst. Der mindestens eine Gestängeabschnitt hat vorzugsweise die Merkmale des Anspruchs 1 oder die Merkmale einer zuvor oder in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Weiterbildung. Die Vorrichtung umfasst ferner mindestens eine Sicherungseinheit, die derart ausgebildet ist, ein Ende eines in Vorschubrichtung gesehen letzten Gestängeabschnitts gegen Verdrehung zu sichern, wenn das Gestänge durch das Herstellen einer Schraubverbindung mit einem eines weiteren Gestängeabschnitt verlängert werden soll. Hierdurch ist eine einfache Handhabung der Gestängeabschnitte und des mobilen Werkzeugts beim Verlängern des Gestänges möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorschubeinheit dazu ausgebildet ist, eine lineare Bewegung des Gestänges in Vorschubrichtung und entgegengesetzt zur Vorschubrichtung zu erzeugen. Hierdurch erfolgt ein einfacher Vortrieb des Arbeitsmittels im Erdreich.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Sicherungseinheit weiterhin derart ausgebildet ist, ein Ende eines in Vorschubrichtung gesehen vorletzten hinteren Gestängeabschnitts gegen Verdrehung zu sichern, wenn das Gestänge durch das Herausschrauben des letzten hinteren Gestängeabschnitts verkürzt werden soll. Hierdurch ist eine einfache Handhabung der Gestängeabschnitte und des mobilen Werkzeugts beim Verkürzen des Gestänges möglich.
Weiterhin kann die Sicherungseinheit eine maulförmige Aufnahme zur drehsicheren Aufnahme des Verbindungsbereichs oder eines weiteren Verbindungsbereichs eines Gestängeabschnitts hat. Hierdurch kann ein sich im Bereich der Sicherungseinheit befindlicher Gestängeabschnitt gegen Drehen gesichert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sicherungseinheit längenverschiebbar zu einem ortsfesten Arretierungspunkt der Vorrichtung angeordnet ist, insbesondere wenn die Sicherungseinheit in einer fest mit einem ortsfesten Arretierungspunkt der Vorrichtung verbundenen Aufnahme verschiebbar aufgenommen ist. Hierzu kann die Sicherungseinheit eine schlitzförmige Öffnung haben, in die ein ortsfestes Element der Vorrichtung eingreift und dadurch an einer Drehung um die Längsachse des Gestänges gehindert wird, insbesondere dann, wenn ein entsprechendes Drehmoment vom Gestängeabschnitt auf die Sicherungseinheit wirkt. Hierdurch kann eine Drehung des Gestänges während der Montage und Demontage von Gestängeabschnitten einfach verhindert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sicherungseinheit eine Rohrzange, insbesondere eine Einhandrohrzange umfasst, die einen selbstklemmenden Hebelmechanismus haben. Solche Rohrzangen sind auch unter den Bezeichnungen Eckrohrzange oder Schwedenzange bekannt. Der selbstklemmende Hebelmechanismus ist drehrichtungsabhängig, so dass die Rohrzange abhängig von der Richtung der auf das Gestänge beim Anschrauben eines weiteren Gestängeabschnitts und beim Abschrauben des letzten Gestängeabschnitts auf das restliche Gestänge wirkt umgesetzt werden muss. Solche Rohrzangen sind beispielsweise von dem Hersteller Ridge Tool Company unter der Handelsbezeichnung Ridgid erhältlich.
Die Sicherungseinheit kann alternativ auch als hydraulisch angetriebene Klemmvorrichtung ausgebildet sein.
Ein dritter Aspekt betrifft eine Anordnung mit einer zuvor angegebenen Vorrichtung und mindestens einem zuvor angegebenen Gestängeabschnitt, vorzugweise mit einem aus mindestens zwei Gestängeabschnitten zusammengesetzten Gestänge. Durch eine solche Anordnung kann ein reibungsloser Baustellenablauf sichergestellt werden. Gegenüber bekannten Anordnungen wird die Bedienperson entlastet.
Vorteilhaft ist es, wenn die Anordnung ein mobiles Werkzeug zum Übertragen eines Drehmoments auf den Verbindungbereich des in Vorschubrichtung hinteren Gestängeabschnitts, der mit dem vorletzten Gestängeabschnitt zu verbinden ist oder von diesem zu trennen ist, umfasst. Vorzugsweise ist durch das Werkzeug das Drehmoment sowohl in Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn erzeugbar.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das mit Hilfe des Werkzeugs erzeugbare Drehmoment auf einen Wert kleiner als das Maximaldrehmoment des Werkzeugs begrenzbar ist, wobei zum Verbinden eines Gestängeabschnitts mit einem weiteren Gestängeabschnitt das Drehmoment auf einen Wert kleiner des Maximaldrehmoments begrenzt ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das mobile Werkzeug einen Schlagschrauber umfasst. Ein Schlagschrauber ist ein robustes und leistungsfähiges Werkzeug, das auch im rauen Baustellenbetrieb zuverlässig arbeitet und aufgrund des Wirkprinzips des Schlagschraubers auch geeignet ist, festsitzende Schraubverbindungen zwischen den Gestängeabschnitten zu lösen. Insbesondere ist der Schlagschrauber ein elektrisch angetriebener Schlagschrauber, der vorzugsweise einen austauschbaren Akku hat.
Das mobile Werkzeug ist vorzugsweise elektrisch oder pneumatisch angetrieben.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die die Erfindung in Verbindung mit den beigefügen Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Vorrichtung zum Bewegen eines Arbeitsmittels im Erdreich in einer ersten Betriebsart,
2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach 1 in einer zweiten Betriebsart,
3 eine perspektivische Darstellung eines Bohrkopfs der Vorrichtung nach 1,
4 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 1 in einem ersten Betriebszustand ohne gesteuerte Drehbewegung,
5 eine weitere perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 4 in dem ersten Betriebszustand ohne gesteuerte Drehbewegung,
6 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 1 in einem zweiten Betriebszustand ohne gesteuerte Drehbewegung,
7 eine weitere perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 6 in der dem zweiten Betriebszustand ohne gesteuerte Drehbewegung,
8 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 1 in einem dritten Betriebszustand ohne gesteuerte Drehbewegung,
9 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 1 in einem ersten Betriebszustand mit gesteuerter Drehbewegung,
10 eine weitere perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 9 in der dem ersten Betriebszustand mit gesteuerter Drehbewegung,
11 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 1 in einem zweiten Betriebszustand mit gesteuerter Drehbewegung,
12 eine weitere perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 11 in der dem zweiten Betriebszustand mit gesteuerter Drehbewegung,
13 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 1 in einem dritten Betriebszustand mit gesteuerter Drehbewegung,
14 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Vorrichtung zum Bewegen eines Arbeitsmittels im Erdreich,
15 eine perspektivische Darstellung eines Gestängeabschnitts gemäß einer ersten Ausführungsform,
16 eine weitere perspektivische Darstellung des Gestängeabschnitts gemäß der ersten Ausführungsform;
17 eine perspektivische Darstellung eines Gestängeabschnitts gemäß einer zweiten Ausführungsform,
18 eine perspektivische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts des Gestängeabschnitts gemäß der zweiten Ausführungsform,
19 eine perspektivische Darstellung eines Gestängeabschnitts gemäß einer dritten Ausführungsform,
20 eine weitere perspektivische Darstellung des Gestängeabschnitts gemäß der dritten Ausführungsform,
21 eine perspektivische Darstellung eines Gestängeabschnitts gemäß einer vierten Ausführungsform,
22 eine perspektivische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts des Gestängeabschnitts gemäß der vierten Ausführungsform,
23 die Vorrichtung nach den 4 bis 13 beim Verlängern des Gestänges um einen Gestängeabschnitt, und
24 die Vorrichtung nach 23 beim Verkürzen des Gestänges um einen Gestängeabschnitt.

1 zeigt eine schematische Darstellung Anordnung 100 mit einer ersten Vorrichtung 200 zum Bewegen eines Arbeitsmittels im Erdreich 110 in einer ersten Betriebsart. Die Vorrichtung 200 ist im Keller 132 eines Gebäudes 130 angeordnet, um insbesondere ein Rohr 272 zwischen dem Keller 132 und einer Zielgrube 150 zu verlegen, ohne aufwendige Schachtarbeiten durchführen zu müssen
Das zu bewegende Arbeitsmittel kann sowohl ein Bohrkopf 260 (1 und 3) als auch ein Aufweitkonus 270 (2) sein. Die Vorrichtung 200 wird auch als Richtpressanlage bezeichnet und dient in der in 1 gezeigten ersten Betriebsart, bei der ein Antrieb zur linearen Bewegung des Gestänges 250 in Vorschubrichtung D1, d.h. ein Vorschub, zum Herstellen einer Pilotbohrung 120 erfolgt. Hierzu ist am vorderen Ende 254 eines aus mehreren Gestängeabschnitten 252 zusammengesetzten Gestänges 250 ein Bohrkopf 260 mit einer schrägen Steuerfläche 262 angeordnet. Anstelle des Bohrkopfs 260 können auch andere Arbeitsmittel mit den Gestängeabschnitten 252 verbunden sein.
In der ersten Betriebsart zum Herstellen der Pilotbohrung 120 mit Hilfe des Bohrkopfs 260 wird eine Vorschubeinheit 210 und eine Kupplungseinheit 220 der Vorrichtung 200 derart betrieben, dass ein Vorschub erfolgt und das vordere Ende 254 des Gestänges 250 mit dem Bohrkopf 260 von der Vorrichtung 200 wegbewegt wird.
Die Lage des Bohrkopfs 260 wird elektronisch geortet und der Bohrkopf 260 kann im Erdreich 110 gesteuert Kurven 122 fahren. Sobald der Bohrkopf 260 den Zielpunkt, z.B. die Zielgrube 150, erreicht hat, wird er von dem vorderen Ende 254 des Gestänges 250 getrennt und durch einen Aufweitkonus 270 ersetzt, an den ein Kabel und/oder ein Rohr 272, insbesondere ein HDPE-Rohr, angehängt werden kann. Der Aufweitkonus 270 wird durch das Gestänge 250 mit Hilfe der Vorrichtung 200 in einer in 2 dargestellten zweiten Betriebsart zur Vorrichtung 200 derart betrieben, dass ein Rückzug des Gestänges 250 erfolgt und den Aufweitkonus 270 entgegen der Vorschubrichtung D1 bewegt. Hierdurch wird das Erdreich 110 nach außen verdrängt und in den so erzeugten Bohrkanal 124 das Kabel oder das neue Rohr 272 eingezogen, wie dies in 2 gezeigt ist.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Bohrkopfs 260 der Vorrichtung 200 nach 1. Im Inneren des Bohrkopfs 260 ist eine Sonde (nicht dargestellt) zur Ortung des Bohrkopfs 260 angeordnet untergebracht. Am vorderen Ende des Bohrkopfs 260 ist die Steuerfläche 262 angeordnet. Um die Bohrrichtung der Pilotbohrung 120 zu ändern, wird die Steuerfläche 262 in eine Stellung gedreht, die eine gewünschte Änderung der Bohrrichtung bewirkt. Anschließend wird der Bohrkopf 260 ohne Drehung durchs Erdreich 110 gedrückt Hierdurch kann z.B. die Kurve 122 gefahren werden. Durch die Sonde im Bohrkopf 260 kann mit Hilfe eines Ortungsgerätes sowohl die Position des Bohrkopfs 260 als auch der Drehwinkel der Steuerfläche 262 ermittelt werden.
Zum Erzeugen eines geraden Abschnitts der Pilotbohrung 120 muss der Bohrkopf 260 beim Vorschub des Gestänges 250 kontinuierlich über das Gestänge 250 gedreht werden. Diese Drehung neutralisiert die Wirkung der Steuerfläche 262. Diese Drehung wird bei bekannten Richtpressanlagen manuell erzeugt.
4 und 5 zeigen jeweils eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung 200 nach 1 in einem ersten Betriebszustand ohne gesteuerte Drehbewegung. Zur besseren Darstellung sind Verkleidungselemente und ein Gestängevorratskasten der Vorrichtung 200 in den 4 bis 13 nicht dargestellt.
Die Vorrichtung 200 umfasst die Vorschubeinheit 210 zum Erzeugen einer linearen Bewegung des Gestänges 250 und die Kupplungseinheit 220 zum Festklemmen und Freigeben des Gestänges 250. Nach dem Festklemmen ist die Kupplungseinheit 220 in einem gekuppelten Zustand und nach dem Freigeben in einem nicht gekuppelten Zustand.
Die Vorrichtung hat einen Rahmen 230 mit zwei Haltearmen 232, 234, die Positionierlöcher 236 haben. Der Rahmen 230 hat Aufnahmelöcher 231, durch die geeignete Schrauben zur Wandbefestigung der Vorrichtung 200 hindurchgeführt werden können. Von dem mit Hilfe der Schrauben an einer senkrechten Kellerwand angebrachten Rahmen 230 stehen die Haltearme 232, 234 seitlich ab. Eine Anordnung aus Vorschubeinheit 210 und Kupplungseinheit 220 ist verschiebbar auf den Armen 232, 234 angeordnet und über Bolzen oder Schrauben mit den Positionslöchern 236 der Arme 232, 234 verbindbar. Während des Betriebs der Vorrichtung 200 wird die Position der Anordnung auf den Haltearmen 232, 234 im Allgemeinen nicht verändert. Bei anderen Ausführungsformen kann die Anordnung auch fest mit den Armen 232. 234 verbunden oder nur an einer Position mit den Armen 232, 234 verbindbar oder fest verbunden sein.
Die Antriebseinheit 210 umfasst zwei Hydraulikzylinder 212,214 und einen Verschiebeschlitten 216. Die Längsachsen der Zylinder 212, 214 verlaufen parallel zueinander und parallel zur Längsachse des Gestängeabschnitts 252. Vorzugsweise ist der Gestängeabschnitt 252 mittig zwischen den Zylindern 212, 214 angeordnet.
Die Zylinder 212, 214 können so angesteuert werden, dass sie ausgefahren und eingefahren werden, so dass der Schlitten 216 und die fest mit dem Schlitten 216 verbundene Kupplungseinheit 220 relativ zum ortsfesten Rahmen 230 in Vorschubrichtung D1 und entgegengesetzte zur Vorschubrichtung D1 bewegt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Antriebseinheit 210 anstatt der Hydraulikzylinder 212, 214 auch andere Antriebe haben, insbesondere Elektroantriebe, die als Spindelantriebe ausgeführt sein können.
Der Unterschied zwischen dem Abstand des Schlittens 216 zum Rahmen 230 im eingefahrenen Zustand der Zylinder 212, 214 und dem Abstand des Schlittens 216 zum Rahmen 230 im ausgefahrenen Zustand der Zylinder 212, 214 wird als Hub der Vorrichtung 200 bezeichnet. Der Hub ist somit die Strecke, die der Gestängeabschnitt 252 in einem Arbeitsgang der Vorrichtung 200 linear bewegt werden kann, je nach Bedienung der Vorrichtung in Vorschubrichtung D1 oder in entgegengesetzte Richtung. In den 4 und 5 sind die Zylinder 212, 214 in dem ausgefahrenen Zustand (erster Betriebszustand), in den 6 und 7 im halb eingefahrenen Zustand (zweiter Betriebszustand) und in 8 im eingefahrenen Zustand (dritter Betriebszustand) dargestellt. Der Hub zum Vorschub des Gestänges 250 beträgt 250 mm. Bei einem Hub kann das Gestänge 250 um maximal 40° gedreht werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Vorrichtung einen Hub im Beriech von 200 mm bis 500 mm haben, wobei das Gestänge 250 bei jedem Hub um 40° bis 80° gedreht werden kann.
Die Gestängeabschnitte 252 haben bei der vorliegenden Ausführungsform eine Länge von 500 mm. Bei anderen Ausführungsformen können die Gestängeabschnitte 252 eine Länge im Bereich von 300 mm bis 1000 mm haben. Vorzugsweise haben alle Gestängeabschnitte 252 des Gestänges 250 dieselbe Länge.
Die Vorrichtung 200 hat ferner eine Sicherungseinheit 280, die einen Aufnahmebereich 281 hat, in den ein zum Aufnahmebereich 281 komplementärer Gestängeteilabschnitt drehfest aufgenommen und dadurch mit Hilfe der Sicherungseinheit 280 gegen Drehung gesichert werden kann. Der Aufnahmebereich 281 kann maulförmig ausgebildet sein, insbesondere ein Maulschlüssel, wie ein selbsjustierender Maulschlüssel oder ein verstellbarer Einmaulschlüssel, sein. Die Sicherungseinheit 280 wird über eine Haltelasche 283 an einem mit dem Schlitten 216 verbundenen Haltebolzen 282 gehalten. Alternativ kann die Sicherungseinheit 280 ein Langloch 284 aufweisen, durch das der Haltebolzen 282 ragt, um die Sicherungseinheit 280 am Schlitten 216 gegen Drehung zu sichern. Bei anderen Ausführungsformen kann die Sicherungseinheit 280 auch anders gegen Verdrehung an der Vorrichtung 200 gesichert sein.
Ein Gestängeabschnitt 252 und somit das gesamte Gestänge 250 mit dem Arbeitsmittel 260, 270 kann durch die Sicherungseinheit 280 gegen Drehung gesichert werden, um beispielsweise beim Vorschub ein weiteres Gestängeabschnitt an den letzten Gestängeabschnitt 252 des Gestänges 250 angeschraubt wird. In gleicher Weise kann beim Rückzug des Gestänges 250 der vorletzte Gestängeabschnitt gegen Drehung gesichert werden, um den letzten Gestängeabschnitt vom vorletzten Gestängeabschnitt abschrauben zu können.
Bei der vorliegenden Ausführungsform können zwei jeweils mit dem Schlitten fest verbundene Haltebolzen 282 vorgesehen sein, so das die Sicherungseinheit 280 je nach Drehrichtung des zu verbindenden oder zu trennenden Gestängeabschnitts 252 eine andere Position des Sicherungselements 280 genutzt werden kann, um eine einfache Aufnahme des Gestängeteilabschnitts in den maulförmigen Aufnahmebereich zu ermöglichen. Der Gestängeteilabschnitt hat insbesondere zwei parallele Kontaktflächen an der Außenseite des Gestängeabschnitts 252.
Die Kupplungseinheit 220 umfasst einen Betätigungshebel 222 und Klemmbacken 226, 228. Wird der Betätigungshebel 222 nach vorne in Vorschubrichtung D1 gedrückt, verkeilen sich die beiden Klemmbacken 226, 228 mit dem Gestängeabschnitt 252. Die beiden Zylinder212, 214 werden so angesteuert, dass der Schlitten 216 in Vorschubrichtung D1 bewegt wird und die Kupplungseinheit 220 und das Gestänge 250 nach vorne ins Erdreich 110 schiebt. Gleichzeitig muss die Bedienperson mit dem Betätigungshebel 222 das Gestänge 250 drehen, wenn die Pilotbohrung 120 einen geraden Verlauf haben soll. Dies erfordert von der Bedienperson Kraft und Konzentration.
Um z.B. die Kurve 122 zu erzeugen, wird die Steuerfläche 262 des Bohrkopfs 260 so gedreht, dass die Steuerfläche 262 nach oben zeigt. Anschließend erfolgt der weitere Vorschub ohne Drehung des Gestänges 250, so dass der Bohrkopf 260 nach unten abgelenkt wird. Nachdem die gewünschte Tiefe erreicht ist, wird der Bohrkopf 260 um 180° gedreht, so dass seine Steuerfläche 262 nach unten zeigt. Anschließend erfolgt wiederum ein Vorschub ohne Drehung, so dass der Bohrkopf 260 wieder nach oben bewegt wird. Anschließend wird der Bohrkopf 260 nochmals um 180° gedreht, so dass seine Steuerfläche 262 wieder nach oben zeigt. Es erfolgt wiederum ein Vorschub ohne Drehung des Gestänges 250 bis der Bohrkopf 260 in der ursprünglichen Tiefe waagerecht ausgerichtet ist und der Vorschub unter kontinuierlicher Drehung des Gestänges 250 fortgesetzt wird, wodurch nach der Kurve 122 ein weiterer gerader Abschnitt der Pilotbohrung 120 erzeugt wird. Nach dem gleichen Prinzip können auch seitliche Kurven der Pilotbohrung 120 erzeugt werden.
Bei den in den 4 bis 8 gezeigten Ausführungsformen führt die Bedienperson die Drehbewegung des Gestänges 250 manuell mit Hilfe des Betätigungshebels 222 aus.
Bei den in den 9 bis 13 gezeigten Ausführungsformen erfolgt ein automatisches Geradeausbohren durch ein gesteuertes Drehen des Gestänges 250. Beim automatischen Geradeausbohren betätigt die Bedienperson mit Hilfe des Betätigungshebels 222 zwar die Klemmbacken 226, 228 der Kupplungseinheit 220, die Drehung des Gestänges 250 erfolgt jedoch beim Vorschub des Gestänges 250 durch die Führungselemente 244, 246. Das erste Führungselement 244 ist im gekuppelten Zustand der Kupplungseinheit 220 drehfest mit dem Gestänge 250 verbunden, so dass bei einer entsprechenden Kraft auf das erste Führungselement 244 im gekuppelten Zustand der Kupplungseinheit 220 das Gestänge 250 mit dem Bohrkopf 260 gedreht wird.
Das zweite Führungselement 246 ist in einer in den 4 bis 8 gezeigten abgeschwenkten Position und in den 9 bis 13 gezeigten Position zum gesteuerten Geradeausbohren gezeigt. Zum Wechsel des Führungselements 246 von der abgeschwenkten Position in die Position zum gesteuerten Geradeausbohren wird das zweite Führungselement 246 heruntergeklappt. Bei anderen Ausführungsformen kann das Führungselement 246 alternativ auch umgesteckt oder nur in einer Position mit dem Rahmen 230 verbindbar sein. Zur Richtungsänderung der Pilotbohrung 120 kann das zweite Führungselement 246 auch ganz vom Rahmen 230 getrennt werden.
In dem in 9 und 10 gezeigten ausgefahrenen Betriebszustand der Zylinder 212, 214 wird der Betätigungshebel 222 entgegen der Drehrichtung D2 des Gestänges 250 gedreht bis das erste Führungselement 244 einen Kontaktbereich 248 des zweiten Führungselements 246 an einer ersten Eingriffsposition P1 kontaktiert. Anschließend wird der Betätigungshebel 222 nach vorn gedrückt, so dass die Kupplungseinheit 220 einkuppelt und eine Verbindung zu dem in der Vorrichtung 200 vorhandenen Gestängeabschnitt 252 herstellt. Nach dem Kuppeln wird der Vorschub gestartet, indem die Zylinder 212, 214 eingefahren werden. Mit der so erzeugten Vorschubkraft verkeilen sich die Klemmbacken 224, 226 der Kupplungseinheit 220 mit dem Gestänge 250, so dass der Bedienhebel 222 nach dem Verkeilen nicht mehr durch die Bedienperson nach vorn gedrückt werden muss. Es ist ein ersterTeilabschnitt 248a des Kontaktbereichs 248 vorgesehen, in dem der Kontaktbereich 248 parallel zur Längsachse des Gestängeabschnitts 252 verläuft. Dieser erste Teilabschnitt 248a hat vorzugsweise eine Länge zwischen 5 mm und 30 mm, insbesondere eine Länge zwischen 10 mm und 20 mm. Bei einer Bewegung des ersten Führungselements 244 entlang des ersten Teilabschnitts 248a wird somit nur eine Kraft in Vorschubrichtung D1 nicht in Drehrichtung D2 auf den Gestängeabschnitt 252 übertragen. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Klemmbacken 244, 246 sicher mit dem Gestängeabschnitt 252 verkeilen, bzw. dass die Klemmbacken 244, 246 den Gestängeabschnitt 252 sicher klemmen können. Beim weiteren Vorschub, d.h. beim weiteren Einfahren der Zylinder 212, 214, kontaktiert das erste Führungselement 244 den zweiten Teilabschnitt 248b des Kontaktbereichs 248.
Der zweite Teilabschnitt 248b des Kontaktbereich 248, der sich in Vorschubrichtung unmittelbar an den ersten Teilabschnitt 248a anschließt, hat einen spiralförmigen Verlauf um die Längsachse des Gestängeabschnitts 252. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat der spiralförmige Verlauf eine gleichmäßige Steigung. Bei anderen Ausführungsformen kann der spiralförmige Verlauf eine ungleichmäßige Steigung, insbesondere eine zunehmende Steigung, haben.
Beim Vorschub wird das erste Führungselement 244 entlang des zweiten Teilabschnitts 248b des Kontaktbereichs 248 bewegt, wodurch das erste Kontaktelement 244 zusammen mit den Klemmbacken 224, 226 und dem Betätigungshebel 222 entlang der spiralförmigen Bahn bewegt und der Gestängeabschnitt 252 beim Vorschub gedreht wird. Der Verlauf der Drehbewegung ist von dem Verlauf insbesondere von der Steigung des spiralförmigen Verlaufs des zweiten Teilabschnitts 248b abhängig. Wie bereits oben erwähnt wird das Gestänge 250 bei einem Hub um einen Drehwinkel von 40° in Drehrichtung D2 zwischen der in den 9 und 10 und der in 13 gezeigten Position gedreht. In 13 kontaktiert das erste Führungselement 244 den Kontaktbereich des zweiten Führungselements an einer zweiten Eingriffsposition P2.
Durch einen Austausch des zweiten Führungselements 246 gegen ein weiters zweites Führungselement mit einer von der spiralförmigen Steigung des Kontaktbereichs 248 des Weiteren zweiten Führungselements gegenüber der spiralförmigen Steigung des Kontaktbereichs 248 des zweiten Führungselements 246, kann das Gestänge 250 bei einem Hub um einen größeren oder kleineren Drehwinkel gedreht werden. Insbesondere kann die Steigung derart ausgebildet sein, dass eine Drehung in Drehrichtung D2 um einen Drehwinkel im Bereich von 41° bis 80° pro Hub erfgolgt.
Das erste Führungselement 244 hat vorzugsweise eine Mitnehmerrolle 245, die bei einer Bewegung entlang des Kontaktbereichs 248 an einer Kontaktfläche des Kontaktbereichs 248 abrollt. Hierdurch sind der Kraftaufwand und der Verschleiß beim Betrieb der Vorrichtung 200 gering.
Bei heruntergeklappten bzw. bei einem entsprechend installierten zweiten Führungselement 246 wird das Gestänge 250 automatisch kontinuierlich in Drehrichtung D1 gedreht und die Vorrichtung 200 bohrt automatisch einen geraden Abschnitt der Pilotbohrung 120, d.h. die Vorrichtung 200 bohrt geradeaus.
Nach einem Hub in Vorschubrichtung D1 wird die Vorrichtung 200 derart gesteuert, dass die beiden Zylinder 212, 214 wieder ausfahren. Gleichzeitig oder zuvor löst die Bedienperson durch Zurückziehen des Betätigungshebels 222 die Klemmbacken 224, 226 der Kupplungseinheit 220. Nach dem Ausfahren der Zylinder 212, 214 in die in den 8 und 9 gezeigte Position wird der Betätigungshebel 222 zusammen mit den Klemmbacken 224, 246 der nicht gekuppelten Kupplungseinheit 220 durch die Bedienperson wieder von Hand in die Ausgangsstellung gedreht, in der sich das erste Führungselement 244 und das zweite Führungselement 246 wieder in der ersten Eingriffsposition P1 kontaktieren. Bei dieser Bewegung wird das Gestänge 250 nicht gedreht. Für einen weiteren Hub drückt die Bedienperson den Betätigungshebel 222 nach vorn, wodurch sich die Klemmbacken 224, 226 der Kupplungseinheit 220 verklemmen und das Gestänge 250 wird während des Hubs in Vorschubrichtung D1 durch den Kontakt der Führungselemente 244, 246 wieder um 40° gedreht.
Um die Richtung der Pilotbohrung 120 zu ändern, wird das zweite Führungselement hochgeklappt, wie in den 4 bis 8 gezeigt, oder von der Vorrichtung 200 entfernt. Das Ändern der Richtung erfolgt dann wie in Verbindung mit den 4 bis 8 beschrieben.
14 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten Vorrichtung 300 zum Bewegen eines Arbeitsmittels 260, 270 im Erdreich 110. Elemente mit gleichem Aufbau oder gleicher Funktion haben dieselben Bezugszeichen.
Im Unterschied zu der Vorrichtung 200 mit Wandhalterung zum Bohren aus einem Keller 132 heraus dient die Vorrichtung 300 zum Bohren aus einer Grube heraus. Hierzu wird die Vorrichtung 300 in einer Grube angeordnet. Die Pilotbohrung 120 wird dann von der Grube gestartet und kann in einem Haus 130 oder einer weiteren Grube enden. Hierfür hat die Vorrichtung 300 einen verstellbaren Grubenverbau 290, der verstellbare Verbindungsarme 292, 294 sowie Stütz- und Aufstellelemente 296, 298 hat. Jeweils ein Ende der Verbindungsarme 292, 294 ist mit einem der Stütz- und Aufstellelemente 296, 298 verbunden. Die Stütz- und Aufstellelemente 296, 298 haben jeweils zwei Handgriffe 296a, 296b, 298a, 298b, so dass der Grubenverbau 290 einfach von zwei Personen getragen werden kann. In die Handgriffe 296a, 296b, 298a, 298b können auch Hebezeuge eingehängt werden, um den Grubenverbau 290 ggf. zusammen mit der Anordnung aus Vorschubeinheit 210 und Kupplungseinheit 220 in eine bzw. aus einer Grube zu heben.
Die Anordnung aus Vorschubeinheit 210 und Kupplungseinheit 220 ist in gleicher Weise wie bei der Vorrichtung 200 verschiebbar auf den Armen 292, 294 angeordnet und hat denselben Aufbau und dieselbe Funktion wie die Anordnung aus Vorschubeinheit und Kupplungseinheit 220 der Vorrichtung 200. Die Vorrichtung 300 ist mit einem Staberder 310 verbunden. Bei anderen Ausführungsformen kann auch kein Staberder 310 vorgesehen sein.
Die Stütz- und Aufstellelemente 296, 298 des Grubenverbaus 290 dienen insbesondere dazu, Bohr- und Einzugskräfte ins Erdreich 110 einleiten zu können. Diese Kräfte liegen bei gängigen Richtpressanlagen bei 12 bis 20 Tonnen.
Die Anordnung aus Vorschubeinheit 210 und Kupplungseinheit 220 kann innerhalb des Grubenverbaus 290 nach hinten versetzt, um insbesondere ein neues Rohr und die Arbeitsmittel, insbesondere den Aufweitkonus 270, in die Grube ziehen zu können.
15 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Gestängeabschnitts 400 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Gestängeabschnitt 400 kann als Gestängeabschnitt 252 zum Herstellen eines Gestänges 250 in Verbindung mit den Vorrichtungen 200, 300 nach den 4 bis 14 eingesetzt werden.
An seinem in Vorschubrichtung D1 vorderen Ende 410 hat der Gestängeabschnitt 400 ein erstes kegeliges Innengewinde 412 und an seinen gegenüberliegenden hinteren Ende 420 ein zum ersten kegeligen Innengewinde 412 komplementäres zweites kegeliges Außengewinde 422, so dass das erste Ende 410 des Gestängeabschnitts 400 mit dem zweiten Ende eines gleichartigen Gestängeabschnitts über eine Schraubverbindung verbindbar ist. Auf diese Weise kann das Gestänge 250 je nach Bedarf einfach verlängert oder verkürzt werden.
An das zweite keglige Außengewinde 422 schließt sich ein Verbindungsbereich 430 mit einem Außensechskant 432 an, wobei das Außensechskant 432 in Vorschubrichtung D1 unmittelbar hinter dem Außengewinde 422 angeordnet ist. Mit dem Verbindungsbereich 430, bzw. mit dem Sechskant 432, ist ein mobiles Werkzeug zum Übertragen eines Drehmoments sowohl in Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verbindbar. Hierdurch kann der Gestängeabschnitt 400 einfach mit Hilfe des mobilen Werkzeugs gedreht werden, um eine Schraubverbindung zwischen zwei Gestängeabschnitten 400 über die Gewinde 412, 422 herzustellen oder zu lösen. Der Durchmesser des Verbindungsbereichs 430, bzw. der Hüllkreis des Sechskants 432, ist kleiner als der kleinste Durchmesser des kegeligen Außengewindes 422, so dass das Innengewinde 412 einfach auf das Außengewinde 422 geschraubt werden kann. Das Innengewinde 412 ist so dimensioniert, dass im Inneren des Gestängeabschnitts 400 genügend Platz vorhanden ist, den Verbindungsbereich 430 beim Herstellen der Schraubverbindung zwischen zwei gleichartigen Gestängeabschnitten 400 aufzunehmen. Alternativ kann sich an den Bereich des Innengewindes 412 eine Aussparung im Inneren des Gestängeabschnitts 400 zur Aufnahme des Verbindungsbereichs 430 anschließen.
Auf das Außensechskant 432 kann einfach eine zum Sechskant 432 komplementäre Nuss eines motorisch angetriebenen Schraubers aufgesteckt werden, so dass der Gestängeabschnitt 400 zum Herstellen und Lösen von Schraubverbindungen mit komplementären Gestängeabschnitten 400 durch Betätigung des Schraubers gedreht werden kann.
16 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung des Gestängeabschnitts 400 gemäß der ersten Ausführungsform.
17 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Gestängeabschnitts 500 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Gestängeabschnitt 500 kann als Gestängeabschnitt 252 zum Herstellen eines Gestänges 250 in Verbindung mit den Vorrichtungen 200, 300 nach den 4 bis 14 eingesetzt werden.
An seinem in Vorschubrichtung D1 vorderen Ende 510 hat der Gestängeabschnitt 500 ein erstes kegeliges Innengewinde 512 und an seinen gegenüberliegenden hinteren Ende 520 ein zum ersten kegeligen Innengewinde 512 komplementäres zweites kegeliges Außengewinde 522, so dass das erste Ende 510 des Gestängeabschnitts 500 mit dem zweiten Ende eines gleichartigen Gestängeabschnitts über eine Schraubverbindung verbindbar ist. Auf diese Weise kann das Gestänge 250 je nach Bedarf einfach verlängert oder verkürzt werden.
An das zweite keglige Außengewinde 522 schließt sich ein Verbindungsbereich 530 mit einem Außensechskant 532 an, wobei das Außensechskant 532 in Vorschubrichtung D1 unmittelbar vor dem Außengewinde 522 angeordnet ist. Mit dem Verbindungsbereich 530, bzw. mit dem Sechskant 532, ist ein mobiles Werkzeug zum Übertragen eines Drehmoments sowohl in Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verbindbar. Hierdurch kann der Gestängeabschnitt 500 einfach mit Hilfe des mobilen Werkzeugs gedreht werden, um eine Schraubverbindung zwischen zwei Gestängeabschnitten 500 über die Gewinde 512, 522 herzustellen oder zu lösen. Der Durchmesser des Verbindungsbereichs 530, bzw. der Hüllkreis des Sechskants 532, ist kleiner als der Durchmesser des restlichen Gestängeabschnitts 500 bzw. kleiner als die Stelle des Gestängeabschnitts 500 mit dem größten Durchmesser.
Auf das Außensechskant 532 kann einfach eine zum Sechskant 532 komplementäre Nuss eines motorisch angetriebenen Schraubers aufgesteckt werden, so dass der Gestängeabschnitt 500 zum Herstellen und Lösen von Schraubverbindungen mit komplementären Gestängeabschnitten 500 durch Betätigung des Schraubers gedreht werden kann.
18 zeigt eine perspektivische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts des Gestängeabschnitts 500 gemäß der zweiten Ausführungsform.
19 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Gestängeabschnitts 600 gemäß einer dritten Ausführungsform. Der Gestängeabschnitt 600 kann als Gestängeabschnitt 252 zum Herstellen eines Gestänges 250 in Verbindung mit den Vorrichtungen 200, 300 nach den 4 bis 14 eingesetzt werden.
An seinem in Vorschubrichtung D1 vorderen Ende 610 hat der Gestängeabschnitt 600 ein erstes kegeliges Außengewinde 612 und an seinen gegenüberliegenden hinteren Ende 620 ein zum ersten kegeligen Außengewinde 612 komplementäres zweites kegeliges Innengewinde 622, so dass das erste Ende 610 des Gestängeabschnitts 600 mit dem zweiten Ende eines gleichartigen Gestängeabschnitts über eine Schraubverbindung verbindbar ist. Auf diese Weise kann das Gestänge 250 je nach Bedarf einfach verlängert oder verkürzt werden.
Um das zweite keglige Innengewinde 622 herum ist ein Verbindungsbereich 630 mit einem Außensechskant 632 angeordnet. Mit dem Verbindungsbereich 630, bzw. mit dem Sechskant 632, ist ein mobiles Werkzeug zum Übertragen eines Drehmoments sowohl in Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verbindbar. Hierdurch kann der Gestängeabschnitt 600 einfach mit Hilfe des mobilen Werkzeugs gedreht werden, um eine Schraubverbindung zwischen zwei Gestängeabschnitten 600 über die Gewinde 612, 622 herzustellen oder zu lösen. Der Durchmesser des Verbindungsbereichs 630, bzw. der Hüllkreis des Sechskants 632, ist kleiner als der Durchmesser des restlichen Gestängeabschnitts 600 bzw. kleiner als die Stelle des Gestängeabschnitts 600 mit dem größten Durchmesser.
Auf das Außensechskant 632 kann einfach eine zum Sechskant 632 komplementäre Nuss eines motorisch angetriebenen Schraubers aufgesteckt werden, so dass der Gestängeabschnitt 600 zum Herstellen und Lösen von Schraubverbindungen mit komplementären Gestängeabschnitten 600 durch Betätigung des Schraubers gedreht werden kann.
20 zeigt eine perspektivische Darstellung des Gestängeabschnitts 600 gemäß der dritten Ausführungsform.
21 zeigt eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Gestängeabschnitts 700 gemäß einer vierten Ausführungsform. Der Gestängeabschnitt 400 kann als Gestängeabschnitt 252 zum Herstellen eines Gestänges 250 in Verbindung mit den Vorrichtungen 200, 300 nach den 4 bis 14 eingesetzt werden.
An seinem in Vorschubrichtung D1 vorderen Ende 710 hat der Gestängeabschnitt 700 ein erstes kegeliges Innengewinde 712 und an seinen gegenüberliegenden hinteren Ende 720 ein zum ersten kegeligen Innengewinde 712 komplementäres zweites kegeliges Außengewinde 722, so dass das erste Ende 710 des Gestängeabschnitts 700 mit dem zweiten Ende eines gleichartigen Gestängeabschnitts über eine Schraubverbindung verbindbar ist. Auf diese Weise kann das Gestänge 250 je nach Bedarf einfach verlängert oder verkürzt werden.
Im inneren des zweiten kegligen Außengewindes 722 ist ein Verbindungsbereich 730 mit einem Innensechskant 732 angeordnet. Mit dem Verbindungsbereich 730, bzw. mit dem Sechskant 732, ist ein mobiles Werkzeug zum Übertragen eines Drehmoments sowohl in Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verbindbar. Hierdurch kann der Gestängeabschnitt 700 einfach mit Hilfe des mobilen Werkzeugs gedreht werden, um eine Schraubverbindung zwischen zwei Gestängeabschnitten 700 über die Gewinde 712, 722 herzustellen oder zu lösen.
In das Innensechskant 732 kann einfach eine zum Sechskant 732 komplementärer Au-ßensechskant motorisch betriebenen Schraubers aufgesteckt werden, so dass der Gestängeabschnitt 700 zum Herstellen und Lösen von Schraubverbindungen mit komplementären Gestängeabschnitten 700 durch Betätigung des Schraubers gedreht werden kann.
22 zeigt eine perspektivische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts des Gestängeabschnitts 700 gemäß der vierten Ausführungsform.
Die Verbindungsbereiche 432, 532, 632, 732 der Gestängeabschnitte 400, 500, 600, 700 sind bei den gezeigten Ausführungen als 6-kant ausgeführt. Bei anderen Ausführungsformen können die Verbindungsbereiche 432, 532, 632, 732 auch mehr oder weniger Kanten haben und insbesondere als 4-kant oder 8-kant ausgeführt sein. Es sind dann entsprechende zu den Verbindungsbereichen 432, 532, 632, 732 komplementäre Werkzeuge zu verwenden. Alternativ können die Verbindungsbereiche 432, 532, 632, 732 auch andere Schraubenmitnahmeprofile, wie Innensechsrund- bzw. Außensechsrund-Profile als Innenprofile oder Außenprofile aufweisen, wobei dann entsprechende zu den Verbindungsbereichen 432, 532, 632, 732 komplementäre Werkzeuge zu verwenden sind. Ferner können die Gestängeabschnitte 252, 400, 500, 600, 700 eine entlang ihrer Längsachse verlaufende innere Öffnung haben und somit als Rohr ausgebildet sein. Hierdurch wird insbesondere Material und Geweicht eingespart.
23 zeigt die Vorrichtung 200 nach den 4 bis 13 beim Verlängern des Gestänges 250 um einen Gestängeabschnitt 400. In den 4 bis 13 ist die Sicherungseinheit 280 in einem ersten Betriebszustand gezeigt, in dem die Sicherungseinheit 280 in einer deaktivierten Position angeordnet ist. In der deaktivierten Position ist das Gestänge nicht im Aufnahmebereich 281 der Sicherungseinheit 280 angeordnet. In 23 ist die Sicherungseinheit 280 in einem zweiten Betriebszustand dargestellt, in dem ein Teil des Gestängeabschnitts 252 im Aufnahmebereich 281 der Sicherungseinheit 280 aufgenommen ist. Die Sicherungseinheit 280 umfasst eine selbsthemmende Einhandrohrzange 285, die zum Sichern des Gestängeabschnitts 252 gegen Verdrehen in Drehrichtung D2 dient. Der Griff der Einhandrohrzange 285 ist verschiebbar in der Führungslasche 283 aufgenommen. Die Führungslasche 283 ist auf einen ortsfest mit dem Schlitten 216 verbundenen Haltebolzen 282 gesteckt, um diesen drehbar angeordnet und auf diesem Haltebolzen 282 durch einen Splint 286 gesichert. Zum Ändern des Betriebszustands der Sicherungseinheit 280, vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wird die Rohrzange 285 an dem den Aufnahmebereich 281 umfassenden Ende angehoben und in Richtung der Führungslasche 283 geschoben, bis der Aufnahmebereich 281 oberhalb des Gestängeabschnitts 252 angeordnet ist. Anschießend wird die Rohrzange 285 losgelassen, so dass sich der Aufnahmebereich 281 nach unten bewegt, bis ein Teil des Gestängeabschnitts 252 im Aufnahmebereich 281 angeordnet ist. Die Rohrzange 285 ist so eingestellt, dass sich die den Aufnahmebereich 281 begrenzenden Backen der Rohrzange 285 bei einer Drehung des Gestängeabschnitts 252 in Drehrichtung D2 mit dem Gestängeabschnitt 252 verkeilen und dadurch den Gestängeabschnitt 252 an einer Drehung in Drehrichtung D2 hindern. Der zum Verlängern des Gestänges 250 an den Gestängeabschnitts 252 zu schraubende Gestängeabschnitt 400 wird dann mit dem vorderen Ende 410 an das hintere Ende des Gestängeabschnitts 252 geschraubt. Hierzu ist der Außensechskant 432 des Verbindungsbereichs 430 in einer Nuss 810 eines elektrischen Schlagschraubers 800 aufgenommen, so dass das vordere erste Gewinde 412 des Gestängeabschnitts 400 durch eine Aktivierung des Schlagschraubers 800 in das hintere zweite Gewinde des Gestängeabschnitts 252 geschraubt wird. Das maximale Drehmoment des Schlagschraubers 800 ist auf einen Wert unterhalb des Maximaldrehmoments begrenzt, um erforderlichenfalls ein größeres Drehmoment zum späteren Auseinanderschrauben der Gestängeabschnitte 252, 400 nutzen zu können.
24 zeigt die Vorrichtung nach 23 beim Verkürzen des Gestänges 250 um einen Gestängeabschnitt 400. In 23 ist die Sicherungseinheit 280 in einem dritten Betriebszustand dargestellt, in dem die Rohrzange 285 gegenüber dem zweiten Betriebszustand in einer anderen Position angeordnet ist. Der Griff der Einhandrohrzange 285 ist im dritten Betriebszustand verschiebbar in der Führungslasche 283 aufgenommen. Die Führungslasche 283 ist auf einen zweiten ortsfest mit dem Schlitten 216 verbundenen Haltebolzen 288 gesteckt, um diesen drehbar angeordnet und auf diesem Haltebolzen 288 durch einen Splint 286 gesichert. In dem dritten Betriebszustand ist ebenfalls ein Teil des Gestängeabschnitts 252 in den Aufnahmebereich 281 der Rohrzange 285 aufgenommen. In der dritten Betriebsart der Sicherungseinheit 280 dient diese zum Sichern des Gestängeabschnitts 252 gegen Verdrehen entgegen der Drehrichtung D2. Dies ist erforderlich, um den letzten Gestängeabschnitt 400 (in 23 nicht dargestellt) vom vorletzten Gestängeabschnitt 252 zu trennen, indem der Gestängeabschnitt 400 vom Gestängeabschnitt 252 abgeschraubt wird. Hierzu ist der Außensechskant 432 des Verbindungsbereichs 430 des abzuschraubenden Gestängeabschnitts 400 in der Nuss 810 des elektrischen Schlagschraubers 800 aufgenommen, so dass das vordere erste Gewinde 412 des Gestängeabschnitts 400 durch eine Aktivierung des Schlagschraubers 800 aus dem hinteren zweiten Gewinde des Gestängeabschnitts 252 geschraubt wird. Das Drehmoment des Schlagschraubers 800 ist hierbei vorzugsweise nicht auf einen Wert unterhalb des Maximaldrehmoments begrenzt, so dass das volle Drehmoment des Schlagschraubers 800 beim Abschrauben des hinteren Gestängeabschnitts 400 zur Verfügung steht.
Der elektrisch angetriebener Schlagschrauber 800 hat vorzugsweise einen Wechselakkumulator zur Energieversorgung. Alternativ kann ein einfacher elektrischer Schrauber, der vorzugsweise einen Wechselakkumulator umfasst, eingesetzt werden. Alternativ kann auch ein pneumatisch oder hydraulisch angetriebener Schrauber verwendet werden, die vorzugsweise als Schlagschrauber ausgeführt sind.
Die Sicherungseinheit 280 zum Verhindern einer Drehung des Gestängeabschnitts 252 kann bei anderen Ausführungsformen auch eine hydraulische oder mechanische Klemmvorrichtung sein.
Das Gestänge 250 kann bei der Vorrichtung 300 in gleicher Weise verlängert und verkürzt werden, wie für die Vorrichtung 200 beschrieben.
Anstatt der kegelförmigen Gewinde 412, 422, 512, 522, 612, 622, 712, 722 können auch zylindrische Gewinde eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

110: Erdreich
120: Pilotbohrung
122: Kurve
130: Gebäude
132: Keller
150: Zielgrube
200,300: Vorrichtung
210: Vorschubeinheit
212,214: Zylinder
216: Schlitten
220: Kupplungseinheit
222: Hebel
224: Klemmeinheit
226,228: Klemmelemente
230: ortsfester Rahmen
231: Aufnahmelöcher zur Wandbefestigung
232,234: Haltearme
236: Positionslöcher
244, 246: Führungselement
245: Mitnehmerrolle
248: Kontaktbereich
250: Gestänge
252, 400, 500, 600, 700: Gestängeabschnitt
254: Gestängeende
260: Bohrkopf
262: Steuerfläche
270: Aufweitkonus
272: Rohr
280: Sicherungseinheit
281: Aufnahmebereich
282, 288: Haltebolzen
283: Führungslasche
284: Langloch
285: Rohrzange
286: Splint
290: Grubenverbau
292, 294: einstellbare Verbindungsarme
296, 298: Stütz- und Aufstellelemente
296a, 296b, 298a, 298b: Tragegriffe
310: Staberder
410, 510, 610, 710: erstes vorderes Ende
412, 512, 612, 712: erstes Gewinde
420, 520, 620, 720: zweites hinteres Ende
422, 522, 622, 722: zweites Gewinde
430, 530, 630, 730: Verbindungsbereich
432, 532, 632, 732: Sechskant
P1, P2: Eingriffsposition
D1: Vorschubrichtung, Längsachse Gestänge
D2: Drehrichtung

Claims

Gestängeabschnitt zum Herstellen eines Gestänges aus mehreren Gestängeabschnitten zur Verbindung mit einem Arbeitsmittel, wobei der Gestängeabschnitt (252, 400, 500, 600, 700) einen zylinderförmigen Grundkörper hat, dessen Mittelachse die Längsachse des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) bildet, an dem ersten Ende (410, 510, 610, 710) des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) ein erstes Gewinde (412, 512, 612, 712) vorhanden ist und an dem zweiten Ende (420, 520, 620, 720) des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) ein zum ersten Gewinde (412, 512, 612, 712) komplementäres zweites Gewinde (422, 522, 622, 722) vorhanden ist, so dass das erste Ende (410, 510, 610, 710) des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) mit dem zweiten Ende eines gleichartigen Gestängeabschnitts über eine Schraubverbindung verbindbar ist, wobei das zweite Ende (420, 520, 620, 720) des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) zusätzlich zu dem zweiten Gewinde (422, 522, 622, 722) einen Verbindungsbereich (430, 530, 630, 730) hat, mit dem ein mobiles Werkzeug (800) zum Übertragen eines Drehmoments sowohl in Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn verbindbar ist.
Gestängeabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gewinde (412, 512, 612, 712) ein Außengewinde und das zweite Gewinde (422, 522, 622, 722) ein Innengewinde ist, oder dass das erste Gewinde (412, 512, 612, 712) ein Innengewinde und das zweite Gewinde (422, 522, 622, 722) ein Außengewinde ist.
Gestängeabschnitt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (430, 530, 630, 730) als Innensechskant (732) ausgebildet ist und das Werkzeug (800) einen zum Innensechskant komplementären antreibbaren Au-ßensechskant umfasst, oder dass der Verbindungsbereich (430, 530, 630) als Außensechskant (432, 532, 632) ausgebildet ist und das Werkzeug (800) einen zum Außensechskant (432, 532, 632) komplementären antreibbaren auf den Außensechskant (432, 532, 632) aufsteckbaren Innensechskant (810) umfasst.
Gestängeabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (530) sich an das zweite Gewinde (522) in Richtung des ersten Endes (510) des Gestängeabschnitts (500) anschließt, wobei der Hüllkreis eines Außensechskants (532) des Verbindungsbereichs (530) vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser der Mantelfläche des Gestängeabschnitts (500) ist.
Gestängeabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (430) sich an das zweite Gewinde (422) in Richtung vom ersten Ende (410) des Gestängeabschnitts (400) weg anschließt, wobei der Hüllkreis eines Außensechskants (432) des Verbindungsbereichs (430) vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser des zweiten Gewindes (422) ist.
Gestängeabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Gewinde (412, 512, 612, 712, 422, 522, 622, 722) komplementäre keglige Gewinde, insbesondere NPT-Gewinde oder API-Gewinde, sind.
Sicherungseinheit (280), die derart ausgebildet ist, ein Ende eines Gestängeabschnitts (252) gegen Verdrehung zu sichern, wenn ein aus mehreren Gestängeabschnitten (252, 400, 500, 600, 700) zusammengesetztes Gestänge (250) durch das Herstellen einer Schraubverbindung mit einem weiteren Gestängeabschnitt (400) verlängert werden soll.
Sicherungseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherungseinheit (280) eine maulförmige Aufnahme (281) zur drehsicheren Aufnahme eines Verbindungsbereichs des Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) oder eines weiteren Bereichs eines Gestängeabschnitts (252, 400, 500, 600, 700) hat.
Sicherungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinheit (280, 285) längenverschiebbar zu einem ortsfesten Arretierungspunkt (282, 288) einer Vorrichtung (200, 300) zum Bewegen eines mit einem Gestänge verbundenen Arbeitsmittels im Erdreich anodenbar ist, insbesondere dass die Sicherungseinheit (285) in einer fest mit einem ortsfesten Arretierungspunkt (282, 288) der Vorrichtung (200, 300) verbundenen Aufnahme (283) verschiebbar aufgenommen ist oder insbesondere dass die Sicherungseinheit (285) eine schlitzförmige Öffnung hat, in die ein ortsfestes Element (282, 288) der Vorrichtung (200, 300) eingreift.
Sicherungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinheit (280) weiterhin derart ausgebildet ist, ein Ende eines in einer Vorschubrichtung (D1) des Gestänges (250) gesehen vorletzten hinteren Gestängeabschnitts (252) gegen Verdrehung zu sichern, wenn das Gestänge (250) durch das Herausschrauben des letzten hinteren Gestängeabschnitts (400) verkürzt werden soll.
Vorrichtung zum Bewegen eines mit einem Gestänge verbundenen Arbeitsmittels im Erdreich, mit einer Vorschubeinheit (210) zum Erzeugen einer linearen Bewegung des mindestens ein Gestängeabschnitt (252, 400, 500, 600, 700) umfassenden Gestänges (250) zumindest in eine Vorschubrichtung (D1), mit einer Sicherungseinheit (285) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Vorschubeinheit (210) dazu ausgebildet ist, eine lineare Bewegung des Gestänges (250) in Vorschubrichtung (D1) und entgegengesetzt zur Vorschubrichtung (D1) zu erzeugen.
Anordnung mit einer Vorrichtung (200, 300) nach Anspruch 11 und mindestens einem Gestängeabschnitt (252, 400, 500, 600, 700, 800) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (200, 300) ein mobiles Werkzeug (800) zum Übertragen eines Drehmoments auf den Verbindungbereich (430, 530, 630, 730) des in Vorschubrichtung (D1) hinteren Gestängeabschnitts (400), der mit dem vorletzten Gestängeabschnitt (252) zu verbinden ist oder von diesem zu trennen ist, umfasst, wobei durch das Werkzeug (800) das Drehmoment sowohl in Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn erzeugbar ist.
Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Hilfe des Werkzeugs (800) erzeugbare Drehmoment auf einen Wert kleiner als das Maximaldrehmoment des Werkzeugs (800) begrenzbar ist, wobei zum Verbinden eines Gestängeabschnitts (400) mit einem weiteren Gestängeabschnitt (252) das Drehmoment auf einen Wert kleiner des Maximaldrehmoments begrenzt ist.
Anordnung nach vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Werkzeug einen Schlagschrauber (800) umfasst.