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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Durchmessers
bzw. Radius von Hohlräumen
in standfestem Material gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bei
einem Düsenstrahlverfahren
werden Stütz-
oder Wandelemente dadurch hergestellt, daß ein Spülgestänge in ein im Boden hergestelltes
Bohrloch bis zum Bohrlochtiefsten eingeführt und der umliegende Boden
mittels eines meist horizontalen Schneidstrahles aus Wasser oder
Suspension aufgeschnitten und ausgefräst wird. Gleichzeitig mit dem Fräsen wird
der gelöste
Boden mit einer Suspension aus Bindemittel, vorzugsweise Zement,
vermischt. Bei dieser intensiven Vermischung entsteht ein verhältnismäßig homogener,
z.B. unter der Marke "Soilcrete" bekannter Bodenmörtel in
Scheibenform oder – wenn
das Spülgestänge vom
Bohrlochtiefsten hochgezogen und um seine Längsachse gedreht wird – in Säulenform.
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Bei
der Herstellung von diesen Körpern
ist es von wesentlicher Bedeutung, ihre Abmessung möglichst
exakt zu bestimmen, da hiervon die Anordnung der einzelnen Elemente
untereinander und die Menge des einzusetzenden Bindemittels abhängt. So steigt
bei einer vorgegebenen Bindemittelmenge/m3 fertiger
Mischung und gleichen Mischparametern der Bindemittelgehalt bei
kleinen Abmessungen und fällt bei
großen
Abmessungen. Ohne Kenntnis der genauen Abmessungen der Körper kann
somit einerseits zuviel Bindemittel zum Einsatz kommen und an dererseits
der Bindemittelgehalt zu gering sein, um die vorgegebenen Festigkeits- und/oder Dichtigkeitswerte
zu erfüllen.
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Zur
Feststellung der tatsächlichen
Abmessungen von Soilcrete-Körpern
sind beispielsweise folgende Verfahren bekannt:
- – Freilegung
der Körper
- – Kernbohrungen
- – Stangenpegel
zur akustischen Kontrolle beim Auftreffen des Düsenstrahls ( DE 197 31 223 A1 )
- – Massenbilanz
- – Ultraschall-/Radarmessungen
(WO-A-8 703 319)
- – elektrische/elektromagnetische
Messungen
- – feste
Kalibermessungen.
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Nachteilig
ist hierbei jedoch, daß diese
bekannten Verfahren entweder nur sehr schwer und mit aufwendigen
Mitteln durchführbar
sind oder nur ungenaue Ergebnisse liefern.
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Aus
der
US 4 251 921 ist
ein Werkzeug zum Ausmessen eines Bohrloches mit ausschwenkbaren Tastarmen
bekannt. Hierbei sind die Tastarme beidseitig mit einer Halteeinrichtung
verbunden und umfassen zwischen dieser Verbindung ein Gelenk. Die Tastarme
sind ständig
mit einer diese ausklappenden Federkraft beaufschlagt. Diese Anordnung
hat den Nachteil, daß sie
relativ kompliziert ist und viele Schwenkgelenke aufweist, welche
im Betrieb in einem Gemisch aus Bodenmasse, Flüssigkeit und Bindemittel sehr
störanfällig wären. Die
Schwenkarme sind ferner unter der Federkraft während der Ausmessung eines
Bohrloches ständig
ausgeklappt, so daß sie
einem großen
Verschleiß unterliegen.
Auch sind lediglich Messungen von kleinen bis kleinsten Relativbewegungen
der Tastarme im am Bohrlochumfang anliegenden Zustand möglich, was
den Meßbereich
erheblich verringert.
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Aus
DE 18 03 736 A1 ist
eine Sonde mit Gelenkarmen für
Bohrlöcher
bekannt, wobei Tastschuhe bzw. Gelenkarme mittels Blattfedern permanent
unter Vorspannung gehalten und damit gegen eine Wandung eines Bohrloches
gedrückt
werden. Somit ergeben sich bezüglich
des Meßbereiches
dieselben Nachteile wie bei dem zuvor beschriebenen bekannten Werkzeug.
Die Sonde umfaßt
zusätzlich
eine hydraulische Rückzugsvorrichtung
für die
Schwenkarme. Diese dient jedoch lediglich für ein einfaches Einbringen
der Vorrichtung in ein Bohrloch und hat während der Ausmessung des Bohrloches
selbst keinerlei Funktion.
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Ferner
ist aus
DE 44 29 917
A1 (s.
2 und
3 der Zeichnung sowie zugehörige Beschreibung) eine
solche Ausführung
einer Messvorrichtung bekannt, die ausschließlich aus winklig verschwenkbaren
Tastarmen besteht. Dies bedeutet, dass derartige Tastarme zur Durchführung des
Messvorgangs nach einer Art Schirmprinzip arbeiten und ausschließlich winklig
ausgespreizt werden, und zwar so lange, bis sie in entsprechend
schräger
Stellung an die Wand des zu messenden Hohlraumes anschlagen. Der
jeweilige Spreizwinkel dient dann als Indikator für den Durchmesser
bzw. Radius des zu messenden Hohlraumes. Hierbei zeigt sich jedoch
der gravierende Nachteil, dass hiermit keine größeren Durchmesser gemessen
werden können
und dass außerdem
die jeweilige Messung relativ ungenau ist, da sich die Tastarme
aufgrund ihrer schrägen
bzw. winkligen Anordnung in undefinierbarer Weise durchbiegen.
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Demgegenüber erfolgt
bei einer abgewandelten Ausführungsform
der zuvor beschriebenen Messvorrichtung (s.
4 und zugehörige Beschreibung der
DE 44 29 917 A1 )
die Messung über
quer zur Längsachse
des Messgerätes
angeordnete Teleskoparme. Hierbei handelt es sich um solche Teleskoparme,
die nur ausgefahren und wieder eingefahren werden können. Aufgrund
dieser Anordnung zeigt sich auch hier der gravierende Nachteil,
dass nur geringere Durchmesser der gebildeten Hohlräume bzw.
der gedüsten
Säulen
gemessen werden können,
da eine Messvorrichtung, die ausschließlich aus Teleskoparmen besteht,
we gen der drohenden Durchbiegung ihrer Arme naturgemäß nicht über größere Wegstrecken
ausgefahren werden kann.
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Alle
vorgenannten Messvorrichtungen gehören somit in die Kategorie
der Meßscheren,
die mittels einer Aufspreizung von Armen oder ähnlichem im Bohrloch über einen
Bowdenzug den Durchmesser der gedüsten Säule ertasten. Derartige Vorrichtungen
sind aufgrund von zusammenfallenden Bohrlöchern und Sedimentationen in
der Säule
nur in Tiefen bis ca. 6–8
m anwendbar. Für
größere Bohrtiefen sind
aufwendige Hilfsmaßnahmen
erforderlich. Außerdem
sind diese Meßvorrichtungen
auf die Abtastung relativ kleiner Durchmesser von ca. 80 cm bis max.
2 m beschränkt.
Schließlich
ist das Meßergebnis
subjektiv von der Betätigungskraft
des Bedieners abhängig.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der
gattungsgemäßen Art
zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten,
dass sie bezüglich
Funktionssicherheit und Bedienung verbessert sowie bezüglich ihres
Aufbaus vereinfacht ist.
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Diese
Aufgabe wird bei der Vorrichtung der o.g. Art mit den im Anspruch
1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
abhängigen
Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist eine
solche Messvorrichtung vorgesehen, die zur Vorbereitung des Messvorganges
zuerst aus ihrer eingeklappten Stellung in eine zum Gestänge weitgehend
rechtwinklige Stellung ausgeklappt bzw. ausgeschwenkt wird und sodann
erst zur Durchführung
des eigentlichen Messvorganges teleskopisch ausgefahren wird, bis
sie an die Wandung des zu messenden Hohlraumes anschlägt.
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Es
ist leicht erkennbar, dass mittels dieser erfindungsgemäßen Kombination
sehr große
Durchmesser, beispielsweise bis zu 4 m, auf außerordentlich zuverlässige Weise
ermittelt werden können.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese
zeigt in:
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1 eine
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Messvorrichtung
schematisch in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht mit eingeklappter Tasteinrichtung,
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2 mit
vollständig
ausgeklappter Tasteinrichtung und,
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3 die
Messvorrichtung gemäß 1 schematisch
in teilweise aufgeschnittener Aufsicht, wobei die Tasteinrichtung
vollständig
ausgeklappt ist und die Tastorgane bis an die Hohlraumwandung ausgefahren
sind, sowie
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4 eine
abgewandelte Ausführungsform der
Messvorrichtung schematisch in teilweise aufgeschnittener Seitenansicht
mit teilweise ausgeklappter Tasteinrichtung.
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Die
in den 1 bis 3 dargestellte Messvorrichtung 100 umfasst
ein Gestänge 10 mit
einem Adapter 12, an welchem ein Gestängeelement 14 derart
angeordnet ist, dass es bzgl. des Adapters 12 drehbar und
axial verschiebbar ist. Eine Tasteinrichtung 16 ist über einen
ersten Drehpunkt 18 am Adapter 12 und über einen
vom ersten Drehpunkt 18 beabstandeten zweiten Drehpunkt 20 mit
einer Schwenkstange 22 verbunden. Die Schwenkstange ist
mit einem von der Tasteinrichtung 16 abgewandten Ende über einen
dritten Drehpunkt 24 mit dem Gestängeelement 14 so verbunden,
daß sie
axial fixiert, jedoch drehbar um die Achse des Gestängeelementes 14 gelagert
ist. Die Anlenkung der Tasteinrichtung 16 mittels des ersten
Drehpunktes 18, des zweiten Drehpunktes 20, des
dritten Drehpunktes 24 und der Schwenkstange 22 ergibt
einen Hebelmechanismus, welcher bei einer axialen Relativbewegung
zwischen Gestängeelement 14 und
Adapter 12 die Tasteinrichtung 16 ausklappt bzw.
einklappt.
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In
der Tasteinrichtung 16 ist teleskopartig ein- bzw. ausschiebbar
ein Tastorgan 26 vorgesehen. Zusätzlich enthält die Tasteinrichtung 16 einen
nicht näher
dargestellten Hydraulikzylinder, der mittels des Druckes eines Hydraulikfluids
das Tastorgan 26 teleskopartig aus der Tasteinrichtung 16 ausfährt. Dieser Hydraulikzylinder
ist über
einen Schlauch 28 oder eine Drehdurchführung mit einem Spülkanal 30 (3)
verbunden. Auf diese Weise dient ein Spülmedium, beispielsweise Wasser,
als Hydraulikfluid, welches über
den Spülkanal 30 und
den Schlauch 28 unter entsprechendem Druck zugeführt wird.
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Das
Gestängeelement 14 weist
einen mittigen Fluidkanal 32 auf, der über den Adapter 12 mit einem
mittigen Spülkanal 34 (3)
des Gestänges 10 verbunden
ist. Dieser mittige Fluidkanal 32 erstreckt sich über die
gesamte Länge
des Gestängeelementes 14 und
ist an einer Spitze oder einem Gewindeanschluß 36 des Gestängeelementes 14 offen. Durch
Zuführen
von Spülmedium über den
mittigen Spülkanal 34 des
Gestänges 10 an
den mittigen Fluidkanal 32 des Gestängeelementes 14 wird
ein Abteufen des Gestänges 10 in
ein auszumessendes und mit einer Suspension aus Boden und Binder
gefülltes
Bohrloch 48 unterstützt.
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Der
Adapter 12 weist eine Nockenkurve 38 auf, in die
ein am Gestängeelement 14 befestigter Nocken 40 eingreift.
Hierdurch ergibt sich eine Führung
des Gestängeelementes 14 bzgl.
des Adapters 12 derart, daß eine Drehung des Gestänges 10 bei gleichzeitiger
Fixierung des Gestängeelementes 14 zu
einer axialen Relativbewegung zwischen Gestängeelement 14 und
Adapter 12 führt,
was wiederum ein Aus- bzw. Einklappen der Tasteinrichtung 16 aufgrund
des Hebelmechanismus der Teile 18, 20, 22, 24 bedingt.
In der dargestellten Ausführungsform
ist die Nockenkurve 38 L-förmig mit einem langen Nockenkurvenabschnitt 42 und
einem kurzen Nockenkurvenabschnitt 44 ausgebildet. Bei
einer Rechtsdrehung des Gestänges 10,
wie in 1 mit Pfeil 46 angedeutet, schlägt der Nocken 40 an
einem Ende des kurzen Nockenkurvenabschnittes 44 an, und
das Gestängeelement 14 befindet
sich in einer Position relativ zum Adapter 12, in der das
Gestängeelement 14 in
axialer Richtung maximal aus dem Adapter heraus bewegt ist (1).
Die Länge
der Schwenkstange 22 ist so bemessen, daß in dieser
Position die Tasteinrichtung 16 vollständig eingeklappt ist. Gleichzeitig verriegelt
die L-förmige
Ausbildung der Nockenkurve 38 den Hebelmechanismus 18, 20, 22, 24 für die Tasteinrichtung 16 gegen
unerwünschtes
Ausklappen. Das Gestänge 10 wird
daher rechtsdrehend in das auszumessende Bohrloch 48 abgeteuft,
wodurch die Tasteinrichtung 16 vollständig eingeklappt und in dieser
Stellung verriegelt ist.
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Sobald
das Gestängeelement 14 am
Boden des auszumessenden Bohrloches 48 anschlägt, wie in 2 veranschaulicht,
kann das Gestängeelement 14 durch
entsprechenden Andruck in axialer Richtung gegen eine Drehung bzgl.
des Bohrloches 48 fixiert werden. In dieser Position wird
nun die Drehrichtung des nach wie vor frei bzgl. des Bohrloches 48 drehbaren
Gestänges 10 umgekehrt,
d.h. das Gestänge 10 wird
nun links herum in Pfeilrichtung 47 gemäß 2 gedreht.
Hierdurch fährt
der Nocken 40 entlang der Nockenkurve 38 zunächst aus dem
kurzen Nockenkurvenabschnitt 44 heraus, wodurch der Hebelmechanismus 18, 20, 22, 24 entriegelt
und eine Axialbewegung des Gestängeelementes 14 relativ
zum Adapter 12 möglich
wird. Nachfolgend schiebt sich das Gestängeelement 14 axial
in den Adapter 12 ein bzw. der Adapter 12 axial
auf das Gestängeelement 14 auf,
bis der Nocken 40 an einem gegenüberliegenden Endanschlag im
langen Nockenkurvenabschnitt 42 anschlägt. Durch die axiale Relativbewegung
zwischen Gestängeelement 14 und
Adapter 12 verringert sich der axiale Abstand zwischen
dem ersten Drehpunkt 18 und dem dritten Drehpunkt 24,
wodurch der Hebelmechanismus 18, 20, 22, 24 in
der in 2 dargestellten Weise die Tasteinrichtung 16 ausklappt.
Beim Anschlag des Nockens 40 am Ende des langen Nockenkurvenabschnittes 42 befindet
sich das Gestängeelement 14 in einer
Position, in der es maximal in den Adapter 12 eingeschoben
ist. Die Länge
des langen Nockenkurvenabschnittes 42 ist in axialer Richtung
dabei derart gewählt,
daß in
dieser Position die Tasteinrichtung 16 vollständig in
eine waagrechte Position ausgeklappt ist. Dieser vollständig in
eine waagrechte Position ausgeklappte Zustand wird nachfolgend auch
als Meßposition
bezeichnet.
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Um
ein Einklappen der Tasteinrichtung 16 zu unterstützen, ist
zusätzlich
am Gestängeelement 14 eine
Spiralfeder 54 vorgesehen.
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In
der in 2 und 3 veranschaulichten Messposition
wird das Tastorgan 26 mittels hydraulischer Betätigung koaxial
bzgl. der Tasteinrichtung 16 in Richtung der Wandung 50 des
Bohrloches 48 ausgefahren. Der Verfahrweg des Tastorgans 26 wird durch
Messen desjenigen Volumens des Hydraulikfluids bestimmt, welches
zum Ausfahren des Tastorgans 26 bis zum Anschlagen an die
Wandung 50 verdrängt
wurde. Um wiederholbar vergleichbare Parameter für die Messung zu er halten,
wird der Druck zum Ausfahren des Tastorgans 26 bis zum
Anschlag an die Wandung 50 so lange erhöht, bis ein vorbestimmter Zieldruck
erreicht ist. Auf diese Weise hat das Tastorgan 26 bei
jeder Messung immer die gleiche Andruckkraft an die Wandung 50,
so daß die
Meßergebnisse
an unterschiedlichen Meßpunkten
nicht durch unterschiedliche Andruckkräfte des Tastorgans 26 an
der Wandung 50 beeinflußt werden. Nach einer Messung
wird der Druck in der hydraulischen Betätigung für das Tastorgan 26 zurück genommen,
und dieses fährt
selbsttätig,
beispielsweise unter der Krafteinwirkung einer nicht dargestellten
Feder in der Tasteinrichtung 16, wieder teleskopartig zurück in die Tasteinrichtung 16.
Das Gestänge 10 wird
dann entweder durch Drehen und/oder Ziehen zu einem nächsten Meßpunkt gefahren,
und die Messung wird erneut ausgeführt.
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Wie
aus 3 hervorgeht, sind zwei Tasteinrichtungen 16 mit
jeweils einem Tastorgan 26 um 180° zueinander versetzt, d.h. also
am Gestänge 10 gegenüberliegend,
vorgesehen.
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Bei
der abgewandelten Ausführungsform
der Messvorrichtung 200 gemäß 4 ist statt
einer Kulissenführung
mit Nockenkurve und Nocken ein Schraubeingriff 52 zwischen
Gestängeelement 14 und
Adapter 12 vorgesehen. Durch Drehen des Gestänges 10 bei
gleichzeitiger Fixierung des Gestängeelementes 14 wird
dadurch je nach Drehrichtung das Gestängeelement 14 axial
aus dem Adapter 12 heraus oder in diesen hinein gedreht.
Hierdurch ergibt sich ein analoges Ein- bzw. Ausklappen des Tasteinrichtung 16,
wie zuvor anhand von 1 bis 3 beschrieben.
Durch Rechtsdrehen des Gestänges 10 in
Pfeilrichtung 46 wird das Gestängeelement 16 in den
Adapter 12 bis zu einem Anschlag eingeschraubt und die
Tasteinrichtung 16 vollständig eingeklappt. Durch Linksdrehen
(Pfeil 47) des Gestänges 10 wird
das Gestängeelement 14 aus
dem Adapter 12 bis zu einem Anschlag heraus geschraubt und
die Tasteinrichtung 16 vollständig in eine Meßposition
ausgeklappt. Messungen mittels hydraulischer Betätigung der Tastorgane 26 erfolgen
wie zuvor in Bezug auf 1 bis 3 beschrieben.
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Mit
den zuvor beschriebenen Messvorrichtungen 100, 200 erfolgt
die Durchmessermessung eines Bohrloches 48 in Form einer
Düsenstrahlsäule wie
folgt:
Nach erfolgter Düsung
der Düsenstrahlsäule wird nach
Herausziehen des Bohrgestänges 10 das
Düswerkzeug
gegen das Meßgerät ausgetauscht,
d.h. der Adapter 12 wird am Gestänge 10 befestigt.
Der dem jeweiligen Bohrgestänge 10 angepaßte Adapter 12 verbindet
einen oder mehrere Kanäle 30, 34 (3)
des Bohrgestänges 10 mit
dem Meßgerät. Das Meßgerät wird nichtdrehend
oder rechtsdrehend in das Bohrloch 48 eingefahren und auf
Endtiefe gebracht. Hierbei verhindert eine Verriegelung in der Kulissenführung bei
der Ausführungsform 100 gemäß 1 bis 3 bzw.
ein Anschlag an der Gewindespindel 52 bei der Ausführungsform 200 gemäß 4,
daß die
Tasteinrichtung 16 während
dieses Vorganges aufklappt. Bei Bohrgestängen 10 mit mehreren
Kanälen
wird ein Kanal 34 genutzt, um Bohrspülung als Eindringhilfe für das Meßgerät über den
Spülkanal 32 des
Gestängeelementes 14 zur Spitze 36 zu
bringen. Bei Erreichen der Endtiefe wird das Meßgerät im Bohrlochgrund über den
Bohrandruck des Gerätes
drehfest fixiert. Bei der Variante 100 mit der Kulissenführung (1 bis 3)
entriegelt sich der Klappmechanismus durch Linksdrehen, wie oben
erläutert.
Durch weiteres Nachschieben des Bohrgestänges 10 gleitet bzw.
klappt die Tasteinrichtung 16 mit dem Tastorgan 26 durch
den zuvor beschriebenen Hebelmechanismus 18, 20, 22, 24 in eine
waagerechte Position (Meßposition).
Bei der Spindelvariante 200 (4) klappt
die Tasteinrichtung 16 durch kontinuierliches Drehen und
Nachführen
des Bohrgestänges 10 aufgrund
des zuvor beschriebenen Hebelmechanismus 18, 20, 22, 24 in
die waagerechte Position (Meßposition).
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Die
Länge der
Tasteinrichtung 16 ist so gewählt, daß diese im ausgeklappten Zustand
die Säulenwand 50 nicht
berührt.
Die Tasteinrichtung 16 ist über eine Drehdurchführung oder
Schläuche 28 sowie
dem Adapter 12 mit einem Spülkanal 30 des Bohrgestänges 10 verbunden.
Nach Erreichen der ausgeklappten Stellung (Meßposition) der Tasteinrichtung 16 wird
das Gestänge 10 oben
am Bohrgerät gebrochen
und ein weiterer, nicht dargestellter Adapter aufgeschraubt. Dieser
ist über
eine Schlauchleitung mit einem sog. Stellzylinder (nicht dargestellt) verbunden.
Durch Befüllen
mit Wasser oder einem anderen geeigneten Hydraulikmedium und gleichzeitiger
Entlüftung
entsteht ein hydraulisch geschlossenes System. Durch vorgespannte
Federn (nicht dargestellt) wird verhindert, daß die Tastorgane 26 während des
Befüllvorganges
vorzeitig ausgefahren werden. Sie dienen gleichzeitig zur Rückstellung
der Tastorgane 26 nach erfolgter Messung.
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Alternativ
ist ein Zwischenkolben mit Rückstellfeder
vorgesehen, welcher das hydraulische System der Tasteinrichtung 16 von
dem restlichen hydraulischen System trennt. Dies hat den Vorteil
einer vereinfachten Entlüftung
des Systems. Durch die Bewegung des Stellzylinders mit einer Spindel
wird Wasservolumen in diesem verdrängt und in die Hydraulikzylinder
der Tasteinrichtungen, deren Kolben einfachwirkend als Plunger ausgeführt sind,
hinein geschoben. Die Plunger bzw. Tastorgane 26 fahren aus
den Tasteinrichtungen 16 aus, bis sie Widerstand an der
Wandung 50 der gedüsten
Säule 48 finden. Das
im Stellzylinder verdrängte
Volumen des Hydraulikmediums wird über eine Wegskala am Stellzylinder
angezeigt. Aus ihr wird direkt der gemessene Durchmesser errechnet
bzw. an einer entsprechenden Skala abgelesen. Ein Manometer (nicht
dargestellt) am Stellzylinder zeigt durch eine signifikante Druckerhöhung den
Widerstand der Säulenwandung 50 an.
Die Abtastfläche
der Plungerenden bzw. Tastorgane 26 wird durch Aufschrauben
verschiedener Endstücke
der Widerstandskraft der Wandung der Säule in Abhängigkeit der Bodenbeschaffenheit
angepaßt.
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Die
Stellung der Meßgeräteachse
zur Säulenachse
kann z.B. über
Inklinometermessungen bestimmt werden, so daß eventuelle Meßfehler
resultierend aus einer nicht koaxialen Position der Meßachse des
Meßgerätes zur
Düsachse
des Injektionswerkzeuges rechnerisch korrigiert werden können. Nach
erfolgter Messung werden durch Zurückziehen des Stellzylinders
die Plunger bzw. Tastorgane 26 in die Tasteinrichtung 16 unter
Zuhilfenahme der Rückstellfeder
wieder eingefahren. Durch Linksdrehen des Bohrgestänges 10 mit
Hilfe eines Kraftdrehkopfes des Bohrgerätes (nicht dargestellt) kann
der Durchmesser der Säule 48 mehrfach
unter beliebigen Kreiswinkeln bestimmt werden.
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Sieht
man an der aus Nockenkurve 38 und Nocken 40 gebildeten
Kulissenführung
des Messgerätes 100 eine
zweite Verriegelung vor, kann das Meßgerät 100 durch Vorschubbewegung
des Bohrgestänges 10 in
eine beliebige Höhe
einer Säule 48 positioniert
werden so daß der
Durchmesser in beliebiger Höhe
der Säule 48 bestimmt
werden kann. Eine weitere Möglichkeit
der Verriegelung des Meßgestänges in
Meßposition
besteht in einer Klemmverbindung durch Einfahren des inneren, konisch
geformten Gestängeelementes 14 in
einen konusförmigen
Köcher
an der Kulissenführung.
Dabei wird die Spülöffnung am
Innenrohr 32 verschlossen. Am Ende des Meßvorganges
wird die Klemmung durch Aufbringen eines hohen Spüldruckes
zur Erzeugung einer Gegenkraft wieder gelöst. Am Ende der gesamten Messungen
wird durch Zurückdrehen
des Spindelmechanismus 52 bzw. Entriegelung der Kulissenführung 38, 40 im
Bohrlochgrund das Meßgerät durch
Einklappen der Tasteinrichtung 16 auf Bohrlochgröße zusammengeklappt.
Hierbei kann unterstützend
die Feder 54 eingesetzt werden. Bei Erreichen der ausgeklappten
Position mit den Tasteinrichtungen 16 in waagerechter Position
(Meßposition) wird
beispielsweise ein Scherstift o. ä. deformiert. Nach Ausbau des
Meßgerätes kann
so die waagerechte Stellung der Tasteinrichtungen 16 zum
Meßzeitpunkt
nachgewiesen werden.
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Im
Gegensatz zu konventionellen Meßscheren
funktioniert die eigentliche Messung hydraulisch, d.h. Fehlerquellen
wie die Dehnung eines Bowdenzugs und die Biegung einer Meßstange,
entfallen. Die Volumenverdrängung
im Stellzylinder steht in einem exakten Verhältnis zum Meßwert "Weg". Über die
Druckmessung läßt sich
die Abtastkraft messen und reproduzierbar einstellen. Die max. Meßtiefe entspricht
der gewählten
Bohrtiefe. Das Verhältnis
Länge des
Meßgerätes zum
meßbaren
Durchmesser entspricht 1/4 im Vergleich zu konventionellen Meßscheren
mit dem Verhältnis
1/2, so daß z.B.
bei der Sohlenherstellung mit üblicherweise
geringen Säulenhöhen für Meßzwecke
keine extra langen Säulen erstellt
werden müssen.
Durch das Gerät
ist ein Bohrspülmedium
zum Austrag von Bohrgut durchleitbar, so dass das Messgerät sperrige
Schichten durchörtern
kann. Durch die Verwendung von Tasteinrichtungen 16 mit
unterschiedlichen Längen
und Tastorganen 26 mit unterschiedlichen Ausfahrwegen kann das
System für
beliebige Säulendurchmesser
umgerüstet
werden. Durch die Befestigung am Bohrgestänge 10 und Führung an
diesem kann das Meßgerät koaxial
zur Düsachse
gehalten werden, was die Meßgenauigkeit
erhöht.
Hierdurch sind auch Durchmessermessungen in schräg hergestellten Säulen durchführbar. Die
Lage des Meßgerätes im Bohrloch läßt sich
z.B. durch Neigungsmessungen im Bohrgestänge feststellen.