DE2435884B2

DE2435884B2 - DEVICE FOR SOIL SAMPLING

Info

Publication number: DE2435884B2
Application number: DE19742435884
Authority: DE
Inventors: Ewgenij L Aschchabad Tanow (Sowjetunion)
Original assignee: Uprawlenie Geologii Soweta Ministrow Turkmenskoj Ssr, Aschchabad (Sowjetunion)
Priority date: 1974-07-25
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE2435884A1

Description

Die Erfindung betrifft Geräte zur Durchführung von Baugrund- und geologischen Untersuchungen, insbesondere Vorrichtungen zur Bodenprobenahme.The invention relates to devices for carrying out subsoil and geological investigations, in particular Soil sampling devices.

65 Sie kann ihre Anwendung im Bauwesen, be geologischen Untersuchungen sowie in anderen Berei chen, wo man Angaben über die Bodenzusammensetzung, die -Schichtenanordnung und den -zustanc braucht, finden. 65 It can be used in construction, geological research and in other areas where information about soil composition, layer arrangement and condition is required.

Am besten eignet sich die Erfindung für die Bodenprobenahme beim Bohren von verhältnismäßig kurzen Bohrlöchern von etwa 30 m in lockeren unc nachgiebigen Böden.The invention is best suited for soil sampling when drilling relatively short boreholes of about 30 m in loose unc flexible soils.

Es ist eine Vorrichtung zur Bodenprobenahme bekannt, die ein pneumatisches Schlagwerk und einer fest damit verbundenen Becher zur Aufnahme dei Bodenprobe besitzt, der mit einer Einrichtung zum Halten der Bodenprobe während der Entfernung des Becners aus dem Bohrloch versehen ist, die nahe der Stirnfläche des Bechers liegt.There is a device for soil sampling is known that a pneumatic hammer mechanism and a has firmly connected cup for receiving the soil sample, which is equipped with a device for Holding the soil sample during the removal of the Becner from the borehole which is close to the provided Face of the cup lies.

Bei der bekannten Vorrichtung verfügt das pneumatische Schlagwerk über ein Hohlgehäuse, in dem sich ein Gasverteiler btfindet. Am Gehäuse ist ein damit starr verbundenes konisches Endstück vorgesehen, auf dem 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 St^:rnfläche zugespitzt.In the known device, the pneumatic hammer mechanism has a hollow housing in which a gas distributor is located. On the housing there is provided a conical end piece that is rigidly connected to it and on which a transition piece is firmly seated, which is made from one piece with a cross member carrying the cups for receiving the floor. Thus, the cups are diametrically opposed to the housing of the pneumatic hammer mechanism, and the longitudinal axes of the two cups run parallel to the longitudinal axis of the housing. In order for the cup to the bottom receiving penetrate better into the ground, their ^St: pointed rnfläche.

Nahe der Stirnfläche jedes Bechers befindet sich eine Einrichtung zum Halten einer Bodenprobe während der Entfernung des Bechers aus dem Bohrloch. Diese Einrichtung stellt eine Reihe gleichmäßig entlang einer 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. Nach Beendigung des Einschiagens der Becher in den Boden und der Entfernung der Vorrichtung aus dem Bohrloch kommen die gekrümmten Abschnitte der Platten in ihre ursprüngliche Stellung zurück.Near the face of each cup is a means for holding a soil sample during the Removal of the cup from the borehole. This device puts a number evenly along one Circular line of arranged rectangular curved plates, with one of their ends on the inner surface of the cup. The other end of each plate is bent towards the axis of the cup. When the cup is hammered into the ground, the curved sections of the plates move under Influence of the column sample on the walls of the beaker. After the beakers have been hammered into the The curved sections of the soil and removal of the device from the borehole come from the Plates back to their original position.

Somit liegt eine Bodenprobe im Becher auf den gekrümmten Abschnitten der Platten auf und wird während der Entfernung der Vorrichtung aus dem Bohrloch im Becher gehalten. Eine solche Einrichtung eignet sich für das Halten der Probe eines festen Bodens, 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 vollständige 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 pneumatisches Schlagwerk weiter arbeitet, die Bodenprobe zerstört wird und teilweise herausfällt, 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 verwendbar ist.Thus, a soil sample in the cup rests on the curved sections of the plates and becomes held in the cup during removal of the device from the wellbore. Such a facility is suitable for holding the sample of a solid soil because the cross section of the beaker through the Plates is not completely covered. When sampling pourable and unstable, for example water-saturated Soils are destroyed and a partial failure of the column sample, so that no receives complete qualitative soil sample. This is a major disadvantage of the device for taking soil samples of the known type. In addition, by removing the device from the borehole, whose pneumatic hammer mechanism continues to work, the soil sample is destroyed and partially falls out, d. H. the use of a reversing hammer mechanism is not suitable for both driving the device in the ground, as well as for their removal from the borehole.

Weiter sind Vorrichtungen zur Bodenprobenahme bekannt, deren Einrichtung zum Zudecken des Becherquerschnittes eine Reihe von gleichmäßig am Umfang des Bechers angeordneten gekrümmten Platten ist. Bei dieser Einrichtung wird die Gestalt der freien Enden derDevices for taking soil samples are also known, the device for covering the cross-section of the beaker is a series of curved plates evenly spaced around the circumference of the cup. at this device will take the shape of the free ends of the

platten so gewählt, daß sie bei ihrem Zusammenschließen den Querschnitt des Bechers möglichst ganz judecken. Diese Einrichtung wird aber ebenfalls zum Halten der Säulenprobe eines festen Bodens verwendet, da sie ein völliges Zudecken des Querschnittes des Bechers nicht gewährleistet Derartige Vorrichtungen eignen sich vorwiegend für das Bohren von Bohrlöchern mittels eines Drehbohrwerkzeuges mit nachfolgender Reinigung des Bohrloches.plates chosen so that they join together Correct the cross-section of the cup as much as possible. This facility is also used for Keeping the column sample of a solid soil used as it completely covers the cross-section of the Bechers not guaranteed Such devices are mainly suitable for drilling boreholes by means of a rotary drilling tool with subsequent cleaning of the borehole.

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

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, tine Vorrichtung rar Bodenprobenahme mit einer Einrichtung zum Halten der Bodenprobe zu schaffen, die eine vollständige qualitative Probenahme eines Bodens unabhängig von dessen Art und Zustand sowie der Bohrlochrichtung gewährleistetThe object of the invention is to provide a device for taking soil samples with one device for holding the soil sample to provide a complete qualitative sampling of a soil guaranteed regardless of its type and condition as well as the borehole direction

Diese Aufgabe, ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum Halten der Bodenprobe ein an eine Preßluftquelle angeschlossenes aufblasbares elastisches Element enthält, das sich beim Einschlagen des Bechers in den Boden in einer an dessen Innenfläche vorgesehenen Ringnut befindet und bei der Entfernung des Bechers aus dem Bohrloch seinen Querschnitt völlig zudeckt.This object, based on the device mentioned at the beginning, is achieved according to the invention solved that the device for holding the soil sample is connected to a compressed air source inflatable Contains elastic element which, when the cup is hit into the ground, is located in one of its inner surface provided annular groove is located and when removing the cup from the borehole its cross-section completely covers.

Aufgrund dieser Bauform der Einrichtung wird ein völliges Abschließen des Becherquerschnittes sowie ein Halten der Bodenprobe in diesem unabhängig 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 einem Reversierschlagwerk.Due to this design of the device, a complete closure of the cup cross-section as well as a Keeping the soil sample in this achieved regardless of the soil type and condition. Here the Remove the beaker with the sample while the hammer mechanism is in operation, e.g. B. at one 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 Rohrleitung an einen Kanal anschließt, der im Becher ausgeführt ist und ein Absperrstück hat.The compressed gas source for the pneumatic element advantageously serves as the compressed gas source for the inflatable element Striking mechanism, for which the latter is provided with a transition piece that connects to a Connects channel, which is carried out in the cup and has a shut-off piece.

Dadurch entfällt 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 compressed gas source, so that an economical consumption Compressed gas and an extremely compact design of the device is achieved.

Weiter ist vorzugsweise in der das Übergangsstück mit dem aufblasbaren Element verbindenden Rohrleitung ein Rückschlagventil vorgesehen, welches einen Gasaustritt aus dem aufblasbaren Element verhindert, nachdem die Gaszuführung zu diesem eingestellt ist.Further is preferably in the pipeline connecting the transition piece to the inflatable element a check valve is provided which prevents gas from escaping from the inflatable element, after the gas supply to this is stopped.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Kanal des Bechers eine Abzweigung auf, in der nacheinander ein Absperrstück und eine Schallsignaleinrichtung zur Signalisierung der Füllung des Bechers mit Boden angeordnet sind.According to a preferred embodiment of the invention, the channel of the cup has a branch on, in which one after the other a shut-off piece and a sound signaling device for signaling the filling of the cup are arranged with the bottom.

Durch das Vorhandensein des Absperrstückes innerhalb der Abzweigung besteht die Möglichkeil, Gas der Schallsignaleinrichtung kurz vor der Füllung des Bechers mit Boden zuzuführen.Due to the presence of the shut-off piece within the junction, there is the possibility of gas from the Sound signaling device to be supplied shortly before the cup is filled with soil.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist im Boden des Bechers eine axiale Mittei.bohrung zur Aufnahme einer Stange vorgesehen, welche an ihrem freien Ende einen Teller trägt, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Bechers und als Absperrstück fur den K.inal, über wo.
Preßgas dem aufblasbaren Element zugeleitet wirJ <<■
die Abzweigung dieses Kanals Jietii wobei der K< s und seine Abzweigung Abschnitt! .uifweisen, du
Boden des Bechers liegen und sich mn der Bohrung
Hip Stanere kreuzen, an deren Seitenfläche Ringn :■ According to another further development of the invention, an axial central bore is provided in the bottom of the cup for receiving a rod, which carries a plate at its free end, the diameter of which is slightly smaller than the inside diameter of the cup and as a shut-off piece for the terminal, about where.
Preßgas the inflatable element fed wirJ << ■
the junction of this canal Jietii being the K <s and its junction section! .uif wise, you
Lie at the bottom of the beaker and mn the hole
Cross hip streaks with rings on their side : ■

zum Gasdurchtritt vorgesehen sind, wenn diese mit den Abschnitten fluchten, die durch die Seitenfläche der Stange bei deren Axialbewegung verschließbar sind.are provided for gas passage if this is with the Align sections that can be closed by the side surface of the rod during its axial movement.

in dieser Weise dient die Stange mit dem Teller zur Einstellung der gewünschten Höhe der Säulenbodenprobe im Becher und ist gleichzeitig Absperrstück für den Kanal zur Preßgaszuführung, zu dem aufblasbaren Element und für die Abzweigung dieses Kanals.In this way, the rod with the plate is used to set the desired height of the column bottom sample in the cup and is also the shut-off piece for the duct to the compressed gas supply to the inflatable Element and for the branch of this channel.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Teller an dem freien Ende der Stange unter Verwendung einer Buchse angebracht ist, die eine Veränderung der Lage des Tellers ir. senkrechter Ebene in Abhängigkeit von der gewünschten Höhe der Säulenbodenprobe im Becher ermöglichtA further development of the invention consists in that the plate at the free end of the rod below Use of a bushing is attached, which allows a change in the position of the plate ir. Vertical plane depending on the desired height of the column bottom sample in the beaker

Die erfindungEgemäße Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme verfügt über eine Einrichtung zum Halten der Bodenprobe im Becher, die eine vollständige qualitative Probenahme unabhängig von der Bodenart und dem -zustand gewährleistetThe inventive device for taking soil samples has a device for holding the soil sample in the beaker, which is a complete Qualitative sampling is guaranteed regardless of the type and condition of the soil

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, es zeigtAn embodiment of the invention is explained below with reference to the drawings, it shows

F i g. 1 und 1' eine Vorrichtung zur Bodenprobenahme, teilweise im axialen Längsschnitt; die in F i g. 1 und 1' abgebildeten Teile der Vorrichtung sind miteinander entlang der Linie 1-1 verbunden,F i g. 1 and 1 'a device for taking soil samples, partly in axial longitudinal section; the in F i g. 1 and 1 'shown parts of the device are together connected along line 1-1,

Fig.2 den Abschnitt Il Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,Fig. 2 the section II Fig. 1 in an enlarged Scale,

F1 g. 3 das aufblasbare elastische Element, wo dieses den Querschnitt des Bechers zudeckt, teilweise im axialen Längsschnitt.F1 g. 3 the inflatable elastic element where this covers the cross section of the cup, partly in an axial longitudinal section.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für eine Bodenprobenahme von der Erdoberfläche, aus einem Bohrloch, das nach einem anderen Verfahren hergestellt ist, und für das Bohren von kurzen Bohrlöchern vorgesehen. Die Vorrichtung läßt sich seiger und tonnlägig einschlagen bzw. vertiefen.The device according to the invention is for a soil sampling from the earth's surface, from one Borehole made by a different method and for drilling short boreholes intended. The device can be hammered in or deepened in a seiger and ton-length manner.

Die Vorrichtung zur Bodenprobenahme 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 ist mit einer Einrichtung 3 zum Halten darin einer Bodenprobe während der Entfernung des Bechers aus dem Bohrloch versehen, die nahe der Stirnfläche 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 taking soil samples has a pneumatic hammer mechanism 1 (Fig. 1), which is used for the Knocking the device into the ground ensures, and a firmly connected cup 2 for receiving a soil sample. The cup 2 is provided with a device 3 for holding therein a soil sample provided during the removal of the cup from the borehole, which is close to the end face of the cup 2. In the present case, a device for taking soil samples is dealt with, in which the cup 2 is arranged coaxially to the pneumatic hammer mechanism 1.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein pneumatisches Schlagwerk beliebiger bekannter Bauart eingesetzt werden, wie es sonst bei Vorrichtungen für ähnliche 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 (in der Zeichnung) des Hohlraumes 5 ist ein Amboß 7 vorgesehen, der mit dem Gehäuse 4 aus einem Stück bestehend ausgebildet 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 untren 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 eine Mutter 10 eingepreßt,A pneumatic hammer mechanism of any known type can be used in the device according to the invention used as it is otherwise used in devices for similar purposes. In this case it is the pneumatic hammer mechanism 1, which has a housing 4 with a cylindrical cavity 5. In the cavity 5 of the housing 4 there is a firing pin 6 which can move back and forth. At the bottom Part (in the drawing) of the cavity 5, an anvil 7 is provided with the housing 4 in one piece is formed consisting. In addition, there is a slide 8 in the cavity 5, which serves as a gas distributor The slide 8 represents a hollow stepped cylinder whose section with the largest diameter in the lower part (in the drawing) of the housing 4 is arranged. The slide 8 is held in the Housing 4 by means of an annular damper 9 which is placed on the slide 8 and seals it includes. The damper 9 is pressed into a nut 10,

die im oberen Teil (in der Zeichnung) des Gehäuses 4 befestigt ist. Der Dämpfer 9 liegt auf einem Bund 11 auf, der an der Außenfläche des Schiebers 8 ausgeführt ist. Im Dämpfer 9 sind parallel zur Achse des Schiebers 8 durchgehende Bohrungen 12 ausgeführt, 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 herausragt und als Befestigungsstelle für ein Übergangsstück 14 dient.which is fixed in the upper part (in the drawing) of the housing 4. The damper 9 rests on a collar 11, which is carried out on the outer surface of the slide 8. The damper 9 is parallel to the axis of the slide 8 through holes 12 carried 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 and as Attachment point for a transition piece 14 is used.

Das Übergangsstück 14 ist für den Anschluß eines Schlauches an dieses (nicht abgebildet) vorgesehen, über weichen Preßgas zugeleitet wird. Der untere Teil (in der Zeichnung) 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 über eine Kreislinie verteilt Fenster 16 vorgesehen, die für eine Verbindung des Hohlraumes 15 des Schlagbolzens 6 mit dem Hohlraum 5 des Gehäuses 4 sorgen.The transition piece 14 is provided for the connection of a hose to this (not shown) over soft compressed gas is supplied. The lower part (in the drawing) of the slide 8 is on its outer surface connected 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 over a Circular line distributed window 16 provided for connecting the cavity 15 of the firing pin 6 with the cavity 5 of the housing 4 provide.

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

Das Endstück 18 ist mit dem Übergangsstück 17 durch eine Verschraubung verbunden.The end piece 18 is connected to the transition piece 17 by a screw connection.

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. Diese Einrichtung 3 befindet sich nahe der Stirnfläche des Bechers 2.The cup 2 is used to hold a soil sample and has a device 3 for complete Closing the cup 2 over its cross-section and for holding the soil sample during removal from the borehole. This device 3 is located near the end 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 Metaltschicht verfestigt.For better penetration into the ground, the edge of the cup 2 is pointed and welded over it solidified by an additional layer of metal.

Die t-inrichtung 3 wird von einem an eine Preßgasquelle (nicht gezeigt) angeschlossenen elastischen aufblasbaren Element 19 gebildet. 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 eines Toroids und dient zum vollständigen Verschließen des Querschnitts des Bechers 2 sowie zum Halten einer Bodenprobe in diesem während der Entfernung aus dem Bohrloch. Die Einrichtung 3 mit der erfindungsgemäßer. Bauforrn läßt sich mit Erfolg bei jeder bekannten Vorrichtung für ähnliche Verwendungszwecke einsetzen. Im beschriebenen Beispiel wurde auf eine Vorrichtung zur Bodenprobenahme eingegangen, bei welcher ein Becher 2 koaxial zum pneumatischen Schlagwerk 1 angeordnet ist.The t-device 3 is from one to one Compressed gas source (not shown) connected elastic inflatable element 19 is formed. When striking of the cup 2 in the ground, 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 of a toroid and serves to complete Closing the cross section of the cup 2 and for holding a soil sample in this during the Removal from the borehole. The device 3 with the inventive. Construction works with success use any known device for similar purposes. In the example described a device for soil sampling was discussed, in which a cup 2 is coaxial with the pneumatic hammer mechanism 1 is arranged.

Als Preßgasquelle für das aufblasbare elastische Element 19 dient die gleiche Quelle wie für das pneumatische Schlagwerk 1. Dazu besitzt das pneumatische Schlagwerk 1 das Übergangsstück 14, das durch das Endstück 13 des Schiebers 8 getragen wird.As a compressed gas source for the inflatable elastic element 19, the same source as for that serves pneumatic hammer mechanism 1. For this purpose, the pneumatic hammer mechanism 1 has the transition piece 14, which through the end piece 13 of the slide 8 is carried.

In der Wand des Übergangsstückes 14 ist ein Kanal 21 zu dessen Verbindung mit einer Rohrleitung 22 ausgeführt die von diesem Kanal abzweigt. Die Rohrleitung 22 ist mit einem Kanal 23 verbunden, der im 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 längs der Erzeugenden des Bechers 2 verläuft, ist in Wirklichkeit ein Rohr 25, welches in eine Nut an der Außenfläche des Bechers 2 eingelegt ist, wobei das Rohr 25 aus dem Becher 2 nicht herausragt.
In der Rohrleitung 22, die das Übergangsstück 14 mit dem aufblasbaren Element 19 verbindet, ist ein Rückschlagventil 26 eingebaut, welches den Gasaustritt aus dem aufblasbaren Element 19 nach Einsteilung der Gaszuführung zu diesem verhindert.In the wall of the transition piece 14, a channel 21 is made to connect it to a pipe 22 which branches off from this channel. The pipeline 22 is connected to a channel 23 which is provided in the 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 there is a nipple 24. The section of the channel 23 which runs along the generatrix of the cup 2 is actually a tube 25 which is inserted into a groove on the outer surface of the cup 2 , the tube 25 not protruding from the cup 2.
In the pipeline 22 which connects the transition piece 14 to the inflatable element 19, a non-return valve 26 is installed, which prevents gas from escaping from the inflatable element 19 after the gas supply to the latter has been set.

Der Kanal 23 hat eine Abzweigung 27, die im KörperThe channel 23 has a branch 27 in the body

ίο des Bechers 2 ausgeführt 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.ίο the cup 2 is executed and has an outlet located on the surface of the cup 2. At this exit of the junction 27 a sound signal device 28 is provided, which represents a cylinder attached to the surface of the cup 2, which has two intersecting channels 29 and 30, of which one 30 is a continuation of the junction 27 and the other 29 to the Gas discharge into the atmosphere is used. The sound signaling device 28 is provided for signaling when the cup 2 is filled with the bottom.

In dem Boden des Bechers 2 und dem daran sich anschließenden Endstück 18 ist eine axiale Mittenbohrung 31 zur Aufnahme einer Stange 32 vorgesehen, welche an ihrem freien Ende einen Teller 33 trägt, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Bechers 2. Die Stange 32 mit dem Teller 33 dient zur Einstellung der erforderlichen Höhe einer Säulenprobe im iBecher 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 jnd die durch die Seitenfläche der Stange 32 bei weiterer axialer Verschiebung zugedeckt werden.In the bottom of the cup 2 and the adjoining end piece 18 is an axial center bore 31 provided for receiving a rod 32 which carries a plate 33 at its free end, whose diameter is slightly smaller than the inner diameter of the cup 2. The rod 32 with the Plate 33 is used to set the required height of a column sample in iBeaker 2. In addition, the Rod 32 also as a shut-off piece for the channel 23, over 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 that lie in the bottom of the cup 2 and with which Cross hole 31. Here, 32 annular grooves 34 and 35 are present on the side surface of the rod through which in alignment with the respective sections of the channel 23 and the junction 27 gas flows through the Side surface of the rod 32 are covered with further axial displacement.

Damit der Teller 33 bezüglich seiner Lage im BecherSo that the plate 33 with respect to its position in the cup

2 je nach der gewünschten Höhe der Säulenprobe verstellt werden kann, ist an dem freien Ende der Stange 32 eine Buchse 36 vorgesehen. An dem anderen Ende der Buchse 36 ist der Teller 33 befestigt. Die Buchse 36 ist an der Stange 32 mittels eines Bob:ens 37 befestigt,2 can be adjusted depending on the desired height of the column sample is at the free end of the rod 32 a socket 36 is provided. 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 Bob: ens 37,

der in eine der Bohrungen 38 e ngeführt ist, die in der Stange 32 senkrecht zu ihrer Achse ausgeführt sind.which is e in one of the bores 38, which is in the Rod 32 are designed perpendicular to its axis.

Die Stange 32 wird in der Bohrung 31 mit Hilfe einer Arretierung 39 festgehalten, die von einer Kugel 40 \F i g. 2) mit einer Feder 41 gebildet ist, die im EndstückThe rod 32 is held in the bore 31 with the aid of a lock 39, which is held by a ball 40 \ F i g. 2) is formed with a spring 41 in the end piece

18 einer durchgehenden öffnung 42 angeordnet sind, die mit einem Stopfen 43 verschlossen ist. Damit beim Einsatz die Stange 32 zusammen mit der Buchse 36 zwei feste Stellungen einnehmen kann, sind an der Seitenfläche der Stange 32 zwei Ringnuten 44 halbrunden Profils ausgeführt, das mit dem Durchmesser der Kugel 40 übereinstimmt. Hierbei entspricht die obere (in der Zeichnung) Ringnut 44 (Fi g. 1) der Stellung der Stange 32 vor dem Arbeitsbeginn und die untere der Stellung der Stange 32 nach Beendigung der Füllung des Bechers18 a through opening 42 are arranged, which is closed with a plug 43. So that the rod 32 together with the socket 36 two Can take fixed positions, are on the side surface of the rod 32 two annular grooves 44 semicircular profile executed, which corresponds to the diameter of the ball 40. The upper (in the Drawing) ring groove 44 (Fi g. 1) of the position of the rod 32 before the start of work and the lower of the position of the rod 32 after completion of the filling of the cup

2 mit einer Bodenprobe erforderlichen Höhe.2 height required with a soil sample.

Vor dem Arbeitsbeginn befindet sich die Vorrichtung in der Ausgangsstellung, bei welcher sie zur Erdoberfläche gerichtet oder in ein Bohrloch gesenkt ist 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.Before starting work, the device is in the starting position in which it faces the surface of the earth directed or lowered into a borehole Here, the firing pin 6 rests on the anvil 7 while its window 16 the lower part (in the drawing) of the cavity 5 with the cavity 15 of the firing pin 6 connect.

Die Stange 32 mit der daran angesetzten Buchse 36The rod 32 with the bush 36 attached to it

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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 von Gas und befindet sich in der Ringnut 20 des Bechers 2.occupies the lower position, d. H. the ball 40 of the locking 39 is located in the upper annular groove 44, as the drawing shows. The inflatable element 19 is free of gas and is located in the Annular groove 20 of the cup 2.

Die Vorrichtung funktioniert folgendermaßen: 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, bewirkt durch den Preßgasdruck auf die untere Stirnfläche (in der Zeichnung) des Schlagbolzens 6 und den Boden des Hohlraumes 15. die hinsichtlich der Fläche unterschiedlieh sind, beginnt der Schlagbolzen 6 sich nach oben (in der Zeichnung) zu bewegen. Bei seinei· Bewegung nach oben werden die Fenster 16 durch die Seitenfläche des Schiebers 8 zugedeckt, wodurch die Gaszuleitung /um unteren Teil (in der Zeichnung) des Hohlraumes 5 eingestellt wird. Die weitere Bewegung des Schlagbolzens 6 nach oben vollzieht sich dank einer Dilatation des Preßgases im unteren Teil des Hohlraumes 5. Der Schlagbolzen 6 bewegt sich so lange nach oben, bis sich seine Fenster 16 über dem Abschnitt des Schiebers 8 mit dem größten Durchmesser befinden. Anschließend gelangt das Preßgas allmählich aus dem unteren Teil des Hohlraumes 5 in dessen oberen Teil und tritt über die Bohrungen 12 des Dämpfers 9 in die Atmosphäre aus. es findet also ein Auspuff des Abgases statt. In diesem Augenblick übersteigt der Druck innerhalb des Hohlraumes 15 des Schlagbolzens 6 in beachtlichem Maße den Druck außerhalb des Hohlraumes 15 (den atmosphärischen Druck), deswegen bewegt sich der Schlagbolzen 6 infolge einer Differenz dieser Drücke sowie unter der Einwirkung seines eigenen Gewichtes nach unten, und die Bewegung endet mit einem Schlag des Schlagbolzens 6 gegen den Amboß 7. Hierbei dringt der Becher 2 in den Boden ein.The device works as follows: The compressed gas comes from the compressed gas source via the Transition piece 14 and the slide 8 and then through the window 16 of the firing pin 6 in the annular Slot formed by the surface of the cavity 5 of the housing 4 and the outer surface of the firing pin 6 is formed. Due to a force difference caused by the compressed gas pressure on the lower end face (in the drawing) of the firing pin 6 and the bottom of the cavity 15. which differ in terms of area are, the firing pin 6 begins to move upwards (in the drawing). At his · movement after above the windows 16 are covered by the side surface of the slide 8, whereby the gas supply line / um lower part (in the drawing) of the cavity 5 is set. The further movement of the firing pin 6 upward takes place thanks to a dilation of the compressed gas in the lower part of the cavity 5. The Firing pin 6 moves upwards until its windows 16 are located above the portion of the slide 8 with the largest diameter. Afterward the compressed gas gradually comes out of the lower part of the cavity 5 in its upper part and occurs over the Bores 12 of the damper 9 into the atmosphere. there is therefore an exhaust of the exhaust gas. In this At the moment the pressure within the cavity 15 of the firing pin 6 exceeds to a considerable extent the pressure outside the cavity 15 (the atmospheric pressure), therefore the moves Firing pin 6 as a result of a difference in these pressures and under the action of its own weight down, and the movement ends with a blow of the firing pin 6 against the anvil 7. This penetrates the cup 2 into the bottom.

Während 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 gefüllt wird, und der Schlagbolzen 6 bewegt sich erneut nach oben. d. h. das Arbeitsspiel des Schlagwerkes 1 wiederholt sich.During the strike, the windows 16 of the firing pin 6 again connect 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 becomes, and the firing pin 6 moves up again. d. H. the working cycle of the striking mechanism 1 repeated.

Die Arbeitsspiele des Schlagwerkes wiederholen sich so lange, 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 N ut 34 an der Seitenflache der Stange 32 mit der Abzweigung 27 des Kanals 23 fluchtet. Dadurch gelangt das Gas aus dem Kanal 23 in die Abzweigung 27 und dann zur Schallsignaleinrichtung 28. Bei nachfolgender Verschiebung der Säulenprobe und folglich auch der Stange 32 wird die Nut 34 im Verhältnis zur Abzweigung 27 versetzt, bis die Nut 35 mit dem Kanal 23 fluchtet. Im gleichen Moment gelangt die Kugel 40 der Arretierung 39 in die untere Ringnut 44 (in der Zeichnung) und fixiert die Stange 32 in der oberen Endstellung.The working cycles of the striking mechanism are repeated until a column sample reaches the plate 33, the is attached to the socket 36. who in turn participate in 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 is aligned with the junction 27 of the channel 23. This causes the gas to escape the channel 23 into the junction 27 and then to the sound signal device 28. In the event of a subsequent shift of the column sample and consequently also of the rod 32, the groove 34 becomes in relation to the branch 27 offset until the groove 35 is aligned with the channel 23. At the same moment, the ball 40 arrives at the lock 39 in the lower annular groove 44 (in the drawing) and fixes the rod 32 in the upper end position.

Das Preßgas strömt über den Kanal 21 des Übergangsstückes 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 into the pipeline 22, then over the check valve 26 in the channel 23 and the pipe 25, and it reaches the elastic via the nipple 23 inflatable element 19.

Sofort nach der Signalgebung durch die Schallsignaleinrichtung 28, die die Füllung des Bechers 2 anzeigt, wird die Preßgaszuführung zum Schlagwerk 11 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 indicates the filling of the cup 2, if the supply of compressed gas to the hammer mechanism 11 is stopped, a small amount is added Compressed gas, which is just sufficient for filling the inflatable elastic element 19.

Nach Einstellung der Preßgaszuleitung schließt sidi das Rückschlagventil 26 und verhindert dadurch einen Gasaustritt aus dem aufblasbaren Element 19.After adjusting the compressed gas supply, it closes the check valve 26 and thereby prevents gas from escaping from the inflatable element 19.

Je nach den Eigenschaften und dem Zustand des Bodens verschließt das aufblasbare Element 19 den Querschnitt des Bechers 2 völlig, 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.Depending on the properties and the condition of the ground, the inflatable element 19 closes the Cross-section of the cup 2 completely if it is loose and pliable bottoms, or it presses in the case of relatively dense soils, the column sample together and thereby forms a plug that is capable. the to hold the sample above it.

Sollte einmal ein solcher Bodenstopfen herausgefallen sein, wird das aufblasbare Element 19 unter dem Einfluß der F.lastizitätskräfte den Querschnitt des Bechers 2 völlig verschließen, wie dies in Fig. 3 erkennbar ist. Danach wird die Vorrichtung mit Hilfe einer Haspel (nicht wiedergegeben) aus dem Bohrloch gehoben, und man nimmt aus dem Becher 2 die Bodenprobe heraus. Zu diesem Zweck löst man den Becher 2 von dem Schlagwerk 1 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 austritt. 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.Should such a bottom plug fall out, the inflatable element 19 is under the Influence of the elasticity forces completely close the cross-section of the cup 2, as shown in FIG. 3 is recognizable. The device is then removed from the borehole with the aid of a reel (not shown) lifted, and the soil sample is taken out of the cup 2. For this purpose one solves the Cup 2 from the hammer mechanism 1 and the pipeline 22, whereupon the compressed gas from the inflatable element 19 Exits through the pipe 25, the channel 23 and the check valve 26 into the ambient air. Then the Device transported to the place of the following sampling, or the cup 2 is reassembled and lowering the device into the borehole for drilling.

Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine volle ständige qualitative Probenahme in schüttba ren und nachgiebigen Böden.Thus, the device according to the invention enables full, constant, qualitative sampling in schüttba ren and resilient soils.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 609 583/2!For this 2 sheets of drawings 609 583/2!

Claims

Patent claims:

1. Device for soil sampling, which has a pneumatic hammer mechanism and a solid with it Has connected cup for receiving the soil sample, which is equipped with a device for holding the Soil sample is provided during the removal of the cup from the borehole, which is close to the Face of the cup, characterized in that that this device (3) is connected to a compressed gas source elastic inflatable Element (i9) contains, which when the cup (2) is knocked into the ground in a to desser Inner surface provided annular groove (20) is located and when removing the cup (2) from the borehole closes the cup cross-section.

2. Device according to claim 1, characterized in that the compressed gas source for the inflatable Element (19) the compressed gas source for the pneumatic hammer mechanism (1) is used, including the compressed gas source a transition piece (14) is provided, which is connected to a channel (23) via a pipe (22) connected, which is carried out in the body of the cup (2) and a shut-off piece up.

3. Device according to claim 2, characterized in that that in the connecting piece (14) with the inflatable element (19) Pipeline (22) a check valve (26) is provided, which a gas outlet from the inflatable element (19) prevented when the Gaszi'führung / u this has been set.

4. Device according to claim 2, characterized in that that the channel (23) guided in the body c es cup (2) has a branch (27) in which one after the other a shut-off piece and a sound signaling device (28) for signaling the filling of the cup (2) are arranged with the bottom.

5. Device according to spoke 4, characterized in that an axial central bore (31) for Aufn.ihme a rod (32) is provided in the bottom of the cup (2). which free to ih ^r em end carries a plate (33) whose diameter is slightly smaller than the inner diameter of the cup (2), said rod (32) as off element for the passage (23) through which Preßgas the inflatable element ( 19) is fed, and is used for the junction (27) of this channel, and the channel (23) and its junction (27) have sections that lie in the bottom of the cup (2) and are connected to the bore (31) for the Cross rod (32), on the side surface of which annular grooves (34, 35) are provided for gas passage when these are aligned with the sections that can be closed by the side surface of rod (32) during axial movement.

6. Apparatus according to claim 5. that the plate (33) at the free end of the rod (32) using a bushing (36) is brought in, the adjustability of the position of the plate (33) in a vertical plane as a function of the desired height of the column sample in the beaker (2).