DE19947645C1 - Lenkbare Erdrakete und ein Verfahren zum Lenken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Erdrakete sowie ein Verfahren zum Lenken einer Erdrakete mit einem Vortriebskopf und einer Versorgungsleitung, an dem eine Verdreheinrichtung angeordnet ist und das Lenken durch diskontinuierliches Drehen der Versorgungsleitung initiiert wird, wobei die Erdrakete im Bereich des Vortriebskopfes eine permanent asymmetrische Anordnung oder Kraftbeaufschlagung aufweist, die beim Vortrieb eine Achsenabweichung bewirkt und eine Geradeausfahrt der Erdrakete durch ein die Achsenabweichung ausgleichendes Drehen der Versorgungsleitung erreicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Richtungs­ bohren mit einer Erdrakete, insbesondere ein Verfahren zum Erreichen und Einhalten einer bestimmten Sollbohrachse der Erdrakete.

Grundsätzlich besteht beim Erdbohren das Bedürfnis, die unterirdisch ar­ beitende Erdrakete an ein bestimmtes Ziel zu leiten bzw. auf einer ge­ wünschten Bahn zu bewegen. Insbesondere beim Horizontalbohren spielt die Zielgenauigkeit der Erdrakete, die teilweise in dicht bebauten Gebieten mit umfangreicher Infrastruktur besonders im Untergrund eingesetzt wird, eine große Rolle. Zum einen muß die Erdrakete eine häufig eng umgrenzte Zielgrube treffsicher erreichen können, um eine Leitung oder ein Kabel in eine gewünschte Lage zu bringen oder an einem bestimmten Punkt aus der Erdoberfläche austreten zu können. Zum anderen kann eine unkontrollierte Abweichung der Erdrakete von der Sollbohrachse zur Beschädigung unter­ irdisch verlegter Leitungen oder Bauten führen.

Im Stande der Technik sind daher in den letzten 20 Jahren zahlreiche Erdra­ keten und -verfahren für solche Geräte entwickelt worden, um ein möglichst zielgenaues Lenken oder eine möglichst zuverlässige Geradeausfahrt einer solchen Erdrakete zu erreichen.

Die entwickelten Erdraketen arbeiten in der Mehrzahl entweder nach dem Prinzip, daß die Rakete einen Vortriebskopf aufweist, der aus einer zentri­ schen bzw. symmetrischen Lage heraus in eine asymmetrische Lage ver­ stellbar ist, um eine Kurvenfahrt der Erdrakete einzuleiten (Gruppe I), oder sie besitzen einen asymmetrischen Vortriebskopf, wobei für einen Gerade­ auslauf der Vortriebskopf oder die Erdrakete kontinuierlich rotiert und die Rotation zum Einleiten einer Kurvenfahrt in einer bestimmten Winkelposition unterbrochen wird (Gruppe II). Ein Gerät der Gruppe I, d. h. mit verstellbarem Vortriebskopf, ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 37 35 018 A1 beschrieben. Derartige Geräte besitzen einen mehr oder weniger auf­ wendigen Mechanismus, um entweder einen in der Ausgangslage symmetri­ schen Vortriebskopf, beispielsweise mittels eines Exzenterrings, aus der symmetrischen Lage herauszuschwenken, oder einen exzentrisch gela­ gerten symmetrischen Vortriebskopf durch Rotation aus der Bohrachse relativ zu dem Gerät zu verschieben. In allen Fällen führt der Mechanismus, der mechanisch oder hydraulisch betätigt sein kann, dazu, daß das Gerät von einer symmetrischen Grundanordnung "Geradeauslauf' in eine asym­ metrische Anordnung "Kurvenfahrt" gebracht wird. Zur Steuerung dieser Geräte ist allerdings die Kenntnis über die relative Stellung des Vortriebs­ kopfs zur Erdrakete erforderlich. Diese kann mittels entsprechender Sen­ soren an eine Bedienungsperson übermittelt werden, die dann mit Hilfe wei­ terer Meß- und Anzeigeeinrichtungen die Position der Erdrakete bestimmen und die Laufrichtung verändern kann.

Bei der lenkbaren Erdraketen der Gruppe II, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift US 4 907 658 beschrieben sind, führt ein permanent asymme­ trischer, beispielsweise abgeschrägter Vortriebskopf zu einer ständigen Lenkbewegung der Erdrakete beim Vortrieb. Für einen Geradeauslauf wird die Erdrakete oder der Vortriebskopf in Rotation versetzt, was zu einer tau­ melnden, aber im wesentlichen geradeaus verlaufenden Bohrbewegung des Gerätes führt. Um die laufende Rotation des Kopfes oder des Gerätes bei­ zubehalten, ist bei der US-Patentschrift US 4 694 913 eine maschinelle Ein­ richtung vorgesehen, die außerhalb des Bohrlochs angeordnet ist und die Rotation der Erdrakete über ein Gestänge bewirkt. Diese Vorrichtung und Verfahrensweise erlaubt zwar eine gewisse Steuerung der Erdrakete, erfor­ dert aber einen erheblichen konstruktiven und maschinellen Aufwand, da neben dem Aggregat für den Vortrieb der Erdrakete ein Aggregat für die Rotation und Gestänge für die Übertragung der Rotation zur Verfügung stehen muß. Die Gestänge sind relativ starr, behindern den Lenkvorgang und können nicht aus der Grube zur Oberfläche gelegt werden. Bei solchen Geräten wird zum Teil als erstes Gestänge hinter der Erdrakete ein tailliertes flexibles Gestänge eingesetzt, damit die Erdrakete überhaupt Lenkbewe­ gungen ausführen kann.

Andere Erdraketen vermeiden diesen Aufwand für den Geradeauslauf durch eigenvermitteltes Drehen der Erdrakete der des Vortriebskopfes, wie z. B. in der deutschen Patentschrift DE 39 11 467 C2 beschrieben.

In allen Fällen führt der Vorteil der Lenkbarkeit einer Erdrakete zu einem nicht unerheblichen Material-, Kosten- und Bedienungsaufwand.

Neben erdraketenvermittelten Horizontalbohrverfahren sind auch Bohrver­ fahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen ein mit einem Vortriebskopf versehenes Gestänge über eine außerhalb der Bohrung angreifende Vor­ triebseinheit in das Erdreich eingebracht wird, wie beispielsweise in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 92 07 047 A1 beschrieben. Bei diesen Ver­ fahren ist das zur Steuerung oder Rotation des asymmetrischen Vortriebs­ kopfes erforderliche Gestänge bereits für den Vortrieb vorhanden und wird für die Rotation eingesetzt, so daß sich das für die Erdrakete bestehende Problem der Rotation beim Geradeauslauf nicht stellt. Dafür muß aber bei jeder Bohrung eine umfangreiche Ausrüstung bereitgestellt und insbeson­ dere transportiert (Gestänge, Antrieb) werden, was Aufwand und Kosten erhöht.

Die PCT-Offenlegungsschrift WO 94/05941 A1 versucht das Problem des Len­ kens einer Erdkarte durch ein Gerät der Gruppe I zu lösen, bei dem der Vortriebskopf aus einer symmetrischen Lage (Geradeausbohren) durch Rotation relativ zur Erdkarte in eine asymmetrische Anordnung (Kurvenfahrt) gebracht werden kann. Bei diesem Gerät ist der Vortriebskopf als Kegel mit Stabilisierungselementen ausgebildet und besitzt eine Längs­ achse, die in bezug auf die Gerätelängsachse geneigt ist. Der Vortriebskopf weist eine hintere Auflagefläche auf, mit der er auf einer vorderen Aufla­ gefläche der Erdrakete aufliegt und auf der der Vortriebskopf gedreht wird.

Die Ebene dieser Auflageflächen ist in bezug auf die Gerätelängsachse und in bezug auf die Längsachse des Vortriebskopfs geneigt. Auf diese Weise ist es möglich, das Gerätegehäuse um seine Längsachse zu drehen, während das Erdreich den Vortriebskopf festhält.

Durch eine solche Gehäusedrehung läßt sich der Vortriebskopf in eine exzentrische Lage gegenüber dem Gerätegehäuse bringen, in der eine Kurvenfahrt stattfindet. Den Drehwinkel - im folgenden Differenzwinkel - zwischen dem Vortriebskopf und dem Gerätegehäuse bzw. die beiden End­ stellungen des Vortriebskopfs bestimmt ein mit dem Vortriebskopf verbun­ dener, in einen kreisförmigen Schlitz im Gerätegehäuse eingreifender Mit­ nehmerzapfen. Liegt der Zapfen an dem einen Ende des Geräteschlitzes an, dann befindet sich der Vortriebskopf in seiner Position für die Gerade­ ausfahrt (Geradeausposition), während er sich am anderen Ende des Geräteschlitzes in der Position für die Kurvenfahrt (Lenkposition) befindet.

Um die Erdrakete von einer Geradeausfahrt auf eine bestimmte Kurvenbahn zu bringen, kann das Gerätegehäuse mit Hilfe des Druckluftschlauchs so weit gedreht werden, bis das Gerät die erforderliche Winkellage (Ausgangslage) für die gewünschte Kurvenbahn erreicht hat.

Diese Drehbewegung kann sich aus zwei Phasen zusammensetzen. In die­ sem Falle besteht die erste Phase darin, daß zunächst nur das Gerätege­ häuse gedreht wird, bis der Mitnehmerzapfen über den gesamten Diffe­ renzwinkel aus der Geradeausposition in die Lenkposition gelangt ist. So­ bald das geschehen ist, sind der Vortriebskopf und das Gerätegehäuse für die weitere Drehbewegung miteinander gekoppelt, d. h. das Gerätegehäuse und der Vortriebskopf drehen sich gemeinsam, bis die Ausgangslage für die Kurvenfahrt erreicht ist. Dabei müssen erhebliche Kräfte aufgewandt werden, da der Vortriebskopf durch seine Stabilisierungselemente bei der Drehung Erdreich bewegen muß. Die Stabilisierungselemente sind aber für ein Funktionieren des beschriebenen Lenkverfahrens unvermeidbar.

Befindet sich der Mitnehmerzapfen hingegen von Anfang an in seiner Lenk­ position, dann ist mit einer Schlauchdrehung gleichzeitig eine gemeinsame Drehung des Gerätegehäuses und des Vortriebskopfes verbunden. Dieser Fall tritt beispielsweise ein, wenn der Vortriebskopf beim Geradeausbohren ungewollt in die Lenkposition gelangt und daher eine Korrekturbewegung des Gerätegehäuses erforderlich ist, oder wenn während einer Kurvenfahrt eine Richtungskorrektur erforderlich ist.

Andererseits kann jedoch auch während einer Kurvenfahrt der Vortriebskopf ungewollt in die Geradeausposition gelangen, so daß er durch ein Verdre­ hen des Gerätegehäuses mit Hilfe des Druckluftschlauchs wieder in die Lenkposition zurückgebracht werden muß. Dies ist wegen des Drehan­ schlags in eine Drehrichtung möglich und daher sehr aufwendig.

Problematisch ist ferner, daß eine Drehung des Vortriebskopfes aufgrund der Stabilisierungselemente einen erheblichen Kraftaufwand erfordert. Hinzu kommt, daß oberirdisch auch noch festgestellt werden muß, in welcher Winkelstellung, bezogen auf die Gerätelängsachse, sich die Lenkposition, d. h. das für die Kurvenfahrt maßgebende Ende des Gehäuseschlitzes befindet.

Befindet sich die Lenkposition beispielsweise beim Geradeausbohren in der 6-Uhr-Lage und soll die Erdrakete aus dieser Lage heraus auf eine in einer vertikalen Ebene nach oben verlaufende Kurvenbahn gebracht werden, dann muß die Lenkposition in die 12-Uhr-Lage gebracht werden. Dies ge­ schieht durch Drehen des Gerätegehäuses mit Hilfe des Druckluftschlauchs. Befindet sich der Vortriebskopf bzw. dessen Mitnehmerzapfen in der Geradeausposition, dann dreht sich das Gerätegehäuse zunächst über den Differenzwinkel solange alleine, bis sich der Mitnehmerzapfen am anderen Schlitzende in der Lenkposition befindet und sich dann das Gehäuse zusammen mit dem nunmehr in der Lenkposition befindlichen Vortriebskopf in die 12-Uhr-Lage dreht.

Da die Lenkkopfposition außerhalb des Bohrlochs nicht bekannt ist, läßt sich dort auch nicht feststellen, welche Schlauchdrehung - mit oder ohne Über­ windung des Differenzwinkels - erforderlich ist, um die Lenkposition in die richtige Ausgangslage für die Kurvenfahrt zu bringen.

Aufgrund dieser Schwierigkeiten wird das vorbeschriebene Gerät in der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 10 292 A1 dahingehend weitergebildet, daß beim Übergang von der Geradeausfahrt zur Kurvenfahrt zunächst die aktu­ elle Vortriebskopfposition in bezug auf das Gerätegehäuse bzw. die Position des Mitnehmerzapfens im Gehäuseschlitz ermittelt und sodann das Gerät mit dem Vortriebskopf durch Drehen am Druckluftschlauch auf die ge­ wünschte Kurvenbahn eingestellt bzw. in die Ausgangslage für die Kurven­ fahrt gebracht wird. Es verbleibt aber weiterhin das Problem, daß sich ein Drehen des Vortriebskopfes für den Betrieb des Gerätes nicht vermeiden läßt, und sich in der Praxis gezeigt hat, daß insbesondere der Vortriebskopf in dem ihn umgebenden Stark verdichteten Erdreich häufig kaum zu drehen ist, wenn er Stabilisierungselemente aufweist. Des weiteren bewirken die Stabilisierungselemente auf dem Vortriebskopf eine unkontrollierte Ablen­ kung des Gerätes in eine in der Regel um 90° versetzte nicht gewollte Richtung.

Da außerdem bei dieser Vorgehensweise die Lage der Gerätespitze im Raum bzw. die aktuelle Abweichung des Gerätes in vertikaler und horizon­ taler Richtung von der Bohrachse sowie die relative Lage von Vortriebskopf und Gerätegehäuse bekannt sein muß, läßt ein solches Gerät nur mit einem Doppelrollsensor oder einer ähnlichen Meßeinrichtung betreiben.

In der Praxis ist der Anmelderin allerdings bislang keine freilaufende Erdra­ kete bekannt, die tatsächlich verkauft und zu mehr als Versuchszwecken eingesetzt wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches ein einfaches Lenken und Geradeausfahren mit einer Erdrakete erlaubt. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine für dieses Verfahren geeignete Erdrakete zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Erdrakete zwar über die Ver­ sorgungsleitung aber nicht automatisch und kontinuierlich gedreht wird, sondern die Erdrakete manuell zwischen zwei oder mehreren Positionen streckenabschnittsweise, d. h. diskontinuierlich über die Versorgungsleitung gedreht wird, wobei sich die geometrische Lenkanordnung zwischen Vor­ triebskopf und Erdrakete während des Bohrens nicht verändert.

Für eine Kurvenfahrt wird die Erdrakete ohne Veränderung ihrer Winkel­ position über einen Streckenabschnitt gewünschter Länge vorgetrieben, bis sie die gewünschte Ausrichtung aufweist. Für einen Geradeauslauf kann die streckenabschnittsweise Pendelbewegung über einen Wechsel zwischen der 12-Uhr-Position und der 6-Uhr-Position beispielsweise in ein-Meter- Bohrschritten erreicht werden. Dies führt beim Geradeauslaufen zu einer leichten Pendelbewegung in der Vertikalachse. In bezug auf die Horizontal­ ebene ist der Vortriebskopf dann symmetrisch angeordnet und führt zu keiner Abweichung von der geraden Sollbohrachse.

Die Erfindung erlaubt somit ein einfaches Lenken einer Erdrakete, reduziert die Lenkbewegung auf eine einfache Kreisegmentdrehung in die gewünschte Richtung ohne zusätzliche Ausgleichsrotationen des Vortriebs­ kopfes, und vermeidet gleichzeitig das Bewegen verdichteten Erdreichs durch Stabilisierungselemente, da der Vortriebskopf nicht unabhängig von dem Gerät gedreht werden muß. Das Drehen der Erdrakete läßt sich erfin­ dungsgemäß zusätzlich erleichtern, indem der Vortriebskopf drehbar gela­ gert ist. Dies ist nicht zu verwechseln mit einem symmetrisch/asymmetrisch drehbar gelagerten Bohrkopf, da der erfindungsgemäße Vortriebskopf seine asymmetrische Anordnung auch bei Drehung beibehält. Die Drehbarkeit, die vorzugsweise über eine Hülse erreicht wird, dient der Verringerung der Rei­ bung bei der Durchführung von Lenkbewegungen. Die Verwendung einer Hülse zur Reibungsverminderung ist nicht auf den Vortriebskopf beschränkt.

Das Drehen der Erdrakete erfolgt vorzugsweise mit einer fluidbetriebenen Klemmzange, die über Klemmbacken am Druckluftschlauch angreift.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt den Einsatz einer einfachen frei­ laufenden Erdrakete, die in jedem Kfz transportiert werden kann und vermei­ det den üblichen Transport- und Kostenaufwand.

Durch ein Messen der Neigung der Erdrakete mit Hilfe der bekannten Meß­ systeme läßt sich eine unerwünschte Abweichung von der Sollbohrachse dadurch ausgleichen, daß ein Streckenabschnitt eines Pendelausschlags in die Sollbohrachse hinein verlängert wird, und die Pendelachse somit wieder mit der Sollbohrachse zur Deckung bringt. Aufwendige Meßsysteme zum Ermitteln der Verrollungsposition des Gehäuses relativ zur Auslenkung sind nicht erforderlich. Somit lassen sich kostengünstige, handelsübliche Sonden, Empfänger und Anzeigegeräte einsetzen, wie sie sonst nur in Verbindung mit einer kontinuierlich rotierenden asymmetrisch aufgebauten Erdrakete der eingangs beschriebenen Art (Gruppe I) eingesetzt werden können. Die Sonde kann Meßeinrichtungen für die Neigung, die Verrollung, die Tempe­ ratur und den Batteriefüllstand aufweisen und ist dann drehfest mit dem Vortriebskopf, der Vortriebskopfaufnahme oder dem Gehäuse der Erdrakete, beispielsweise in der in der deutschen Patentschrift DE 195 34 806 A1 beschriebe­ nen Art mit dem Vortriebskopf oder der Erdrakete verbunden. Ferner lassen sich über die Sonde auch Tiefenlage und Seitenrichtung der Erdrakete ermit­ teln.

Besonders vorteilhaft ist es, die Erdrakete vor oder während der Drehbewe­ gung in Rückwärtsrichtung zu betreiben, um die Drehbewegung der Erdra­ kete zu vereinfachen, wie dies beispielsweise mit der in der deutschen Pa­ tentanmeldung DE 198 58 519.5 A1 beschriebenen automatischen Druckluftum­ steuerung möglich ist. Alternativ kann die Erdrakete während des Drehens mit Leerschlägen in vor- und rückwärtiger Richtung betrieben werden, so daß es während der Rotation im Bohrloch hin- und herläuft, wodurch die Vortriebsreibung des Vortriebskopfs beim Bohren vermieden wird und damit beim manuellen Drehen der Erdrakete nicht überwunden werden muß.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Druckluftumsteuerung durch eine elektrische Fernbedienung gesteuert. Die Umsteuerung kann auch so ausgebildet sein, daß die Erdrakete automatisch einige Rückwärts­ schläge ausführt, solange eine Drehung stattfindet.

Wird die Erdrakete über einen längeren Streckenabschnitt in ein und dersel­ ben Winkelposition betrieben, führt sie eine durch die Asymmetrie des Vor­ triebskopfes vorgegebene Kurvenbahn aus. So läßt sich eine Erdrakete, beispielsweise bei der Unterquerung einer Straße, durch Bohren in der 6- Uhr-Position in die gewünschte Tiefe bringen, durch meterabschnittsweises Pendeln zwischen der 12-Uhr- und der 6-Uhr-Position im Geradeauslauf unter der Straße durchführen und durch Betrieb in der 12-Uhr-Position auf der anderen Seite der Straße an die Erdoberfläche lenken.

Die Erfindung erlaubt den Einsatz einer konstruktiv äußerst einfachen Erdra­ kete in einer besonders leicht erlernbaren und leicht durchführbaren Verfah­ rensweise ohne wesentlichen Aufwand an Zusatzeinrichtungen und ohne Verzicht auf eine zielgenaue Lenkbarkeit der Erdrakete. Da die Bedienungs­ person die Erdrakete nach dem vom Kfz bekannten Prinzip "Lenkrad/Lenkstange" in die gewünschte Richtung lenken kann und für einen Geradeauslauf lediglich eine Schlängellinie "fahren" muß, die aber durch das relativ lange Maschinengehäuse der Erdrakete angeglichen wird, ist die Bedienung gegenüber herkömmlichen lenkbaren Erdraketen mit komplizierten Anzeigevorrichtungen und Bedienungsvorschriften wesentlich erleichtert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine lenkbare Erdrakete im erfindungsgemäßen Betrieb;

Fig. 2 bis Fig. 5: verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Ramm­ köpfe;

Fig. 6: eine erfindungsgemäße Erdrakete mit Ortungssender, Dämp­ fungssystem und Gerätehülse;

Fig. 7: eine Klemmzange (Torquer);

Fig. 8: eine Darstellung des Geradeausbohrens;

Fig. 9: eine Darstellung des Lenkens mit einer Klemmzange;

Fig. 10: eine Darstellung der erfindungsgemäßen Schlauch/Geräte­ kupplung.

Eine Erdrakete 1 mit einem Vortriebskopf 2 ist über eine Versorgungsleitung 3 mit einer hydraulischen oder pneumatischen Antriebseinheit (nicht darge­ stellt) verbunden und wird, ausgehend von einer Startgrube 4, über eine Sollbohrtrasse 5 in eine Zielgrube 6 vorgetrieben. Im Bereich der Startgrube 4 ist eine Klemmzange (Torquer) 8 mit einem Lenkgriff 9 auf der Versor­ gungsleitung 3 angeordnet.

In Fig. 1 ist die Erdrakete 1 mit dem Vortriebskopf 2 in 12-Uhr-Position (Laufrichtung nach oben) dargestellt, wobei der asymmetrische Vortriebs­ kopf 2 den Verlauf der Bohrung vorgibt, solange keine Drehung der Erdra­ kete stattfindet. Um den als gestrichelte Linie der Sollbohrtrasse 5 darge­ stellten Bohrverlauf zu erreichen, wird der Torquer 8, 9 lediglich in der in Fig. 1 dargestellten Stellung gehalten, es sei denn zur Korrektur von Abwei­ chungen von der gewünschten Bohrtrasse ist eine Auslenkung erforderlich.

Der Vortriebskopf 2 weist während des gesamten Bohrvorgangs eine asym­ metrische Anordnung auf (Fig. 2 bis 4) oder eine exzentrische Vortriebs­ kraftbeaufschlagung (Fig. 5). Der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Vortriebs­ kopf befindet sich konstruktiv in einer Anordnung, bei der die Achse 22 des Vortriebskopfes 2 von der Achse 11 der Erdrakete abweicht. Ohne Rotation der Erdrakete (1) führt eine solche Vortriebskopfgestaltung beim Bohren zu einer Abweichung der Erdrakete 1 in Richtung der Vortriebskopfachse 22. Bei einem Drehen der Erdrakete mittels Torquer 8, 9 über die Versorgungs­ leitung 3 bleibt der Winkel α zwischen der Erdraketenachse 11 und der Vortriebskopfachse 22 erhalten. Es ändert sich lediglich die Richtung der Achse 22 und, je nach Erdbeschaffenheit, auch die Richtung der Achse 11 in bezug auf die Bohrtrasse.

Zum Einhalten der Winkelstellung des Vortriebskopfes 2 weist die Erdrakete 1 einen abgewinkelten Kopfadapter 12 mit einem Aufnahmebolzen 13, auf den der Vortriebskopf 2 aufgesetzt ist, auf. Der Kopfadaper 12 ist über einen Bajonettverschluß 91 mit einem Sicherungsbolzen 92 mit der Erdrakete 1 verbunden, der ein einfaches An- und Abmontieren des Vortriebskopfes erlaubt und so auch das Wechseln und Einlegen der Senderbatterien erleichtert. Der Kopfadapter 12 besitzt eine umlaufende Nut 14, auf der der Vortriebskopf 2 mit Spannstiften 15, 16 gesichert ist. Diese Anordnung er­ laubt eine freie Rotation des Vortriebskopfes 2 auf dem Kopfadapter 12, allerdings ohne daß sich der Winkel α verändert. Diese Gestaltung führt zu einer erheblichen Verminderung der Haftreibung beim Drehen der Erdrakete 1 zwecks Lenkbewegung. In der Praxis hat sich gezeigt, daß im Bereich des Vortriebskopfes 2, in dem das Erdreich am stärksten komprimiert ist, beim Drehen die größten Reibungskräfte wirken. Durch den erfindungsgemäß drehbaren Vortriebskopf 2 wird die Haft- bzw. Gleitreibung zwischen der Au­ ßenfläche 24 des Vortriebskopfes 2 und dem umgebenden Erdreich weitge­ hend vermieden.

Zur Veränderung der Lenkrichtung muß bei einem abgewinkelten Vortriebs­ kopf daher lediglich Auslenkungsarbeit im Bereich des Vortriebskopfes 2 bei der Drehung der Erdrakete geleistet werden. Dabei ist die Drehrichtung beliebig. Vorzugsweise wird der kürzeste Weg zum Erreichen der gewählten Verrollungsposition gewählt.

Die Erdrakete 1 weist zur weiteren Reduzierung der Haft- bzw. Gleitreibung beim Lenken eine Gehäusehülse 17 auf, die drehbar mit dem Erdraketen­ gehäuse verbunden ist. Mit dem in Fig. 5 dargestellten Vortriebskopf 2 läßt sich eine besonders einfache Lenkbewegung erreichen, da der in der kom­ primierten Bohrlochspitze liegende Vortriebskopf 2 beim Drehen der Erdra­ kete in seiner Position nicht verändert wird. Für die Drehung der Erdrakete 1 steht darüber hinaus ausreichend Raum zur Verfügung, da der Vortriebs­ kopf 2 gemäß Fig. 5 einen größeren Durchmesser als die Erdrakete auf­ weist. Die beim Drehen zu überwindende Reibung reduziert sich bei Ver­ wendung eines Vortriebskopfes 2 gemäß Fig. 5 im wesentlichen auf die gewichtskraftbedingte Reibung des im Bohrloch liegenden Versorgungs­ schlauches 3.

Unabhängig davon läßt sich der beim Drehen zu überwindende Widerstand, insbesondere bei Verwendung von Rammköpfen gemäß Fig. 2 und 3, da­ durch verringern, daß der Vortrieb der Erdrakete 1 unterbrochen und/oder die Erdrakete durch Umsteuern aus der Bohrlochspitze rückwärtig heraus­ gefahren und/oder hin- und herbewegt wird. Dies kann insbesondere bei stark komprimierten Erdreich im Bereich des Vortriebskopfes 2 von Vorteil sein, wenn das Erdreich der beim Drehen stattfindenden Walkbewegung einen zu großen Widerstand entgegensetzen würde.

Die Erdrakete 1 weist ein kompaktes Ortungssystem mit Stoßdämpfung 18 auf, welches die üblichen Informationen, wie Position, Tiefe, Neigung und Verrollungsposition, der Erdrakete 1 an eine Anzeigevorrichtung (nicht dar­ gestellt) im Bereich der Bedienungsposition übermittelt. Die Verwendung eines Ortungssystems 18 in kompakter Bauweise ist besonders vorteilhaft und wird insbesondere durch Vermeidung eines Doppelrollsensors möglich. Ein solcher Sensor dient üblicherweise der Ermittlung der Relativposition von Vortriebskopf und Erdrakete, was bei Verwendung der erfindungsge­ mäß (gemoetrisch) statischen Anordnung des Vortriebskopfes 2 nicht erfor­ derlich ist.

Die Klemmzange (Verdreheinrichtung) 8 besteht aus einem Lenkgriff 9, Klemmbacken 81, 82 und einer hydraulischen Handpumpe 83 zum Druckbeaufschlagen der Klemmbacken. Die Klemmbacken weisen Gummidämpfer 84, 85 auf, die den Versorgungsschlauch 3 beim Betätigen der hydraulischen Handpumpe 83 umgreifen und einen festen Sitz des Torquers 8 auf dem Versorgungsschlauch 3 gewährleisten. Über den Lenkgriff 9 läßt sich mit dem Torquer 8 eine Drehbewegung auf den Versorgungsschlauch 3 übertragen (Fig. 9). Diese führt zu einer Drehung der Erdrakete und bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform zu den in Fig. 8 dargestellten Stellungen des Vortriebskopfes 2.

Der Versorgungsschlauch 3 ist drehfest mit der Erdrakete 1 verkuppelt. Eine Ausführungsform einer solchen Kupplung ist in Fig. 10 dargestellt. Die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform weist neben einer Verdrehsicherung 32, 33, die in Form einer Schulter in Nuten am Rücklaufkonus 35 eingreift, eine Sicherung gegen axiale Schubräfte in Form von Spannhülsen 36, 37 auf, die beim Vorwärtslauf der Maschine dafür sorgen, daß die Steue­ rung - bedingt durch das Gewicht des Schlauches - nicht aus der Maschine gezogen wird.

Claims (17)

1. Verfahren zum Lenken einer Erdrakete mit einem Vortriebskopf (2) und einer Versorgungsleitung (3), an der eine Verdreheinrichtung (8, 9) angeordnet ist, wobei das Lenken durch Drehen, der Versorgungsleitung initiiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdrakete (1) im Bereich des Vortriebskopfes (2) eine permanent asymmetrische Anordnung oder Kraftbeaufschlagung aufweist, die beim Vortrieb eine Achsenabwei­ chung bewirkt und eine Geradeausfahrt der Erdrakete (1) durch ein die Achsenabweichung ausgleichendes streckenabschnittsweises und diskontinuierliches Drehen der Versorgungsleitung (3) erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdrakete eine Umsteuerung aufweist und über eine Druckluftsteuer­ leitung zwischen Vor- auf Rücklauf umgeschaltet werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gera­ deausfahrt durch Drehen der Versorgungsleitung (3) in 180°-Schritten erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erdrakete (1) vor dem oder bei dem Einleiten der Drehung angehalten oder rückwärts bewegt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradeausfahrt durch Pendeln in der Vertikalachse bewirkt wird und zwischen der 12-Uhr-Position und der 6-Uhr-Position gedreht wird, wobei die Drehung ausgesetzt oder verzögert wird, wenn die Positionsdaten der Erdkarte (1) eine Richtungsänderung verlangen.

6. Erdrakete mit einem Vortriebskopf und einer drehfesten mit der Erdra­ kete verbundenen Versorgungsleitung, über die sich die Erdrakete drehen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortriebskopf (2) permanent asymmetrisch zur Erdrakete (1) angeordnet ist.

7. Erdrakete mit einem Vortriebskopf und einer drehfesten, mit der Erdra­ kete verbundenen Versorgungsleitung, über die die Erdrakete gedreht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdrakete (1) ein Antriebsaggregat aufweist, welches eine exzentrische Kraft auf den Vortriebskopf (2) ausübt.

8. Erdrakete nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine drehbare Hülse (17).

9. Erdrakete nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vortriebskopf (2) um seine Achse (22) drehbar mit der Erdrakete (1) verbunden ist.

10. Erdrakete nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vortriebskopf (2) eine drehbare Hülse aufweist.

11. Erdrakete nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch eine Umsteuerung für den Vor- und Rücklauf.

12. Erdrakete nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Druckluft­ steuerleitung für die Umsteuerung der Erdrakete (1).

13. Erdrakete nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vortriebskopf (2) einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser des Erdraketengehäuses ist.

14. Erdrakete nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Versorgungsleitung (3) elastisch und durch drehfeste Kupplungen verlängert werden kann.

15. Erdrakete nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Versorgungsleitung (3) elastisch ist und als Schlauch ausgebildet ist.

16. Erdrakete nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Versorgungsleitungsabschnitte eine Länge von 6 m oder mehr aufweisen.

17. Verdreheinrichtung für eine Versorgungsleitung einer Erdrakete, gekennzeich­ net durch an der Leitung angreifende Klemmstücke (81, 82).