DE202007003029U1

DE202007003029U1 - Erdsondenfuß

Info

Publication number: DE202007003029U1
Application number: DE202007003029U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2017-03-02

Abstract

Erdsondenfuß für die Einführung einer Erdsonde in ein Bohrloch mit z.B. vier Anschlüssen für den Anschluss zweier Rohrpaare, die im Erdsondenfuß umgeleitet werden dadurch gekennzeichnet, dass der Erdsondenfuß oben in der Mitte eine Gewindebohrung in einem Metallstück zur Befestigung des Injiziergestänges hat und von hier die Kraft mittig über eine Stange z.B. eine Metallstange direkt auf eine Druckplatte am unteren Ende des Erdsondenfußes übertragen wird. Durch die mittige Kraftübertragung kann die äussere Form des Erdsondenfußes frei gestaltet werden.

Description

Stand der Technik
Erdsonden werden zur Ausnutzung der Erdwärme als Wärmetauscher in ein tief in den Boden niedergebrachtes Bohrloch geschoben. Dabei besteht der Wärmetauscher z.B. aus ein oder zwei parallelen Rohrstrecken, die einen fließfähigen Wärmeträger z.B. Sole leiten. Ein Rohr dient jeweils als Zulaufrohr zum Sondenfuß und ein Rohr als Rücklaufrohr. Die Hin- und Rücklaufrohre sind im Sondenfuß miteinander verbunden. Der fließende Wärmeträger belädt sich beim Fließen durch die langen Rohrstrecken mit Erdwärme. Die Rohre sind thermodynamisch mit dem Verdampfer einer Wärmepumpe gekoppelt. Dieser entzieht dem Wärmeträger die zur Verdampfung des Kältemittels erforderliche Wärme.
Der Sondenfuß hat im Wesentlichen zwei Aufgaben zu erfüllen. Er soll Zulauf- und Rücklaufrohre möglichst ohne Erhöhung des Strömungswiderstands miteinander verbinden und er soll das Einschieben der Rohre in das Bohrloch ohne Beschädigung ermöglichen.
Als Stand der Technik sind für Sondenfüße z.B. die folgenden Lösungen vorgeschlagen worden:
In der Schweizerischen Patenschrift CH 687 268 A5 wird vorgeschlagen, den Sondenfuß durch ein einstückig geformtes um 180° umgelenktes Kunststoffrohr zu bilden, dessen innere Oberfläche keine sprungartigen Verengungen aufweist. Der Sondenfuß nach dieser Patenschrift bietet kaum Schutz gegen Beschädigungen beim Einführen in das Bohrloch und keine Vorrichtung zum Einschieben mit Krafteinwirkung über eine Stange.
Im Gebrauchsmuster DE 296 134 50 U1 wird ein Sondenfuß ganz aus Kunststoff beschrieben. Zwei aus dem Vollen gearbeitete Kunststoffteile werden durch Spiegelschweißung miteinander verbunden. Diese Lösung ist in der Fertigung teuer und die Schweißstelle ist in der Festigkeit bei der Einführung der Sonde in das Erdreich problematisch.
Im Gebrauchsmuster DE 299 12 335 U1 werden die Rohrumlenkungen in einem Schutzkörper aus Harz-Feinkies-Gemisch eingebettet. Auch damit lassen sich Kräfte beim Einschieben oder zurückziehen der Sonde auf das Rohrsystem nicht vermeiden.
Die Gebrauchsmusterschrift DE 200 21 105 U1 zeigt einen aus Kunstoff gebildeten Sondenfuß, der mit den Zulauf- und Rücklaufrohren durch Schweißen verbunden ist. Damit ist keine gute Entkoppelung für Kräfte beim Einschieben oder nötigem Zurückziehen des Sondenkopfes im Bohrloch gegeben.
Die Gebrauchsmusterschrift DE 202 02 578 U1 hat als Merkmal eine einstückige Verbindung zwischen Zulauf und Rücklaufrohren und eine Umhüllung aus duroplastischen oder faserarmierten Duromeren. Vorteile gegenüber den oben aufgeführten Lösungen sind nicht erkennbar.
Im Mittelpunkt der Europäischen Patentanmeldung EP 1 387 130 A1 steht ein Fixierelement mit Ausnehmungen, die Rohrabschnitte in achsialer Richtung fügen. Das Fixierelement hat mittig eine Stoßfläche für eine Einführstange. Sehr nachteilig bei dieser Lösung ist, dass sowohl die Kräfte beim Einführen in das Bohrloch auf das untere Ende des Son denfußes als auch die Kräfte beim eventuellen Zurückziehen über die Rohre übertragen werden müssen. Beschädigungen des Sondenfußes bei schwierigen Bohrlöchern sind vorprogrammiert.
Aufgabenstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sondenfuß für eine Erdsonde zu schaffen, der in schwierige Bohrlöcher über das Injiziergestänge mit großer Kraft (bis zu mehreren Tonnen) ohne Beschädigung der Verbindungen zwischen Zulauf -und Rücklaufrohren eingeschoben werden kann und wenn nötig auch ohne Beschädigung zurückgezogen werden kann. Weiter soll die äussere Form des Sondenfußes frei gestaltet werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Sondenfuß trägt am oberen Ende ein Metallstück mit vier Flügeln und einer Gewindebohrung zur Aufnahme des Injiziergestänges. Das Injiziergestänge dient beim Einbringen der Erdsonde in das Bohrloch als Schubstange. Das Metallstück mit vier Flügeln ist über eine Stange z.b. aus Metall, starr mit der Druckplatte am unteren Ende des Sondenfußes verbunden. Wird mit großer Kraft auf den Sondenfuß gedrückt, dann wird diese Kraft direkt über die Metallstange auf die Druckplatte am unteren Ende des Fußes übertragen. Auf die Verbindungen zwischen Zulauf- und Rücklaufrohren wirkt nur die Kraft, die zu ihrer Mitnahme erforderlich ist. Die Druckplatte hat mittig eine Gewindebohrung. In ihr können Ziehgewichte befestigt werden. Ebenso können Adapter eingedreht werden, die für die Aufnahme handelsüblicher Ziehgewichte geeignet sind.
Der Sondenfuß wird zum äußeren Schutz zweckmäßigerweise mit Kunststoff oder Harzgemischen vergossen oder eingeschäumt. Dabei verläuft der Schutzmantel von der Druckplatte nach oben als Kegel- der Pyramidenstumpf mit einem Winkel kleiner als der Selbsthemmungswinkel. Ein kurzes Stück zum oberen Ende des Sondenfußes ist als umgekehrter Kegel- oder Pyramidenstumpf ausgebildet, damit auch das Zurückziehen leicht erfolgen kann. Der Verguß erfolgt zweckmässig mit einer verlorenen Form aus Kunststoff, die die äussere Hülle des Sondenfusses bildet.
Ausführungsbeispiel
An Hand der 1 bis 4 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
1: Ein zum Erdsondenfuß gehörendes Zulauf- und Rücklaufrohr mit seiner Verbindung
2: Die im Erdsondenfuß zur Kraftüberragung dienende Stange zwischen der Flügelmutter und der Druckplatte
3: Anordnung und Befestigung zweier Zulauf-Rücklauf-Rohrpaare.
4: Schutzumhüllung des Sondenfußes ausgebildet als doppelter Pyramidenstumpf.
Zu 1: Das Zulauf-Rücklauf-Rohrpaar (6) ist über ein Querstück miteinander verbunden. Die aus dem Sondenfuß herausragenden Enden sind verschieden lang, damit sich handelsübliche Schweißmuffen nicht behindern, mit denen die vom Coil kommenden Rohre auf der Baustelle angeschlossen werden.
Zu 2: 2 zeigt die Stange (2) zur direkten Übertragung der Schubkraft des Injizierungsgestänges auf die Druckplatte (5) beim Einschieben des Sondenfußes in das Bohrloch. Von der Gewindebohrung (9) in der Flügelmutter (1) wird die Kraft über die Gewindestange (2) auf die Druckplatte (5) übertragen. Zwischen der Halteplatte (3) und den Flügeln der Flügelmutter (1) lassen sich zwei Rohrpaare spannen. Die Kontermutter (4) übt dabei leichtem Druck auf die Querstücke der Rohrpaare aus.
Zu 3: 3 zeigt die Befestigung der Rohrpaare (6) und (7) im Sondenfuß. Die Rohpaare werden zwischen die Flügel der Flügelmutter (1) und die Halteplatte (3) geklemmt. Dabei übt die Kontermutter (4) einen leichten Druck auf die Rohrpaare (6) und (7) aus.
Zu 4: 4 zeigt einen kompletten Sondenfuß. Zum äußeren Schutz sind die Rohrpaare (6) und (7) z.B. mit Kunststoff umgossen. Die Form ist ein doppelter Pyramidenstumpf (8) mit einem kurzen Stumpf nach oben und einem langen Stumpf nach unten. Die Schrägen sind mit einem Winkel unterhalb des Selbsthaltewinkels ausgebildet. Am oberen Teil des Sondenfußes sieht man die Gewindebohrung (9) für die Befestigung des Injiziergestänges. Die Druckplatte unten hat die Gewindebohrung (10). Hier können Zuggewichte für leichtes Eingleiten in ein Bohrloch befestigt werden.

Claims

Erdsondenfuß für die Einführung einer Erdsonde in ein Bohrloch mit z.B. vier Anschlüssen für den Anschluss zweier Rohrpaare, die im Erdsondenfuß umgeleitet werden dadurch gekennzeichnet, dass der Erdsondenfuß oben in der Mitte eine Gewindebohrung in einem Metallstück zur Befestigung des Injiziergestänges hat und von hier die Kraft mittig über eine Stange z.B. eine Metallstange direkt auf eine Druckplatte am unteren Ende des Erdsondenfußes übertragen wird. Durch die mittige Kraftübertragung kann die äussere Form des Erdsondenfußes frei gestaltet werden.
Erdsondenfuß nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das obere Metallstück als Flügelmutter ausgebildet ist und die vier Flügel die vier Rohranschlüsse auf Distanz halten.
Erdsondenfuß nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Stange in der Mitte des Erdsondenfußes als Gewindestange ausgeführt ist.
Erdsondenfuß nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkungen der Rohrpaare durch leichtes Klemmen zwischen den Armen der Flügelmutter und einer Halteplatte gehalten werden. Die Halteplatte wird über eine Kontermutter fixiert.
Erdsondenfuß nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Erdsondenfuß zum äußeren Schutz mit Kunststoff oder Harzgemischen eingegossen oder mit Kunststoff eingeschäumt ist.
Erdsondenfuß nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Form ein doppelter Pyramidenstumpf mit einem kurzen Stumpf nach oben und einem langen Stumpf nach unten ist.
Erdsondenfuß nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Form ein doppelter Kegelstumpf mit einem kurzen Stumpf nach oben und einem langen Stumpf nach unten ist.
Erdsondenfuß nach den Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägen der Pyramiden- oder Kegelstümpfe mit Winkeln unterhalb des Selbsthaltewinkels ausgebildet sind.
Erdsondenfuß nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorguß des Sondenfußes mit einer verlorenen Gussform aus Kunststoff ausgeführt wird, wobei die Gussform tiefgezogen oder gespritzt ist.
Erdsondenfuß nach den Ansprüchen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte am unteren Ende des Erdsondenfußes eine Gewindebohrung hat, in der Zuggewichte oder Adapter für handelsübliche Zuggewichte befestigt werden können.