DE2435884A1

DE2435884A1 - Earth sampler for loose ground - has sample cup closed by inflatable element to retain contents inside during withdrawal

Info

Publication number: DE2435884A1
Application number: DE2435884A
Authority: DE
Inventors: Ewgenij I Tanow
Original assignee: UPRAWLENIE GEOL SOWETA MINISTR
Current assignee: UPRAWLENIE GEOL SOWETA MINISTR
Priority date: 1974-07-25
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1976-02-05
Also published as: DE2435884B2

Abstract

Earth sampler for depths of up to 30 m in loose or yieldable soils has a pneumatic hammer and a cup fast to it to receive the sample, and to retain it during withdrawal from the borehole; the retainer is near the end of the cup, and has an elastic inflatable element (19) connected to a source of compressed gas. While the cup (2) is being driven into the earth, the element (19) is in an annular groove (20) on the inner face of the cup. During withdrawal, the element shuts off the cup's whole cross section. Preferably the cup is inflated from the compressed gas source for the pneumatic hammer, which has a transition piece and a duct to a channel in the cup. A complete and quantitative sample is obtd., independently of the kind and state of the soil, or direction of the borehole.

Description

VORRICHTUNG ZUR BODENPROBENAHME Die Erfindung betrifft Geräte zur Durchführung von Baugrund- und geologischen Untersuchungen, insbesondere Vorrichtungen zur Bodenprobenahme. DEVICE FOR SOIL SAMPLING The invention relates to devices for Carrying out subsoil and geological investigations, in particular devices for soil sampling.

Sie kann ihre Anwendung im Bauwesen, bei geologischen Untersuchungen sowie in anderen Bereichen, wo man Angaben über die Bodenzusammensetzung, die -schichtenanordnung und den -zustand braucht, finden. It can be used in civil engineering and geological studies as well as in other areas where information about the soil composition, the layer arrangement and find the state you need.

Am besten eignet sich die Erfindung für die Bodenprobenahme und das Bohren von verhältnismässig kurzen Bohrlöchern von ca. 30 m in lockeren und nachgiebigen Böden. Best of all, the invention works for soil sampling and that Drilling relatively short boreholes of approx. 30 m in loose and flexible ones Floors.

Bs ist eine Vorrichtung zur Bodenprobenahme allgemein bekannt, die ein pneumatisches Schlagwerk und einen fest damit verbundenen Becher zur Aufnahme der Bodenprobe besitzt, der mit einer Einrichtung zum Halten der Bodenprobe während der Entfernung des Bechers aus dem Bohrloch ver fläche sehen ist, die nahe der Stirn) des Bechers liegt. Bs is a device for soil sampling generally known that one pneumatic hammer mechanism and one fixed associated mug for receiving the soil sample, the one with a device for holding the soil sample during the removal of the cup from the borehole ver surface is seen that is close the forehead) of the mug.

Bei der bekannten Vorrichtung verfügt das pneumatische Schlagwerk über ein Hohlgehäuse, in dem sich ein Gasverteiler befindet. Am Gehäuse ist ein damit starr verbundenes auf de konisches Endstück vorgesehen, /auf ein Übergangsstück fest sitzt, das aus einem Stück mit einer die Becher zur Bodenaufnahme tragenden Traverse gefertigt ist. Somit liegen die Becher bezüglich des Gehäuses des pneumatischen Schlagwerkes diametral, und die Längsachsen der beiden Becher verlaufen parallel zur Längsachse des Gehäuses. Damit die Becher zur Bodenaufnahme besser in den Grund eindringen, ist ihre Stirnfläche zuges pitzt. In the known device, the pneumatic hammer mechanism has via a hollow housing in which a gas distributor is located. There is a thus rigidly connected to de conical end piece provided / on a transition piece is firmly seated, which is made of one piece with one of the cups to support the floor Traverse is made. Thus, the cups are with respect to the housing of the pneumatic The striking mechanism is diametrically opposed, and the longitudinal axes of the two cups are parallel to the longitudinal axis of the housing. So that the cups for soil absorption better into the ground penetrate, their end face is pointed.

fläche Nahe der Stirm/Jedes Bechers befindet sich eine Einrichtung zum Halten einer Bodenprobe während der Entfernung des Bechers aus dem Bohrloch. Diese Einrichtung stellt einer) eine Reihe gleichmässig entlang Kreislinie angeordneter rechteckiger gekrümmter Platten dar, die mit einem ihrer Enden an der Innenfläche des Bechers festgehalten werden. Das andere Ende Jeder Platte ist in Richtung zur Becherachse gebogen. Beim Einschlagen des Bechers in den Boden bewegen sich die gekrümmten Abschnitte der Platten unter Einfluss der Säulenprobe an die Wände des Bechers. Area There is a facility near the stem / each cup for holding a soil sample during removal of the cup from the borehole. This device represents one) a row evenly arranged along a circular line rectangular curved plates, with one of their ends on the inner surface of the cup. The other end of each plate is towards the Curved cup axis. When the cup hits the ground, they move curved sections of the plates under the influence of the column sample on the walls of the Mug.

Nach Beendigung des Einschlagens der Becher in den Boden und der Entfernung der Vorrichtung aus dem Bohrloch kommen die gekrümmten Abschnitte der Platten in ihre ursprüngliche Stellung zurtick. After completing the hammering of the cups into the ground and the Removal of the device from the borehole will come the curved sections of the Tick the panels back to their original position.

Somit liegt eine Bodenprobe im Becher auf den gekrümm~ ten Abschnitten der Platte auf und wirdgim Becher7wihrend der Entfernung der Vorrichtung aus dem Bohrloch <> gehalten. Thus, a soil sample lies in the cup on the curved sections on the plate and is held in the cup 7 during the removal of the device from the Borehole <> held.

Eine solche Einrichtung eignet sich für das Halten der Probe eines jestenBodens , weil der Querschnitt des Bechers durch die Platten nicht völlig zugedeckt wird. Bei Probenahme von schüttbaren und instabilen, beispielsweise wassergesättigten Böden erfolgt eine Zerstörung und ein teilweiser Ausfall der Säulenprobe, so dass man keine vollstän dige qualitative Bodenprobe erhält. Dies ist ein wesentlicher Nachteil der Vorrichtung zur Bodenprobenahme der bekannten Bauart. Dazu kommt, dass durch die Entfernung der Vorrichtung aus dem Bohrloch, deren pneu:natisches Schlagwerk weiwird ter arbeitet, die Bodenprobe zerstört un her teilweisMaeusfällt, d.h. sich der Einsatz eines Reversierschlagwerkes nicht anbietet, das sowohl für das Einschlagen der Vorrichtung in den Boden, als auch für deren Entfernung aus dem Bohrloch verantwortlich ist. Such a device is suitable for holding the sample of a jestenfloor, because the cross-section of the cup is not completely covered by the plates will. When sampling pourable and unstable, for example water-saturated Soils are destroyed and the column sample partially fails, so that a complete qualitative soil sample is not obtained. This is an essential one Disadvantage of the device for taking soil samples of the known type. In addition by removing the device from the borehole, its pneumatic hammer mechanism The work continues, the soil sample is destroyed and a part of the body falls, i.e. itself the use of a reversing hammer mechanism does not offer both for driving of the device in the ground as well as for its removal from the borehole is.

Weiter sind Vorrichtungen zur Bodenprobenahme bekannt, Becher deren Einrichtung zum Zudecken des Querschnittes eine Reihe von gleichmässig am Umfang des Bechers angeordneten gekrümmten Platten ist. Bei dieser Einrichtung wird die Gestalt der freien Enden der Platten so gewählt, dass sie bei ihrem Zusammenschliessen den Querschnitt des Bechers möglichst ganz. zudecken. Diese Einrichtung wird aber ebenfalls zum Halten der Säulenprobe eines festen Bodens verwendet,da sie ein völliges Zudecken des Quernicht gewährlleistet. Devices for taking soil samples are also known, their cups Device for covering the cross-section a number of evenly on the circumference of the cup is arranged curved plates. At this facility will the shape of the free ends of the plates is chosen so that they close together the cross-section of the cup as completely as possible. cover up. This facility will, however also used to hold the column sample of a solid soil, since it is a complete Covering the cross is not guaranteed.

schnittes des Bechers Derartige Vorrichtungen eignen sich vorwiegend für das Bohren von Bohrlöchern mittels eines Drehbohrwerkzeuges mit nachfolgender Reinigung des Bohrloches. cut of the cup Such devices are mainly suitable for drilling holes using a rotary drilling tool with the following Cleaning the borehole.

Mit der Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. The invention is intended to avoid these disadvantages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bodenprobenahme mit einer Einrichtung zum Halten der Bodenprobe zu schaffen, die eine voll ständige qualitative Probenahme eines Bodens unabhängig von dessen Art und Zustand sowie der Bohrlochrichtung gewährleistet.The invention is based on the object of a device for taking soil samples with a device for holding the soil sample to create a complete qualitative sampling of a soil regardless of its type and condition as well as the borehole direction guaranteed.

Die se Aufgabewird bei einer Vorrichtung zur Bodenprobenahme , die ein pneumatisches Schlagwerk und einen fest damit verbundenen Becher zur Aufnahme einer Bodenprobe besitzt, der mit einer Einrichtung zum Halten der Bodenprobe während der Entfernung aus dem Bohrloch versehen ist, die nabe der Stirn fläche des Bechers liegt, dadurch gelöst, daß luft gemäss der Erfindung die Einrichtung ein an eine Pressquelle angeschlossenes aufblasbares elastisches Element enthält das sich beim Einschlagen des Bechers in den Boden in einer an dessen Innenfläche vorgesehenen Ringnut berindet und bei der Entfernung des Bechers aus dem Bohrloch seinen Querschnitt völlig zudeckt. This task is carried out with a device for soil sampling, the a pneumatic hammer mechanism and a permanently connected cup for holding a soil sample having a device for holding the soil sample during the removal from the borehole is provided, the hub of the end face of the cup is solved in that air according to the invention, the device on a Inflatable elastic element connected to the press source contains the Knocking the cup into the ground in one provided on its inner surface Barked ring groove and when removing the cup from the borehole completely covers its cross-section.

aufgrund dieser Bauform der Einrichtung wird ein völliges Abschliessen des Becherquerschnitts sowie ein Halten der Bodenprobe in diesem unabhangig Halten Bodenprobunaangig von der Bodenart und dem -zustand erzielt. Hierbei kann die Entfernung des Bechers mit der Probe erfolgen, während das Schlagwerk im Betrieb ist, z.B. bei ein em Reversierschlagwerk.Due to this design of the facility is a complete closure of the cup cross-section as well as holding the soil sample in this independently Soil samples obtained depending on the type and condition of the soil. Here the distance of the beaker with the sample while the striking mechanism is in operation, e.g. with an em reversing hammer mechanism.

Vorteilhaft dient als Pressgasquelle für das aufblasbare Element die Pressgasquelle für das pneumatische Schlagwerk , wozu letzteres mit einem Übergangsstück versehen wird , das sich über eine Rohrlleitung an einen Kanal anschliesst, der im Becher aus geführt ist und ein Absperrstück hat. Advantageously, it serves as a source of compressed gas for the inflatable element the compressed gas source for the pneumatic hammer mechanism, including the latter with a transition piece is provided, which connects via a pipeline to a channel that is carried out in the cup and has a shut-off piece.

Dadurch ent fällt die Notwendigkeit einer zusätzlichen Pressgasquelle , so dass ein sparsamer Verbrauch an Pressgas und eine äußerst kompakte Ausführung der Vorrichtung erreicht wird. This eliminates the need for an additional source of compressed gas , so that an economical consumption of compressed gas and an extremely compact design the device is achieved.

Weiter ist vorzugsweise in der das Übergangsstück mit dem aufblasbaren Element verbindenden Rohrleitung ein Rückschlagventil vo@ges@hen, welches einen Gasaustritt aus dem aufblasbaren Element verhindert, nachdem die Gaszufühzu diesem rung eingestellt ist. Furthermore, the transition piece with the inflatable is preferably in the The pipe connecting the element has a non-return valve which has a Prevents gas leakage from the inflatable element after the gas is supplied to it tion is set.

bevorzugten Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung weist der Kanal des Bechers eine Abzweigung auf, in dernacheinander ein Absperrstück und eine Schallsignaleinrichtung zur Signalisierung der F üllung des Bechers mit Boden angeordnet sind. preferred according to an embodiment of the invention has the Channel of the cup on a branch in which one after the other a shut-off piece and a Sound signaling device for signaling the filling of the cup with soil is arranged are.

Durch das Vorhandensein des Absperrstückes innerhalb der Abzweigung besteht die Köglichkeit, Gas der Schallsignaleinrichtung kurz vor der F Rillung des Bechers mit Boden zuzuführen. By the presence of the shut-off piece within the junction there is the possibility to gas the sound signaling device shortly before the filling of the cup with the bottom.

Nach einer andere Weiterbildung der Erfindung ist im Boden des Bechers eine axiale Mittenbohrung zur Aufnahme einer Stange vorgesehen, welche an ihrem freien Ende einen Teller trägt, dessen Durchmesser etwaskleiner ist als der Innen/durchmesser des Bechers und als Absperrstück für den Kanal, fieber welchen Pressgas dem aufblasbaren Element zugeleitet wird, und die Abzweigung dieses Kanals dient, wobei der Kanal und seine Abzweigung Abschnitte aufweisen, die im Boden des Bechers liegen und sich mit der Bohrung für die Stange kreuzen, an deren Seiteniläche Ringnuten zum Gasdurch tritt/vorgesehen sindswenn diese mit den Abschnitten fluchtendie durch die Seitenfläche der Stange bei deren Axialbewegung verschließbar sind. According to another development of the invention is in the bottom of the cup an axial center bore is provided for receiving a rod which is attached to her free end carries a plate whose diameter is slightly smaller than the inside / diameter the cup and as a shut-off piece for the channel, which compressed gas fever the inflatable Element is fed, and the branch of this channel is used, the channel and its junction have sections which lie in the bottom of the cup and spread out cross with the hole for the rod, on the side surface of which there are ring grooves for gas occurs / are provided when these are flush with the sections through the side surface the rod can be closed during their axial movement.

In dieser Weise dient die Stange mit dem Teller zur Einstellung der ge/wünschten Höhe der Säulenbodenprobe im Becher und ist gleichzeitig Absperrstück für den Kanal zur Pressgaszuführung , zu dem aufblasbaren Element und für die Abzweigung dieses Kanals Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Teller an dem freien Ende der Stange unter Verwendung einer B uchse angebracht ist, die eine Veränderung der Lage des Tellers in senkrechter Ebene in Abhangigkeit von der gewünschten Höhe der Säulenbodenprobe im Becherermöglicht. In this way, the rod with the plate is used to adjust the Desired height of the column bottom sample in the beaker and is also a shut-off piece for the Channel for compressed gas supply to the inflatable element and for the branching of this channel A further development of the invention consists in that the plate is attached to the free end of the rod using a bushing is that a change in the position of the plate in a vertical plane as a function of the desired height of the column bottom sample in the beaker.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme verfügt über eine Einrichtung zum Halten der Bodenprobe im Becher, die eine vollstän dige qualitative Probenshme unabhangig von der Bodenart und dem -zustand gewährleistet. The device according to the invention for taking soil samples has a device for holding the soil sample in the cup, which is a complete Qualitative sampling is guaranteed regardless of the type and condition of the soil.

eispi = Nachstehend ist ein Ausführung der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert , es zeigt Fig. leine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Bodenprobenahme teilweise im axialen Längsschnitt; die in Fig. l abgebildeten Teile der Vorrichtung sind miteinander entlang der Linie I-I verbunden; Fig. 2 den Abschnitt II Fig. 1 in vergrössertem Massstab; Fig. 3 das aufblasbare elastische Element, wo dieses den Querschnitt des Bechers zudeckt, teilweise im axialen Längsschnitt. eispi = Below is an embodiment of the invention by reference Explained on the drawings, FIG. 1 shows a device according to the invention for soil sampling partly in axial longitudinal section; those shown in FIG Parts of the device are connected to each other along the line I-I; Fig. 2 the Section II FIG. 1 on an enlarged scale; Fig. 3 the inflatable elastic Element where this covers the cross section of the cup, partly in the axial longitudinal section.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist für eine Bodenprovon tenahme der Erdobarflächetaus einem Bohrloch, das nach einem anderen Veriahren hergestellt ist, und für das Bohrenvon kurzen Bohrlöchern vorgesehen. Die Vorrichtung lässt sich seiger und tonnlagig einschlagen bzw. vertiefen. The device according to the invention is for taking a soil sample The surface of the earth is made from a borehole made according to a different method and intended for drilling short boreholes. The device leaves embed or deepen in a more seiger and tonal layer.

Die Vorrichtung zur BodenprobenRhme besitzt ein pneumatisches Schlagwerk 1 (Fig. 1), das für das Einschlagen der Vorrichtung in den Boden sorgt, und einen fest damit verbundenen Becher 2 zur Aufnahme einer Bodenprobe. Der Becher 2 iat mit einer Einrichtung 3 zum Halten darin einer Bodenprobe wä rend der Entfernung des Bechers aus dem Bohrloch versehen, die nahe der Stirn des Bechers 2 liegt. Im vorliegenden Fall wird eine Vorrichtung zur Bodenprobenahme behandelt, bei welcher der Becher 2 koaxial zum pneumatischen Schlagwerk 1 angeordnet ist. The device for the soil sample frame has a pneumatic hammer mechanism 1 (Fig. 1), which ensures that the device is knocked into the ground, and one firmly connected cup 2 for receiving a soil sample. The cup 2 iat with a device 3 for holding therein a soil sample during the removal of the cup from the borehole, which is located near the face of the cup 2. in the In the present case, a device for soil sampling is dealt with, in which the cup 2 is arranged coaxially to the pneumatic hammer mechanism 1.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein pneumatisch/Schlagwerk beliebiger bekannter Bauart eingesetzt wie es fü werden, sonst bei Vorrichtungenvähnliche. In the device according to the invention, a pneumatic / hammer mechanism any known design used as it will be, otherwise with devices similar.

Zwecke verwendet wird. In diesem Falle handelt es sich um das pneumatische Schlagwerk 1, das ein Gehäuse 4 mit einem zylindrischen Hohlraum 5 hat. Im Hohlraum 5 des Gehäuses 4 befindet sich ein Schlagbolzen 6, der hin- und hergehen kann. Im unteren Teil (iichnung) des Hohlraumes 5 ist ein Amboss 7 vorgesehen, dergaus einem Stück#mit dem Ge-# ausgebildet hause 4 bestehend ist. Ausserdem befindet sich im Hohlraum 5 ein Schieber 8, der als Gasverteiler dient. Der Schieber 8 stellt einen hohlen Stufenzylinder dar, dessen Abschnitt mit dem grössten Durchmesser im unteren Teil (in der Zeichnung) des Gehäuses 4 angeordnet ist. Festgehalten wird der Schieber 8 im Gehäuse 4 mittels eines ringförmigen Dämpfers 9, der auf den Schieber 8 aufgesetzt ist und diesen dicht umfasst. Der Dämpfer 9 ist in einer Mutter der 10 eingepresst, die im oberen Teil (in / Zeichnung) des Gehäuses 4 befestigt ist. Der Dämpfer 9 liegt auf einem 3und 11 auf, der an der Aussenfläche des Schiebers 8 ausGeführt ist. Im Dämpfer 9 sind parallel zur Achse des Schiebers 8 durchgehende Bohrungen 12 aus geführt, über welche Gas aus dem Hohlraum 5 des Gehäuses 4 in die Umgebungsluft strömt. Der Schieber 8 besitzt ein Endstück 13, das aus dem Gehäuse 4 her ausragt und als Befestigungsstelle für ein bergangs8tack 14 dient.Purposes. In this case it is the pneumatic one Impact mechanism 1, which has a housing 4 with a cylindrical cavity 5. In the cavity 5 of the housing 4 is a firing pin 6 which can go back and forth. in the lower part (iichnung) of the cavity 5 is an anvil 7 is provided, which consists of a piece # with the Ge # designed house 4. Also located a slide 8, which serves as a gas distributor, is located in the cavity 5. The slide 8 sets represents a hollow stepped cylinder, the section with the largest diameter in the lower part (in the drawing) of the housing 4 is arranged. Is being held the slide 8 in the housing 4 by means of an annular damper 9 which acts on the slide 8 is put on and encompasses it tightly. The damper 9 is in a mother of the 10, which is fastened in the upper part (in / drawing) of the housing 4. The damper 9 rests on a 3 and 11 on the outer surface of the slide 8 is carried out. In the damper 9 are parallel to the axis of the slide 8 through Bores 12 out through which gas from the cavity 5 of the housing 4 into the Ambient air flows. The slide 8 has an end piece 13 which protrudes from the housing 4 protrudes and serves as an attachment point for a transition 8tack 14.

Das Übergangsstück 14 ist für den Anschluss eimes Schlauches / (nicht abgebildet) vorgesehen, über welchen (der) Pressgas zugeleitet wird. Der untere Teil des Schiebers 8 ist an seiner Aussenfläche mit dem Schlagbolzen 6 verbunden, der zu diesem Zweck einen zylindrischen Hohlraum 15 aufweist. In diesem Hohlraum sind in den Wänden des Schlagbolzens 6 in gleicher Höhe und gleichmässig verteilt übereine Kreislinie Fenster 16 vorgesehen, die für eins Verbindung des Hohlraumes 15 des Schlagbolzens 6 mit dem Hohlraum 5 des Gehäuses 4 sorgen. The transition piece 14 is for connecting a hose / (not shown) is provided, via which (the) compressed gas is supplied. The lower Part of the slide 8 is connected on its outer surface to the firing pin 6, which has a cylindrical cavity 15 for this purpose. In this cavity are in the Walls of the firing pin 6 at the same height and evenly distributed over a circular line window 16 provided for one connection of the Provide cavity 15 of the firing pin 6 with the cavity 5 of the housing 4.

des In dem unteren Teil (in / Zeichnung) des Gehäuses 4 ist ein Übergangsstück 17 vorgesehen, das aus einem Stück mit dem Gehäuse 4 bestehend für den Anschluss an dieses des Bechers 2 dient. Zu diesem Zweck weist der Becher 2 ein Endstück 18 auf, welches sich in der Mitte mit diesem seines Bodens befindet undXaus einem Stück besteht. In the lower part (in / drawing) of the housing 4 is a transition piece 17 is provided, which consists of one piece with the housing 4 for the connection to this of the cup 2 is used. For this purpose, the cup 2 has an end piece 18 which is in the middle with this of its bottom and X made of one piece consists.

Das Endstück 18 ist mit dem Übergangsstück 17 durch eine Verschraubung verbunden. The end piece 18 is screwed to the transition piece 17 tied together.

Der Becher 2 dient zur Aufnahme einer Bodenprobe und verfügt über eine Einrichtung 3 zum vollständigen Verschließen des Bechers 2 über seinen Querschnitt und zum Halten der Bodenprobe während der Entfernung aus dem Bohrloch. The cup 2 is used to hold a soil sample and has a device 3 for completely closing the cup 2 over its cross-section and for holding the soil sample during removal from the borehole.

Diese Einrichtung 3 befindet sich nahe der Stirn fläche des Bechers 2. This device 3 is located near the face of the cup 2.

Für ein besseres Eindringen in den Boden ist der Rand des Bechers 2 zugespitzt und durch eine Auftragschweissung einer zusätzlichen Metallschicht verfestigt. For a better penetration into the ground is the rim of the cup 2 pointed and by build-up welding of an additional metal layer solidified.

Die Einrichtung 3 wird von ein em an eine Pressgasquelle (nicht gezeigt) angeschlossenen elastischen aufblasbaren gebildet. The device 3 is connected by an em to a compressed gas source (not shown) connected elastic inflatable formed.

Element 19 Beim Einschlagen des Bechers 2 in den Grund befindet sich das aufblasbare Element 19 in einer Ringnut 20 an der Innenfläche des Bechers 2. Das aufblasbare Element 19 hat die Form d eines Toroid/s und dient Ständigen des zum voll Ver schliessen des / Bechers 2 @Querin diesem Schnitts > sowie zum Halten einer Bodenprobe während der Entfernung aus dem Bohrloch. Die Einrichtung 3 mit der erfindungsgemässen Bauform lässt sich mit Erfolg bei jeder bekannte n Vorrichtung für ähnliche Verwendungszwecke beschriebenen ' ,eine / einsetzen. Im Beispiel wurde auf / Vorrichtung zur Bodenprobenahme eingegangen, bei welcher ein Becher 2 koaxial zum pneumatischen Schlagwerk 1 angeodnet ist. Element 19 When the cup 2 is knocked into the reason the inflatable element 19 is located in an annular groove 20 on the inner surface of the cup 2. The inflatable element 19 has the shape d of a toroid and serves Standing for the full closure of the / cup 2 @ cross in this section> as well as for holding a soil sample during removal from the borehole. The establishment 3 with the design according to the invention can be successfully used with any known n Device for similar uses described ', a / use. in the Example was dealt with / device for soil sampling, in which a Cup 2 is angeodnet coaxially to the pneumatic hammer mechanism 1.

Als Pressgasquelle für das aufblasbare elaatische Element 19 dient die gleiche Quelle wie für das pne.matische Schlagwerk 1. Dazu besitzt das pneumatische Schlagwerk 1 das Übergangsstück 14, das durch das Endstück 13 des Schiebers 8 getragen wird. Serves as a compressed gas source for the inflatable elastic element 19 the same source as for the pneumatic hammer mechanism 1. The pneumatic Impact mechanism 1, the transition piece 14, which is carried by the end piece 13 of the slide 8 will.

In der Wand des Übergangstückes 14 ist ein Kanal 21 dessen zu / Verbindung mit einer Rohrleitung 22, aus/geführt, die von diesem Kanal abzweigt. Die Rohrleitung 22 verbunden ist mit einem Kanal 2 , der m Körper des Bechers 2 vorgesehen ist und für die ZuFührung des Pressgases zum aufblasbaren Element 19 dient. An der Verbindungsstelle des Kanals 23 mit dem Element 19 befindet sich ein Nippel 24. Der Abschnitt des Kanals 23, der ist in Wirklichkeit / längs der Erzeugenden des Bechers 2 verlauft%½einRohr 25, welches in eine Nut an der Aussenfläche des Bechers 2 eingelegt istZ wo/bei das Rohr 25 aus dem Becher 2 nichtherausragt.In the wall of the transition piece 14 is a channel 21 to / connection with a pipe 22, from / out, which branches off from this channel. The pipeline 22 is connected to a channel 2, which is provided m body of the cup 2 and is used for supplying the compressed gas to the inflatable element 19. At the junction of the channel 23 with the element 19 is a nipple 24. The section of the Channel 23, the is in reality / along the generating line of the Cup 2 runs% ½ a pipe 25, which in a groove on the outer surface of the cup 2 is inserted Z where / with the tube 25 does not protrude from the cup 2.

In der Rohrleitung 22, die das Obergangsstück 14 mit dem aufblasbaren Element 19 verbindet, ist ein Rückschlagventil 26 eingebaut, welches den Gasaustritt aus dem aufbiasbaren Element 19 nach Einstellung der Gaszuführung zu diesem verhindert. In the pipe 22, the transition piece 14 with the inflatable Element 19 connects, a check valve 26 is installed, which the gas outlet from the inflatable element 19 after the gas supply to the latter has been set.

Der Kanal 23 hat eine Abzweigung 27, die im Körper aus des Bechers 2 geführt ist und einen an der Oberfläche des Bechers 2 befindlichen Austritt hat. An diesem Austritt der Abzweigung 27 ist eine Schallsignaleinrichtung 28 vorgesehen, die einen an der Oberfläche des Bechers 2 angebauten Zylinder darstellt, der zwei sich kreuzende Kanäle 29 und 30 besitzt, von welchen der eine 30 eine Fortsetzung der Abzweigung 27 ist und der andere 29 zur Gasableitung in die Atmosphäre dient. Die Schallsignaleinrichtung 28 ist für eine Signalgebung bei . Füllung des Bechers 2 mit Boden vorgesehen. The channel 23 has a branch 27 leading into the body from the cup 2 is guided and has an outlet located on the surface of the cup 2. A sound signaling device 28 is provided at this exit of the junction 27, which represents a cylinder attached to the surface of the cup 2, the two intersecting channels 29 and 30, of which one 30 is a continuation the junction 27 is and the other 29 is used to discharge gas into the atmosphere. The sound signaling device 28 is for signaling at. Filling the cup 2 provided with floor.

In dem Boden des Bechers 2 und dem daran sich anschließen den Endstück 18 ist eine axiale Mittenbohrung 31 zur Aufnahme einer Stange 32 vorgesehen, welche an ihrem freien Ende einen Teller 33 trägt, dessen Durchmesseretwas kleiner als der Innen@ (durchmesser des Bechers 2. Die Stange 32 mit dem Teller 33 dient zur Einstellung der eriorderlichen Höhe einer Säulenprobe im Becher 2. Daneben dient die Stange 32 auch als Absperrstück für den Kanal 23, über welchen Pressgas dem aufblasbaren Element 19 zugeleitet wird, und als Abzweigung 27 , wobei der Kanal 23 und die Abzweigung 27 Abschnitte aufweisen, die im Boden des Bechers 2 liegen und sich mit dessen Bohrung 31 kreuzen. Hierbei sind an der Seitenfläche der Stange 32 Ringnuten 34 und 35 vorhanden durch die bei Fluchten mit den jeweiligen Abschnitten des Kanals,23 und der Abzweigung 27 Gas strömt und die durch die Seitenfläche weiterer der Stange 32 bei axialer Verschiebung zugedeckt werden. In the bottom of the cup 2 and the adjoining the end piece 18 an axial center bore 31 is provided for receiving a rod 32, which at their free End carries a plate 33, the diameter of which is somewhat smaller than the inside @ (diameter of the cup 2. The rod 32 with the plate 33 is used to set the required height of a column sample in beaker 2. In addition, the rod 32 also serves as a shut-off piece for the channel 23 via which Compressed gas is fed to the inflatable element 19, and as a junction 27, wherein the channel 23 and the junction 27 have sections in the bottom of the cup 2 and intersect with its bore 31. Here are on the side surface of the rod 32 annular grooves 34 and 35 provided by the in alignment with the respective Sections of the channel, 23 and the junction 27 gas flows and the through the side surface further of the rod 32 are covered with axial displacement.

bezüglich Damit der Teller 33 / seiner Lage im Becher 2 je nach werden der gewunschten Höhe der Säulenprobe verstellt /kann, ist <> eine Buchse 36 vorgesehen. < an dem freien Ende der Stange 32 > An dem anderen Ende der Buchse 36 ist der Teller 33 befestigt. Die Buchse 36 ist befestigt an der Stange 32 mittels eines Bolzens 37 g, der in eine der Bohrungen 38 eingeführt ist, die in der Stange 32 senkrecht zu ihrer Achse aus geführt sind. so that the plate 33 / its location in the cup 2 will be depending on the desired height of the column sample is adjusted / can, is <> a socket 36 intended. <at the free end of rod 32> at the other end of the socket 36 the plate 33 is attached. The socket 36 is attached to the rod 32 by means of a bolt 37 g which is inserted into one of the bores 38 made in the rod 32 are performed perpendicular to its axis.

Die Stange 32 wird in der Bohrung 31 mit Hilfe einer Arretierung 39 festgehalten, die von einer Kugel 40 (Fig. 2) mit einer Feder 41 gebildet ist, die im Endstück 18 eine durchgehende Offnung 42angeordn-et sind, die mit einem Stopfen 43 ver/schlossen ist. Da mit beim Einnatz die Stange 32 zusammen mit der Buchse 36 zwei f feste Stellungen einnehmen kann, sind an der Seitenfläche der Stange 32 zwei Ringnuten 44 halbrunden Proaus fils geführt, das mit dem Durchmesser der Kugel 40 überder einstimmt. Hierbei entspricht die obere (in Zeichnung) Ringnut 44 (Fig. 1) der Stellung der Stange 32 vor dem Arbeitsbeginn und die untere der Stellung der Stange 32 nach Beendigung der . Füllung des Bechers 2 mit einer Bodenprobe erforderlicher Höhe. The rod 32 is in the bore 31 with the aid of a lock 39 held, which is formed by a ball 40 (Fig. 2) with a spring 41, which are arranged in the end piece 18 with a through opening 42, which is provided with a plug 43 is locked. Since with the Einnatz the rod 32 together with the socket 36 f can assume two fixed positions are on the side surface of the rod 32 two annular grooves 44 semicircular Proaus fils out, with the diameter of the ball 40 over who agrees. Here, the upper (in the drawing) annular groove 44 (Fig. 1) the position of the rod 32 before starting work and the lower of the position the rod 32 after completion of the. Filling the cup 2 with a soil sample is required Height.

Vor dem Arbeitsbeginn befindet sich die Vorrichtung in der Ausgangsstellung, bei welcher sie zur Erdoberfläche gerichtet oder in ein Bohrloch gesenkt ist. Before starting work, the device is in the starting position, in which it is directed towards the surface of the earth or lowered into a borehole.

Hierbei liegt der Schlagbolzen 6 auf dem Amboss 7 auf, während seine Fenster 16 den unteren Teil (in der Zeichnung) des Hohlraumes 5 mit dem Hohlraum 15 des Schlagbolzens 6 verbinden.Here, the firing pin 6 rests on the anvil 7, while his Window 16 the lower part (in the drawing) of the cavity 5 with the cavity 15 of the firing pin 6.

Die Stange 32 mit der daran ange setzten B uchse 36 nimmt die untere Stellung ein, d.h. die Kugel 40 der Arretierung 39 befindet sich in der oberen Ringnut 44, wie es die Zeichnung erkennen lässt. Das aufblasbare Element 19 ist frei vo:nGas und befindet sich in der Ringnut 20 des Bechers 2. The rod 32 with the bushing 36 attached to it takes the lower one Position on, i.e. the ball 40 of the locking 39 is located in the upper annular groove 44 how it shows the drawing. The inflatable element 19 is free of gas and is located in the annular groove 20 of the cup 2.

folgendermaßen: Die Vorrichtung funktioniert Das Pressgas gelangt von der Pressgasquelle über das Übergangsstück 14 und den Schieber 8 und dann über die Fenster 16 des Schlagbolzens 6 in den ringförmigen Schlitz, der von der Oberfläche des Hohlraumes 5 des Gehäuses 4 und der Aussenfläche des Schlagbolzens 6 gebildet wird. Auf Grund einer Kräftedifferenz, bevirkt durch den Pressgasdruck auf die untere Stirnfläche (in der Zeichnung) des Schlagbolzens 6 und den Boden des Hohlraumes 15, die hinsichtlich der Fläche unterschiedlich sind, beginnt der Schlagbolzen 6 sich nach der oben (in Zeichnung) zu bewegen. Bei seiner Bewegung nach oben werden die Fenster 16 durch die Seitenfläche des Schiebers 8 zugedeckt, wodurch die Gaszuleitung zum unteren Teil (in Zeichnung) des Hohlraumes 5 eingestellt wird.as follows: The device works The compressed gas arrives from the compressed gas source via the transition piece 14 and the slide 8 and then via the window 16 of the firing pin 6 in the annular slot made by the surface of the cavity 5 of the housing 4 and the outer surface of the firing pin 6 are formed will. Due to a force difference caused by the compressed gas pressure on the lower one End face (in the drawing) of the firing pin 6 and the bottom of the cavity 15, which are different in area, the firing pin 6 begins to move towards the top (in drawing). When moving upwards will be the window 16 covered by the side surface of the slide 8, whereby the gas supply line to the lower part (in drawing) of the cavity 5 is set.

Die weitere Bewegung des Schlagbolzend 6 nach oben vollzieht sich dank einer Dilatation des Pressgases im unteren Teil des Hohlraumes 5. Der Schlagbolzen 6 bewegt sich / nach oben4so lange > bis sich seine Fenster 16 über dem Abschnitt des Schiebers 8 mit dem grössten Durchmesser allmählich oeiinaen. Anschliessend gelangt das Pressgas / aus dem unteren Teil des Hohlraumes 5 in dessen oberen Teil und tritt über die Bohrungen 12 des Dampfers 9 in die Atmosphäre aus, es findet also ein Auspuff des Abgases statt.The further upward movement of the firing pin 6 takes place thanks to a dilation of the compressed gas in the lower part of the cavity 5. The firing pin 6 moves / upwards4 so long> until its window 16 moves over the section of the slide 8 with the largest diameter gradually oeiinaen. Afterward the compressed gas reaches / from the lower part of the cavity 5 into its upper part and enters the atmosphere via the bores 12 of the steamer 9 off, so there is an exhaust of the exhaust gas.

In diesem Augenblick übersteigt der Druck innerhalb des Hohlraumes 15 des Schlagbolzens 6 in beachtlich em Maße den Druck ausserhalb des Hohlraumes 15 (den atmosphärischen Druck), deswegen bewegt sich der Schlagbolzen 6(nach unten > infolge einer Differenz dieser Drücke sowie unter der Einwirkung seines eigenen Gewichtes, und die Bewegung endet mit einem Schlag des Schlagbolzens 6 gegen den Amboss 7. Hierbei dringt der Becher 2 in den Boden ein. At this moment the pressure inside the cavity exceeds 15 of the firing pin 6 to a considerable extent the pressure outside the cavity 15 (the atmospheric pressure), therefore the firing pin 6 moves (down > as a result of a difference in these pressures as well as under the influence of his own Weight, and the movement ends with a blow of the firing pin 6 against the Anvil 7. Here, the cup 2 penetrates the ground.

Wahrend des Schlages verbinden die Fenster 16 des Schlagbolzens 6 wieder den unteren Teil des Hohlraumes 5 des Gehäuses 4 mit dem Hohlraum 15, wodurch der untere Teil des Hohlraumes 5 mit Pressgas g efüllt wird, und der Schlagbolzen 6 bewegt sich erneut nach oben, d.h. das Arbeitsspiel des Schlagwerkes 1 wiederholt sich Die Arbeitsspiele des Schlagwerkes wiederholen sich solange, bis eine Säulenprobe den Teller 33 erreicht, der an der Buchse 36 befestigt ist, die ihrerseits an der Stange 32 befestigt ist. Sodann bewegt die Säulenprobe den Teller 33 mit der Stange 32 nach oben, bis die Nut 34 an der Seitenfläche der Stange 32 mit Abzweigung 27 des Kanals 23 fluchtet. gelangt das Gas aus dem Kanal 23 in die Abzweigung 27 und dann zur Schallsignaleinrichtung 28. Bei nachfolgender Verschiebung auch der Säulenprobe und folglich der Stange 32 wird die Nut im Verhältnis zur 34 Abzweigung 27 versetzt, bis die Nut 35 mit dem Kanal 23fluchtetIm gleichen Moment gelangt die Kugel 40 der Arretierung 39 in die untere Ringnut 44 der (in Zeichnung) und iixiert die Stange 32 in der oberen Endstellung.During the strike, the windows 16 connect the firing pin 6 again the lower part of the cavity 5 of the housing 4 with the cavity 15, whereby the lower part of the cavity 5 is filled with compressed gas, and the firing pin 6 moves up again, i.e. the working cycle of striking mechanism 1 is repeated The working cycles of the striking mechanism are repeated until a column rehearsal reached the plate 33, which is attached to the socket 36, which in turn on the Rod 32 is attached. The column sample then moves the plate 33 with the rod 32 upwards until the groove 34 on the side surface of the rod 32 with junction 27 of the channel 23 is aligned. the gas passes from the channel 23 into the junction 27 and then to Sound signaling device 28. In the event of a subsequent shift also the column sample and consequently the rod 32 becomes the groove in relation to 34 Branch 27 offset until the groove 35 is aligned with the channel 23 at the same moment the ball 40 of the locking 39 arrives in the lower annular groove 44 of the (in the drawing) and fixes the rod 32 in the upper end position.

Das Pressgas strömt über den Kanal 21 des Ubergangsstückes 14 in die Rohrleitung 22, dann über das Rückschlagventil 26 in den Kanal 23 und das Rohr 25, und es gelangt über den Nippel 23 ins elastische aufblasbare Element 19. The compressed gas flows through the channel 21 of the transition piece 14 in the pipe 22, then via the check valve 26 into the channel 23 and the pipe 25, and it reaches the elastic inflatable element 19 via the nipple 23.

Sofort nach der Signalgebung durch die Schallsignaleinrichtung 28, die die Füll ung des Bechers 2 anzeigt, wird die Pressgaszuführung zum Schlagwerk 1 eingestellt, dann setzt man eine geringfügige Menge an Pressgas zu, die gerade für die Füllung des aufblasbaren elastischen Elementes 19 ausreicht. Immediately after the signaling by the sound signal device 28, which shows the filling of the cup 2, the compressed gas feed to the hammer mechanism 1 is set, then a small amount of compressed gas is added to the for filling the inflatable elastic element 19 is sufficient.

Nach Einstellung der Pressgaszuleitung schliesst sich das Rückschlagventil 26 und verhindert dadurch einen Gasaustritt aus dem aufblasbaren Element 19. Eigenschaften und demD ver Je nach den f Zustand des Bodens schliesst c Querschnitt des das aufblasbare Element 19 den / Becher 2 völlig. After the compressed gas supply line has been set, the non-return valve closes 26 and thereby prevents gas from escaping from the inflatable element 19. Properties and demD ver Depending on the f state of the floor, c includes the cross section of the inflatable Element 19 den / cup 2 entirely.

wenn es sich um lockere und nachgiebige Böden handelt, oder es drückt bei relativ dichten Böden die Säulenprobe zusammen und bildet dadurch einen Stopfen, der imstande ist, die darüber befindliche Probe zu halten.if it is loose and yielding soils, or if it presses in the case of relatively dense soils, the column sample together and forms thereby a stopper capable of holding the sample above.

her Sollte einmal ein solcher Bodenstopfen ausgefallen sein, wird das aufblasbare Element 19 unter Einfluss der Querschnitt des Elastizitätskräfte den /Bechers 2 völlig verschließen, wie dies in Fig. 3 erkennbar ist. Danach Zi7 wird die Vorrichtung aus dem Bohrloch<mit Hilfe einer Haspel(nicht wiedergegeben) gehoben, und man nimmt aus dem Becher 2. die Bodenprobe heraus. Zu diesem Zweck löst man den Becher 2 von dem Schlagwerk i und der Rohrleitung 22 worauf das Pressgas aus dem aufblasbaren Element 19 über das Rohr 25, den Kanal 23 und das Rückschlagventil 26 in die Umgebungsluft aus tritt. Dann wird die Vorrichtung an die Stelle der folgenden Probenahme transportiert, oder der Becher 2 wird wieder montiert und die Vorrichtung ins Bohrloch zum Teufen abgesenkt.forth Should such a bottom plug fail, will the inflatable element 19 under the influence of the cross-section of the elasticity forces Completely close the / cup 2, as can be seen in FIG. 3. Then room 7 the device is removed from the borehole <with the help of a reel (not shown) lifted and the soil sample is taken out of the beaker. To this end one detaches the cup 2 from the hammer mechanism i and the pipeline 22 whereupon the compressed gas from the inflatable element 19 via the tube 25, the channel 23 and the check valve 26 escapes into the ambient air. Then the device takes the place of the following Sampling transported, or the cup 2 is reassembled and the device lowered into the borehole to sink.

Somit ermöglicht die erfindungsgemässe Vorrichtung eine volle ständige qualitative Probenahme in schüttbaren und nachgiebigen Böden. Thus, the device according to the invention enables a full continuous qualitative sampling in pourable and flexible soils.

Claims

PATENT CLAIMS

# Soil sampling device that has a pneumatic hammer mechanism and has an integral beaker for receiving the soil sample, the with means for holding the soil sample during its removal from the Borehole is provided, which is near the end face of the cup, d a d u r c it is noted that this device (3) is connected to a compressed gas source connected elastic inflatable element (19) contains @ that when turned of the cup (2) in the bottom in an annular groove provided on its inner surface (20) is located and when the cup (2) is removed from the borehole, the cup cross-section versciisses.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the compressed gas source is used as the source of tress gas for the inflatable element (19) serves for the pneumatic hammer mechanism (1), for which purpose the latter with a transition piece (14) is provided, which connects to a duct (23) via a pipe (22), which is carried out in the body of the cup (2) and has a shut-off piece.

3. Apparatus according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that in the the transition piece (14) with the inflatable Element (19) connecting pipe (22) a check valve (26) is provided is, which prevents gas leakage from the inflatable element (19) when the gas supply to this has been stopped.

4. Device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c Not that the channel (23) guided in the body of the Bechera (2) is a branch (27), in which one after the other a shut-off piece and a sound signal device (28) are arranged to signal the filling of the cup (2) with the bottom.

5. Apparatus according to claim 4, d a'd u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that in the bottom of the cup (2) an axial center bore (31) for receiving a rod (32) is provided, which is one smaller at its free end as a plate (33) whose diameter etvrasger inner diameter rod 32 knife of the cup (2) with the @ as Abaperrstück for the channel (23) through which compressed gas the inflatable element (19) is fed, and t: ir the junction (27) this Channel is used, and the channel (23) and its branch (27) have sections, which are in the bottom of the cup (2) and with the hole (31) for the rod (32) cross, on the side surface of which annular grooves (34, 35) are provided for the gas duct if these are with the sections are aligned by the side surface the rod (32) can be closed during axial movement.

6. Apparatus according to claim 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i n e t that the plate (33) using the free end of the rod (32) a bushing (36) is attached, which allows the position of the plate (33) to be adjusted in a vertical plane depending on the desired height of the column sample in the Cup (2) allows.