DE2060402A1

DE2060402A1 - Einrichtung zum Stabilisieren der Bewegungsrichtung des Vortriebsorgans

Info

Publication number: DE2060402A1
Application number: DE19702060402
Authority: DE
Inventors: Tkatsch Chaim B; Kostylew Alexandr D; Tschepurnoj Nikolaj P; Gurkow Konstantin S
Original assignee: INST GORNOWO DELA S O AN SSSR
Current assignee: INST GORNOWO DELA S O AN SSSR
Priority date: 1970-12-03
Filing date: 1970-12-08
Publication date: 1972-06-29
Also published as: US3677354A; BE761161A; NL163297C; GB1303547A; NL7018707A; AU467313B1; AT319999B; NL163297B; FR2118328A5

Description

EINRICHTUNG ZUM STABILISIEREN DER BEWEGUNGSRICHTUNG DES VORTRIEBSORGANES Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Stabilisieren der Bewegungsrichtung des Vortriebsorganes bei der Bildung von Bohrlöchern. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann mit einem Selbstgangs-Vortriebsorgan oder mit einem Arbeitsendstück gemeinsam eingesetst werden, die beide beil Verlegen von Rohrleitungen oder Kabeln ohne Grabenaushub zum Vortrieb von Bohrlöchern in Boden durch Bodenverdichtung hauptsächlich unter Landstraßen- bzw. Eisenbahnkörpern anwendbar sind.
Es ist bekannt, daß bei der Bildung von Bohrlöchern das Vortriebsorgan sich infolge Ungleichmäßigkeit der Bodenzusammensetzung oder beim Stoßen gegen Harteinschlüsse oderhindernisse selbständig von der Solirichtung ablenken kann.
Zwecks Verhinderung dieser unerwünschten Erscheinung wurden bereits Einrichtungen vorgeschlagen, welche die Bewegungsrichtung des Vortriebsorganes bei der Bildung durch dasselbe von Bohrlöchern stabilisieren.
Eine dieser Einrichtungen enthielt mit Wechselraumkammer versehene Kraftvorrichtungen (hydraulische- oder Druckluftzylinder), die das als kegelförmiges Endstück gestaltete Vortriebsorgan ablenkten, welches am Kopfteil des Rohres gelenkig befestigt ist, das in den Boden gepreßt wurde. Die Überwachung der Bewegungsrichtung erfolgte durch die fest in der Vertiefung an der Bohrlochmündung angeordneten optischen Geräte, welche eine Ablenkung des innerhalb des Rohres laufenden Lichtstrahls von der im Inneren des Endstückes sitzenden Lichtquelle verzeichneten. Die optischen Geräte waren funktionsmäßig mit Ventiltrieben verbunden, welche die Zuführung des flüssigen Mittels von der Quelle in die Kammern der Zylinder, die das Vortriebsorgan in die Sollrichtung ablenkten, regeln. In diesem Zusammenhang wird auf das Buch "Sakrytaja prokladka truboprowodow" (Verlegen von Rohrleitungen ohne Grabenaushub), Maschgis, 1964, G.X. Peskow, Seite 49) verwiesen.
Diese bekannte Einrichtung ist aber für ein sehr eingeschränktes Anwendungsgebiet berechnet u.zw. nur für Arbeitsendstücke zum Pressen von Rohren in den Boden. Der Einsats dieser Einrichtung in der Praxis mit Selbstgangs-Vortriebsorganen, insbesondere mit schlagausübenden, die bekanntlich leistungsfähiger sind, ist infolge Unbrauchbarkeit (Unannehbarkeit) der bekannten Geräte zur Überwachung der Vortriebsorgan-Ablekung unmöglich.
außerdem sind die bekannten Einrichtungen in der Fertigung und im Betrieb kompliziert.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Mängel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung zur Stabilisieren der Vortriebsorgan-Bewegungsrichtung mit einem verbessertem Folgeregelungsstück zu entwickeln, welches es ermöglicht, die erfindungsgemäße Einrichtung gemeinsam mit verschiedenen orten der Vortriebsorgane einzusetzen.
In der Erfindung ist eine solche Einrichtung beschrieben, die mit dem Vortriebsorgan zusammenwirkenden, dasselbe Organ ablenkende Kraftvorrichtungen enthält, welche eine Kaner mit wechselndei Raum aufweisen, der zwecks Ablenkung des Vortriebsorganes das flüssige kittel unter Druck durch die Yentiltriebe zugeführt wird, von denen ein Jeder lindestens mit einer der bedienenden Wechselraumkammer geschaltet und mit dem Stück verbunden ist, das die Folgeregelung der Vortriebsorgan-Ablenkung ausführt. Die Vervollkommung besteht darin, daß das Folgeregelungsstück ein gelenkig mit de Vortriebsorgan verbundenes, mit den Wänden des gebildeten Bohrloches zusammenwirkendes Kopierstück darstellt, die Ventilbetriebe aber mit des Kopierstück geschaltet sind und bei gemeinvaer Drehung des Kopierstückes und Vortriebsorganes zwecks Einlaß des flüssigen Mittels in die bedienende Kammer ansprechen.
Als bevorzugt ist anzusehen, wenn die gelenkige Verbindung des Kopierstückes mit dem Vortriebsorgen durch eine gelenkige Zugstange erfolgt, die Ventiltriebe aber direkt auf dem Vortriebsorgan sitzen und durch die Zugstange betätigt werden, falls diese infolge Drehung des Kopierstückes und des Vortriebsorganes abgelenkt wurde.
Der Vorzug der Erfindung besteht darin, daß durch relativ einfache Mittel eine automatische Regelung der Bewegung des Vortriebsorganes unabhänig von seiner Bauart ausgeführt werden kann und seine selbständigen Ablenkungen von der Sollrichtung verhindert werden können.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines AusfÜhrungsbeispieles und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung und das Selbabgangs-Vortriebsorgan bei gemeinsamer Drehung in Bohrloch; Fig. 2 Schnitt II-II der Fig. 1, in des die einordnung der Wechselraumkammern um das Vortriebsorgan herum dargestellt ist; Fig. 3 Schnitt III-III der Fig. 1, in dem die Unterbringung der Ventiltriebe auf dem Vortriebsorgan und die mit diesen Trieben zusammenwirkende gelenkige Zugstange dargeßtellt sind u.zw. für den Fall, wenn einer der Ventiltriebe geöffnet ist.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Einrichtung das Kopierstück 1 enthält, welches gelenkig mit dem Vortriebsorgan 2 verbunden ist und iait den Wänden des durch dieses Organ gebildeten Bohrloches 3 in Wechselwirkung steht (zusammenwirkt). Es ist zweckmäßig, als Vortriebsorgan die zur Bildung von Bohrlöchern durch BodenverdichtunC bestimmte schlagausübende Drucklufteinrichtung einzusetzen, die in den Patenten in Frankreich 1515348, USA 3580014, England 1152249 und 1170167 desselben Erfinders beschrieben ist, dem auch diese Anmeldung gehört.
Das Kopierstück 1 wird 50 am Vortriebsorgan 2 durch die gelenkige Zugstange 4 befestigt, daß es allen Verschiebungen des Organes 2 in dem von letzteren gebildeten Bohrloch nachfolgen kann.
Rund um das Vortriebsorgan 2 liegen gleichiiäßig einige Wechselraumkammern 5 5a und 5b (Fig. 2), deren Wände aus elastischem gummierten Gewebe gefertigt sind. Den erwähnten Kasmern wird unter Druck abwechselnd das fließend. Wiittel, z.B.
Luft zugeführt, damit das Vortriebsorgan 2 in die erforderliche Richtung abgelenkt wird.
Zwecks Verhinderung und Vorbeugung eines Verschleißes der Kammern 5, 5a und 5b während der Reibung an den Bohrlochwänden ist das zylindrische Gehäuse 6 vorgesehen, welches mit einem seiner Enden 80 auf dem Vortriebsorgan 2 sitzt, daß es in bezug auf die Abrundung 7 des erweiterten Teiles 8 des Vortriebsor6anes 2 infolge Einwirkung des den Kammern 5, 5a und Sb zugeführten flüssigen Mittels drehbar ist.
Ist der Werkstoff der Kammern 5, 5a und 5b ausreichend verschleißfest, so kann das Gehäuse 6 fehlen, die Kammern aber werden in diesem Falle direkt an Vortriebsorgan 2 befestigt.
Anstelle der erwähnten Kammern können (in der Zeichnung nicht angedeutete) hydraulische- oder Druckluftzylinder benutzt werden, wobei sie radial in bezug auf den Schaftteil des Vortriebsorganes 2 angeordnet werden.
Eine jede Kammer 5, 5a und 5b weist die Austrittsöffnung 9 und den mit den Kammern verbunddnen Schlauch 10 zur Zuführung unter Druck des flüssigen Mittels auf. Ein Jeder Schlauch 10 ist seinerseits mit einem Ventiltrieb 11, 11a bzw. lib ausgestattet, der die zu bedienende Kammer mit der (in der Zeichnung nicht angegebenen) unter Druck stehenden Quelle des flüssigen mittels schaltet.
Die Gehäuse 12 (Fig. 3) der Ventiltriebe 11, 11a und 11b sind am Schaftteil des Vortriebsorganes 2 befestigt, die Absperrteile 13 nehmen unter der Spannung der Federn 14 die Randstellung ein, wobei sie die Zuführung des flüssigen Mittels sperren und durch Berührung mit der gelenkige Zugstange 4 auf die Lagenänderung derselben reagieren.
Als Pflichtbedingung 9ür die Betriebsfähigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der Umsatnd zu betrachten, nach des der Durchflußquerschnitt eines jeden Ventiltriebs 11, lis und 11b und der mit ihnen verbundenen Schläuche 10 erheblich größer als der Querschnitt der Austrittsöffnung 9 in den Kammern 5, 5a und 5b ist, damit das flüssige Mittel unter Druck in den Kammern gehalten wird.
Die Arbeitsdruckluft wird durch den Schlauch 15 des Vortriebsorgan 2 zugeführt. Zum Austritt der Abluft aus den Kaniern 5, 5a und 5b und aus dem Vortriebsorgen 2 ist in der Trennwand 16 des Kopierstückes 1 die Öffnung 17 vorgesehen.
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung verläuft in folgender Weise.
Bewegt sich das Vortriebsorgan 2 in der Sollrichtung, so fällt seine Ichse mit derjenigen des Kopierstückes 1 zusammen und die Zugstange 4 liegt dann gleichachsig oder parallel su diesen Achsen. Bei selbständiger Ablenkung des Vortriebsorganes 2 von der Solirichtung wird seine Achse in bezug auf diejenige des Kopierstückes 1 versetzt und die Zugstange 4 wird abgelenkt.
Im abgelenkten Zustand drückt die Zugstange 4 auf das Sperrglied 13 mindestens eines der Ventilvortriebs 11, 11a oder 11b.
Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Zugstange 4 das Sperrglied 13 des Ventiltriebes 11a betätigt, welches dabei geöffnet wird und hiermit die von diesem Ventiltrieb 11a bediente Kammer 5a (Fig. 2) mit der unter Druck stehenden Quelle des flüssigen mittels in Verbindung setzt.
Da der Durchlaßquerschnitt des Ventiltriebes lia und des Zuführungsschlauches 10 erheblich größer als derjenige der Durchlaßöffnung 9 in der Kammer 5a ist, wird die letztere mit dem unter Druck stehendem flüssigen Mittel gefüllt. Dadurch wird eine Kraft erzeugt, die das zylindrische Gehäuse 6 ablenkt, wodurch eine zusätzliche Asymmetrie den Bewegungswiderstand des Vortriebßorganes 2 entsteht und eine Ablenkung desselben erfolgt. Die Größe dieser Ablenkung "a" ist in Fig. 2 angedeutet.
Bei der experinentellen Prüfung der erfindungsgemäßen Einrichtung wurden die Vorzüge in bezug auf Einfachheit der Bedienung und Genauigkeit der Steuerung bestätigt.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E :

1. Einrichtung zum Stabilisieren der Bewegungsrichtung des Vortriebsorganes beim Bilden durch denselben des Bohrloches, die mit diesem Vortriebsorgan zusammenwirkende Kraftvorrichtungen enthält, welche eine Kammer mit wechselnden Raum aufweisen, der zwecks Ablenkung des Vortriebsorganes das flüssige Mittel unter Druck durch die Ventiltriebe zugeführt wird, von denen ein jeder mindestens mit einer der bedienten Wechselraumkammern geschaltet und mit dem Stück verbunden ist, das die Folgeregelung der Vortriebsorgan-Ablenkung ausführt, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß diese Stück ein gelenkig mit dem Vortriebsorgan (2) verbunden Kopierstück (1) ist, welches mit den Wänden des gebildeten Bohrloches (3) in Wechselwirkung steht (zusammenwirkt), und daß die Ventiltriebe (11, 11a und 11b) mit dem Kopierstück (1) geschaltet sind und bei gemeinsamer Drehung des Kopierstückes (1) und des Vortriebsorganes (2) zwecks Einlaß des flüssigen Mittels in die bediente Kammer (5, 5a, 5b) ansprechen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die gelenkige Verbindung des Kopierstückes (1) mit dem Vortriebsorgan (2) durch die gelenkige Zugstange (4) erfolgt, wobei die Ventiltriebe (11, 11a und 11b) direkt auf dem Vortriebsorgan (2) sitzen und durch die Zugstange (4), falls dieselbe infolge Drehung des Kopierstückes (1) und des Vortriebsorganes (2) abgelenkt ist, betätigt werden.

L e e r s e i t e