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Die Erfindung betrifft eine Unterwasserführungsvorrichtung für einen Führungskörper, in dem eine Bohrvorrichtung zum Herstellen einer Bohrung in einem Gewässergrund angeordnet ist, mit einem Grundelement mit mehreren daran angeordneten Stützfüßen, welche an dem Grundelement zum Aufsetzen auf den Gewässergrund verstellbar gelagert sind, und mit einem Führungselement zum Führen des Führungskörpers, wobei das Grundelement wenigstens ein am Führungselement angeordnetes erstes Halteelement und ein wenigstens ein zweites Halteelement zum Arretieren des Führungskörpers aufweist.
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Eine derartige Unterwasserführungsvorrichtung ist beispielsweise aus
EP 2 562 310 A1 bekannt. Hierbei gezeigt es eine Arbeitsbühne, in der ein Rohr drehbar, axial bewegbar und arretierbar angeordnet ist. In dem Rohr ist eine Bohrvorrichtung bestehend aus einem über dem Rohr an der Wasseroberfläche angeordneten Bohrantrieb, einem Gestänge und einem Bohrkopf offenbart. Für das Bohren weist das Rohr eine interne Gestängeführung auf, durch die das Gestänge bewegt und in der das Gestänge geführt gedreht wird, sodass der Bohrkopf aus dem Rohr heraus in den Boden einbringbar ist. Das Rohr dient als Führung für das Bohren.
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Es hat sich gezeigt, dass die Art und Weise des Verfahrens des Rohres gegenüber dem Gestell verbesserungswürdig ist. Weiterhin ist angestrebt, die gesamte Bohrvorrichtung im Führungsrohr anzuordnen und
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Aufgabe der Erfindung ist daher, eine verbesserte Verfahrbarkeit in Verbindung mit einem genaueren Einbringen der Verschubkraft hier zu erzeugen.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Unterwasserführungsvorrichtung, bei der dass das zweite Halteelement über ein Bewegungselement gegenüber dem ersten Halteelement beweglich angeordnet ist.
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Vorteil dabei ist, dass das Führungsrohr optimal geführt ist, gleichzeitig eine entsprechende Vorschubkraft über das Führungsrohr auf den Bohrkopf der Bohrvorrichtung aufbringbar ist, und ein kontinuierlicher Vorschub während des Bohrens ohne ein Bewegen der Bohrvorrichtung gegenüber dem Führungskörper erzielbar ist.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Führungskörper ein Gründungskörper, insbesondere ein Pfahl oder Rohr, oder ein Casing ist.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das erste und/oder das zweite Halteelement eine Führungsfläche für den Führungskörper aufweist. Hierdurch wird die Genauigkeit der Ausrichtung des Führungskörpers auf einfache Weise verbessert.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Bewegungselement ein Hydraulikzylinder oder ein Zahnstangenantrieb ist. Hierdurch kann auf einfache Weise die Bewegung in das Bohrloch als auch aus dem Bohrloch heraus bereitgestellt werden.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das erste und/oder das zweite Halteelement hydraulisch angetrieben ist/sind. Diese stellt einen einfach bereitzustellenden und einfach und genau zu dosierenden antrieb dar.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das erste und/oder das zweite Halteelement ein Formschlusskörper ist, der den Führungskörper formschlüssig arretiert. Dabei ist vorteilhaft, dass der Formschlusskörper ein Bolzen ist, der in eine Vertiefung im Führungskörper eingreift. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht alternativ oder ergänzend vor, dass das erste und/oder das zweite Halteelement ein Kraftschlusskörper ist, der den Führungskörper kraftschlüssig arretiert. Dabei ist vorteilhaft, dass der Kraftschlusskörper ein Klemmkörper ist, der auf eine Oberfläche des Führungskörpers mit einer Klemmfläche klemmend aufgreift.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das erste Halteelement und das zweite Halteelement direkt übereinander angeordnet sind. Hierdurch wird eine hinreichende Genauigkeit bim Bewegen der Elemente gegenüber einander bereitgestellt.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Stützfüße so ausgelegt sind, dass über sie eine haltende Verbindung mit dem Gewässergrund herstellbar ist. Hierdurch können die beim Bohren auftretenden Kräfte auf einfache Weise in den Gewässergrund abgeleitet werden.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Stützfüße mittels wenigstes eines Antriebs gegenüber dem Grundelement vertikal bewegbar sind. Hierdurch wird ein genaues Ausrichten / Nivellieren der Vorrichtung gegenüber dem Gewässergrund möglich.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass als Bewegungselemente wenigstens ein Zahnstangenantrieb und wenigstens ein Hydraulikzylinder vorgesehen sind. Hierdurch lässt sich eine größere Vorschusskraft für das Bohren ggf. besser dosiert zu erzeugen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen
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1 eine räumliche Ansicht der erfindungsgemäßen Unterwasserführungsvorrichtung in einer ersten Betriebsstellung,
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2 eine räumliche Ansicht zu 1 in einer zweiten Betriebsstellung,
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3 eine räumliche Ansicht analog 2 mit Führungskörper, und
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4 eine räumliche Ansicht analog 1 mit Führungskörper.
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Die Unterwasserführungsvorrichtung 10 weist ein Grundelement 11 beispielsweise in Form eines Gestells auf. An dem Grundelement 11 ist ein Führungselement 12 zentral vorgesehen. Das Führungselement 12 weist einen unteren Führungsring 13 und einen oberen Führungsring 14 auf. Ausgehend vom unteren Führungsring 13 sind Gestellarme 15 vorgesehen, die sich im vorliegenden Fall bevorzugt kreuzförmig horizontal erstrecken. Andere Anordnungen gemäß den Begebenheiten vor Ort sind möglich.
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Am äußeren Ende 16 der Gestellarme 15 sind Stützfüße 17 angeordnet. Die Sturzfüße 17 setzen sich aus einem Aufstellelement 18 und einem gegenüber dem Grundelement 11 beweglich angeordneten Stütze 19 zusammen. Die Stütze 19 kann gegenüber dem Gestellarm 15 beispielsweise über einen Antrieb (nicht dargestellt) verfahren werden, um die Unterwasserführungsvorrichtung 10 gegenüber einem Gewässergrund (nicht dargestellt) zur Nivellierung auszurichten. Hierbei sind verschiedene Antriebsarten wie Hydraulikzylinder oder Zahnstangenantriebe denkbar. Weiterhin können die Stützfüße 17 so ausgeführt sein, dass eine Verzahnung mit dem Gewässergrund erreichbar ist. Beispielsweise können sich die Aufstellelemente in den Gewässergrund einbohren.
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Zwischen dem unteren Führungsring 13 und dem oberen Führungsring 14 ist ein Bewegungselement 20 vorgesehen, mit dem der obere Führungsring 14, der gegenüber dem unteren Führungsring 13 beweglich ausgeführt ist, vertikal verfahrbar ist. In den 1 und 2 ist jeweils die Endposition des oberen Führungsrings 14 gegenüber dem unteren Führungsring 13 dargestellt. Im Ausführungsbeispiel ist das Bewegungselement 20 als Hydraulikzylinder ausgeführt.
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Der untere Führungsring 13 und der obere Führungsring 14 sind jeweils mit an ihnen beweglich angeordneten Klemmelementen 21 versehen. Die Klemmelemente 21 weisen eine Klemmfläche 22 auf. Die Klemmelemente 21 sind über einen Antrieb 23 beweglich gegenüber dem unteren Führungsring 13 und dem oberen Führungsring 14 angeordnet. Sie können dabei radial zur Mitte des jeweiligen Führungsrings 13, 14 hin bewegt werden. Dadurch wird die Klemmfläche 22 auf eine äußere Oberfläche 101 eines Führungskörpers 100 auf gepresst, sodass sich dieser gegenüber dem jeweiligen Führungsring 13, 14 im auf gepressten Zustand der Klemmflächen 22 auf die äußere Oberfläche 101 nicht bewegen kann. Weiterhin können die Klemmflächen 22 im gelösten Zustand als Führungsflächen und Ausrichtungsflächen für das Bewegen des Führungskörpers 100 dienen.
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In den 3, 4 ist ein entsprechender Führungskörper 100 in der Unterwasserführungsvorrichtung 10 angeordnet. Dabei ist der Bewegungsantrieb 20 in 3 vollständig ausgefahren, so dass der Abstand zwischen dem oberen Führungsring 14 und dem unteren Führungsring 13 maximal ist. In 4 ist der Bewegungsantrieb 20 vollständig eingefahren, sodass der Abstand zwischen dem unteren Führungsring 13 und dem oberen Führungsring 14 minimiert ist.
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Innerhalb des Führungskörpers, bei dem es sich beispielsweise um ein Stahlrohr, in Form eines Bohrrohrs oder eines temporären Casings, oder auch um ein Gründungselement in Form eines Rohrs aus Stahl oder Beton handeln kann, ist eine Bohrvorrichtung (nicht dargestellt) angeordnet, mit der der Boden unterhalb des Führungskörpers 100 entfernt wird. In der den dadurch entstehenden Hohlraum (nicht dargestellt) wird der Führungskörper 100 abgelassen.
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Die Klemmelemente 21 teilen sich auf in untere Klemmelemente 24 obere Klemmelemente 25. Nach dem Einsetzen des Führungskörpers 100 in die beiden Führungsringe 13, 14 des Grundgestells 11 werden zum Ausrichten erst einmal die unteren Klemmelemente 24 und die oberen Klemmelemente 25 gegen die äußere Oberfläche 101 des Klemmkörpers 100 bewegt und sofern notwendig auch gepresst.
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Sofern noch nicht geschehen, werden die oberen Klemmelemente 25 gelöst und der obere Führungsring 14 wird über den Bewegungsantrieb 20 vom unteren Führungsring 13 aus gesehen vertikal nach oben verfahren. Anschließend werden die oberen Klemmelemente 25 wieder arretiert und die unteren Klemmelemente 24 werden gelöst. Die in ihrer Bohrposition befindliche Bohrvorrichtung wird aktiviert und der Bewegungsantrieb 20 bewegt den oberen Führungsring 14 auf den Gewässergrund zu, sodass die Bohrvorrichtung kontrolliert gegen den Gewässergrund bewegt wird und dabei diesen löst, sodass der dort befindliche Boden/das dort befindliche Gestein abgetragen wird, sodass ein Hohlraum entsteht. In diesem Hohlraum bewegt gleichzeitig der Bewegungsantrieb 20 den Führungskörper 100 kontrolliert hinein. Befindet sich der obere Führungsring 14 dann wieder in seiner untern Endposition gegenüber dem unteren Führungsring 13 (4) ist der Bohrdurchgang aktuell beendet. Die unteren Klemmelemente 24 des unteren Führungsrings 13 werden arretiert. Anschließend werden die oberen Klemmelemente 25 des oberen Führungsrings 14 gelöst und der oberen Führungsring 14 wird durch den Bewegungsantrieb 20 wieder vom Gewässergrund 20 bzw. dem unteren Führungsring 13 vertikal weg nach oben bewegt, bis er sich wieder in der äußeren Endposition (3) befindet. Hier werden dann die oberen Klemmelemente 25 des oberen Führungsring 14 wieder arretiert und die unteren Klemmelemente 24 des unteren Führungsrings 13 gelöst. Der Bohrzyklus kann dann von neuem durchgeführt werden. Der Bohrzyklus wird so oft wiederholt, bis der Führungskörper 100 in seiner vorgegebenen Endposition im Gewässergrund angekommen ist und die maximale Bohrtiefe erreicht ist.
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In diesem Fall kann dann entweder die Bohrvorrichtung getrennt aus dem Führungskörper 100 entfernt werden oder die Bohrvorrichtung wird zusammen mit dem Führungskörper 100 aus dem Bohrloch und der Unterwasserführungsvorrichtung 10 entfernt. Alternativ kann auch der Führungskörper 100 nach Entfernen der Bohrvorrichtung im Bohrloch verbleiben und die Unterwasserführungsvorrichtung 10 wird vom Gewässergrund abgehoben, während der Führungskörper 100 im Bohrloch verbleibt. Dieser kann dann später gegen einen Gründungskörper ersetzt werden.
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Statt Klemmelementen 21 können auch Formschlusskörper wie Bolzen oder dergleichen (nicht dargestellt), die ebenfalls gegenüber dem Führungsring 13, 14 bewegbar ausgeführt sind, vorgesehen sein. Hierbei wäre dann gegebenenfalls in der äußeren Oberfläche 101 des Führungskörpers 100 Vertiefungen (nicht dargestellt) vorzusehen, in die die Bolzen dann eingreifen können.
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Für eine weitere alternative Ausführung könnten im einem der Führungsringe alternativ oder zusätzlich ein oder mehrere Ritzel angeordnet sein, die korrespondierend in eine oder mehrere auf der äußeren Oberfläche 101 des Führungskörpers 100 vorgesehene Zahnstangen eingreifen, über die dann der Führungskörper 100 gegenüber dem Grundgestell 11 verfahrbar ist.
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Hierbei könnte auch eine Kombination vorgesehen sein, bei der Klemmelemente oder Bolzenelemente beispielsweise am oberen Führungsring 14 vorgesehen sind, der über den Bewegungsantrieb 20 weiterhin beweglich gegenüber dem unteren Führungsring 13 angeordnet ist, um, sofern notwendig, eine größere Vorschusskraft für das Bohren zu erzeugen. Auch die Klemmelemente/Bolzen des unteren Führungsrings 13 könnten in Zusammenhang mit einem Zahnstangenantrieb vorteilhaft sein, um den Führungskörper 100 zusätzlich zu arretieren. Der obere Führungsring 14 könnte in diesem Fall als Führung während des Zahnstangenvorschubs dienen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Unterwasserführungselement
- 11
- Grundelement
- 12
- Führungselement
- 13
- unterer Führungsring
- 14
- oberer Führungsring
- 15
- Gestellarm
- 16
- äußeres Ende
- 17
- Stützfuß
- 18
- Aufstellelementen
- 19
- Stütze
- 20
- Bewegungselement
- 21
- Klemmelement
- 22
- Klemmfläche
- 23
- Antrieb
- 24
- unteres Klemmelement
- 25
- oberes Klemmelement
- 100
- Führungskörper
- 101
- äußere Oberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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