DE2807917A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen der bei erdaushubarbeiten verwendeten fluessigkeiten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum reinigen der bei erdaushubarbeiten verwendeten fluessigkeitenInfo
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- B01D35/26—Filters with built-in pumps filters provided with a pump mounted in or on the casing
Description
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf die betreffende Vorrichtung zum Beinigen
If
der bei Erdaushubarbeiten verwendeten Flüssigkeiten·
Il " .
Die Verwendung besonderer Flüssigkeiten oder Schlammen,
If
die im allgemeinen auf Basis von Bentonit sind,wahrend
des Bohrens bzw. Ausgrabens in Erdboden ist an und für sich bekannt.
Il
Solche Schlamme werden sowohl zum Befestigen der Aus—
Il Il
grabungswanden gebraucht, um damit Einstürze bzw,
Il
Materialablosungen zu vermeiden, als auch- und zwar nach bestimmten sich im Gebrauch befindenden Bohrungsverfahren-
um das durch die Werkzeuge gebildete
Gebrockel aus dem Ausgrabungsboden hochzuheben? je nach
Il
der Beschaffenheit der jeweiligen Erdboden und dem
Il
angewandten Bohrungsverfahren können diese beiden Punktionen gleichzeitig oder getrennt erfolgen.
Es ist auch bekannt, dass solche Schlämme während des
Arbeitens standig von den beinhalteten festen Bodenteilen und von den anderen anwesenden fremden
If „
Materialen gereinigt werden müssen, um diese Schlamme
bei neuen Ausgrabungen wieder zu verwenden und/oder in
Il
deren Anwesenheit das Einfuhren des Betons in die
Il
Ausgrabungen korrekt ausführen zu können.
Bei den sich im.Gebrauch befindenden Reinigungseinrichtungen
erfolgt dieser Arbeitsgang, indem man die
Il "
genannten Flüssigkeiten bis zur Oberflache, d.h. zur
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Arbeitseben hochhebt, und dann weiterarbeitet, durch
naturliche Dekantierung oder durch Zentrifugiert«^ oder
auch durch Sieben mittels Schwingsiebs usw,.Der so ausgeführte Arbeitsgang verlangt viel Zeit und die
Verwendung von geräumigen Sammelwannen oder -behaltern,
Il
sowie von empfindlichen Vorrichtungen, die fur die Baustellenarbeiten schlecht geeignet sind«,
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile mit einem Verfahren zu
ti
beheben, wobei die Schlamme der Ausgrabungen mit ein»
Il
fachen und raschen Arbeitsgangen gereinigt werden, und ohne diese Schlamme aus den Ausgrabungen oder Einschnitten
in denen sie sich befinden, zu entfernen.
Im Rahmen dieser Aufgabe bestrebt die Erfindung eine
Il
Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens zu schaffen·
Das erfindungsgemasse Verfahren zum Reinigen der bei
Il
Erdaushubarbeiten verwendeten Flüssigkeiten, ist dadurch
gekennzeichnet, dass man in der in der Bohrung bzwe
Il
Grabung enthaltenen Flüssigkeit einen Zirkulationsstrom
erzeugt, den so erzeugten Strom in einer im Inneren der Bohrung bzw, Grabung gebildeten Zone zwecks Abtrennung
der im Strom suspendierten Aushubmaterialteilchen filtriert, die abfiltrierten Aushubmaterialteilchen in
der genannten Zone sammelt und die gesammelten Aushubmaterialteilchen
periodisch aus der Bohrung bzw« Grabung hinausbefördert»
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H H
Die Vorrichtung zur Durchfuhrung des erfindungsgemassen
Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine einen Raum umschliessende Gehäusekonstruktion, wenigstens eine
erste Öffnung in der Gehäusekonstruktion für den Eintritt
der zu reinigenden Flüssigkeit in das Gehäuse,wenigstens
■ι η
eine zweite Öffnung in der genannten Gehausekonstruktion
fur den Austritt der gereinigten Flüssigkeit aus dem
Il M Il
Gehäuse, Einrichtungen zur Forderung der Flüssigkeit
Il H
von der ersten Öffnung zur zweiten Öffnung, Piltrations-
Il
einrichtungen, die zwischen der ersten Öffnung und der
zweiten Öffnung eingesetzt sind, um die durch diese
Il
hindurchtretende Flüssigkeit zu filtrieren und in ihr
suspendierte Aushubmaterialteilehen abzutrennen, wobei die Gehäusekonstruktion weiters eine Kammer zum Sammeln
Il
der von der Flüssigkeit abgetrennten Aushubmaterialteilchen
unterhalb der Filtrationseinrichtungen sowie
Il
Pumpeinrichtungen zur Erzeugung eines Flussigkeits-
Stromes in Richtung ausgehend von der ersten Öffnung,
η durch die Filtrationseinrichtungen, zur zweiten Öffnung
und durch diese hinaus, aufweist.
Il Il
Die Vorrichtung konnte sowohl selbständig, als auch in
Verbindung mit einem Bohrer, gemäss einer gleichlaufenden
Patentanmeldung der selben Anmelderin verwendet werden.
Einige Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden nun
in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die
Il „
beiliegenden Zeichnungen naher erläutert.
In der Zeichnungen zeigen:
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- 9 - 28U7917
Fig. 1 einen axialen Schnitt der Vorrichtung, die ala
getrennt vom Bohrer einsetzbare Einheit ausgeführt ist;
Pig. 2 eine analoge Darstellung einer Ausfuhrungsvariante
der Vorrichtung; und
Pig. 3 und 4 sind Querschnitte nach den Linien III-III
und bzw. IV-IV der Fig. 2.
Unter Bezugnahme auf Pig. 1, weist die in der Zeichnung
Il
dargestellte Vorrichtung einen aus einem zweckinassige
Abmessungen auf v/eisenden Gehäuse 14a. bestehenden Korper
A* auf. wobei das Gehäuse mit einer Haube 120a
Mt * au»
II
geschlossen ist, die den Motor B tragt, dessen Welle 26a mit der Achse X-X des Körpers A1 fluchtet.
Die Haube 120a weist eine zylinderfomiige Kammer 66a
auf, in welcher das Pumpenrad G-j einer Pumpe aufgenommen
wird, das auf der Welle 26a sitzt, die drehfest mit einer Welle 36a verbunden ist.
Die Welle 26a des Motors B ist derart angeordnet, dass deren Achse mit der Achse X-X des Korpers A1 im
I!
wesentlichen übereinstimmt oder mit derselben fluchtrecht
ist. Auch die Welle 36a erstreckt sich entlang der Achse
Il M
X-X und innerhalb des Gehäuses 14ja , das einen Behalter
bildet.
Die Welle 36a bildet im Inneren und in dem Oberteil eine
zylinderfBrmige Kammer 38a auf, wogegen die aussere Wand dieser Welle radiale Flügel bzw. Rippen 40a aufweist, die sich über die ganze länge der Welle selbst
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erstrecken·
Ein rohrforraiger KSrper bzw. Rohr 42a umfasst diese
Welle über eine bestimmte Länge und ißt an derselben
durch geeignete Mittel fest verbunden (in der Zeichnung
If „
ist nur ein Teil des rohrförmigen Körpers 42a dargestellt).
Die Wand des Sohrs 42a ist mit Bohrungen oder zwecklaässigen
Schlitzen versehen. Dieselbe kann auch aus einem Metallnetz, um einen Filter zu bilden, bestehen.
Im Bereich des Filters 42a ist die V/elle 36a mit radialen Bohrungen 46a versehen, die, aber den Filter,
die Verbindung zwischen der Kammer 38a und dem Inneren Il
des Gehäuses 14a herstellen· Bei jedem oberen und unteren Ende bildet dagegen das Rohr 42ji mit der Welle
36ji eine wasserdichte hydraulische Verbindung.
Die aussere Oberflache des filtrierenden Rohrs 42a ist der Wirkung von Abschaberorganen ausgesetzt, die die
Ablagerungen auf dieser Oberflache entfernen, um eine
stätige Permeabilität und somit die Filtrierungsleistungsfahigkeit
zu gewahrleisten.
Im dargestellten Falle bestehen die Abschaberorgane aus
It "
Bürsten 52a geeigneter lange, welche Borsten 50a od.
dgl. tragen, die mit der Oberfläche des filtrierenden Eohres 42^ zusammenwirken; diese Bürsten erstrecken sich
zweckmassigerweise mit einem Abstand zueinander über
Il
die ganze Lange-des filtrierenden Rohres 42a und sind
über geeignete Befestigungsmittel 48a mit dem Gehäuse
14a verbunden. (In der Zeichnung sind die Bürsten 52a
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nur teilweise dargestellt).
Deshalb, während der Filter 42a sich mit der Welle 36a
dreht, bleiben die Bürsten 52a fest mit dem Gehäuse 14a
verbunden. Die Welle 36a erstreckt sich bis zum Boden des Gehäuses 14a und endet mit einem Schaufelrad 58a.
ti
Einige Schaufeln dieses Rades fluchten mit den radialen
Flugein 40a der Welle 36a.
Daß Schaufelrad 58a ist in einer zylindrischen Kammer
Il
60a aufgenommen, die am Ende des Gehäuses 14a vorgesehen
""" Il
ist und die eine oder mehrere radialen Offnungen 62a
aufweisen, die durch dazugehörige Pfropfen 64a geschlossen sind.
Im Bereich seines Oberteils weist das Gehäuse 14a eine
Il
oder mehrere Offnungen 65a auf, die auch das Innere
dieses Gehäuses mit der Aussenseite, d»h. mit der
Il
Ausgrabung, verbinden; diese letztere Offnungen weisen
η
keine Pfropfen und gewahrleisten dauernd die Verbindung
keine Pfropfen und gewahrleisten dauernd die Verbindung
Il
zwischen dem Gehäuse und der Aussenseite·
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist umfasst das Gehäuse 14a eine erste Kammer 140, die von der Kammer
66a durch eine Trennwand 66a1 getrennt ist. Die Trenn-
wand ist mit einer Öffnung versehen, die von der Welle
36a wasserdicht und drehbar durchsetzt ist« Zu diesem Zweck sind geeignete Dichtungen vorgesehen. Im unteren
Teil der Kammer 14a1, unterhalb dem Filter 42a ist ein
Raum 14a" vorgesehen, in welchen das Aushubmaterial gesammelt wird.
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Mit Bezugnahme auf die dargestellte Vorrichtung wird
11
nun beispielsweise das erfindungsgemasse Verfahren und
Il
die Arbeitsweise der Vorrichtung erläutert:
Es wird angenommen, dass die Erdbodenausgrabung schon durchgeführt wurde und, dass die Vorrichtung im
» ti
wesentlichen fast über ihre ganze Lange in die Ausgrabung
abgesenkt ist, d.h. derart, dass die verwendete und sich
Il
in der Ausgrabung befindende Losung, d.h. Bentonitlosung od. dgl., einen Pegel erreicht, der nicht
niedriger ist als die von der in der Haube 12Oa vor-
Il . *"*
gesehenen oberen Öffnung 124a, eingenommenen Lage und,
Il " "~ M
dass diese Losung auch die Haube 12Oa vollfüllt.
It
Die Betätigung des elektrisch oder hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Motors B versetzt die Welle
36a sowie die Pumpe G* in Umdrehung. Die Pumpe G1
bildet einen Unterdruck unterhalb des Pumpenrades und
Il M
verursacht ein Flüssigkeitsströmung in der Richtung
der aus der Zeichnung ersichtlichen Pfeileno
Wenn die Pumpe G1 ansaugt, geht die in das Gehäuse 14a
fl Il
durch die Offnungen 65a eindringende Bentonitlosung
durch das Rohr 42a hindurch, wo sie filtriert wird; die
Il ■"" Il
Losung wird also durch die Offnungen 46a in die
Il ""
Ausnehmung 38a .und durch die Offnungen 70a in die
Kammer 66_a gefördert, um dann über die Offnungen 124a
in die Ausgrabung wieder zurückzulaufen.
Indem sich das Aushubmaterial auf dem Boden des
Gehäuses 14a sammelt, wird die Vorrichtung in die
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Ausgrabung derart allmählich abgesenkt, dass die ganze
Bentonitlosung mit dem Aushubmaterial durch die
« η
Öffnungen 65a in das Gehäuse 14a eintritt und die
Filtration erfährt« Die Filtration wird dadurch verbessert, dass das in der zu reinigenden Losung umlaufende
filtrierende Rohr auf letztere eine Zentrifugation ausübt,
die ebenfalls das Entfernen der Ablagerungen von der filtrierenden Oberflache dee Rohrs 42a erleichtert·
Das Reinigen und das Freimachen von Verstopfungen des filtrierenden Rohrs 42a werden von der Gruppe von
H Il ■"" »
Bürsten 50a. gewahrleistet, die, v/ie schon erwähnt,
Il
mit dem Gehäuse 14a fest verbunden sind, wogegen die
netzartige, gelochte oder geschlitzte Oberflache dieses Filterrohrs mit der Welle 36a umläuft. Wenn das im
Il "*
Gehäuse 14ji gesammelte Aushubmaterial ein bestimmtes
Il
Volumen einnimmt und zwar wenn die Hohe dieses Materials beinahe das untere Ende der Bürsten 52a
erreicht, wird die Vorrichtung aus der Ausgrabung herausgenommen und wird der Grundpfropfen 64a entfernt,
Il ""*
um somit die Öffnung 62ji frei zu machen und das Aushubmaterial
ins Freie abzutragen; wobei der Abtragungs-
Il
Vorgang durch die Drehung der Flügel 40a und des im Bereich der genannten Äblassoffnung 62a angeordneten
Schaufelrades 58a beschleunigt wird.
Die Vorrichtung von Fig. 2 ist analog der vorhergehenden«
Die Bezugszeichen sind statt mit dem Buchstaben "a" mit
dem Buchstaben -11V' versehen.
Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Haube
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U ~ 28Ü7917
Ob1 und die Pumpe G1 in dem Unterteil des Gehäuses Hbangeordnet
sind und die Welle 36b_ über ihre ganze Lange
hohl ausgebildet ist.
It
Nach dieser ·Ausfuhrungsform, wird die Vorrichtung in
die Ausgrabung schnell bis zum Boden abgesenkt und nach dem Erreichen dieser Lage wird der Motor B betätigt,
wobei man die Vorrichtung aus der Ausgrabung derart langsam herausnimmt, dass die filtrierte, aus der unteren
Π Il
Öffnung 124b der Haube gelieferte Bentonitlosung in der
Form von kontinuierlichen Lagen bzw. Schichten vom Boden bis zum Oberteil der Ausgrabung hin abgesetzt
wird.
Es ist zu bemerken, dass es in dem nun besprochenen Falle
It
zweckmassig ist, vor dem Anfang der Filtration, eine bestimmte Zeit nach dem Ausgrabungsvorgang verstreichen
zu lassen, um das Dekantieren der verunreinigten
Il "
Schlamme zu ermöglichen.
Diese Beschränkung wird mit der Vorrichtung von Fig.
behoben, deren Pumpe G1 ein nach unten, d.h. in der
"~ Il
gleichen Richtung der naturlichen Bewegung der
Il
Dekantierung gerichtete Strömung erzeugt. Dieses Umlaufkriterium ermöglicht, dass die Vorrichtung wahrend
ihrer langsamen Absenkbewegung, oder jedenfalls mit einer an die Pumpenfördermenge angepassten Absenkge-
II
schwindigkeit, über sich nur Schichten gereinigter Schlämme absetzt.
Die beschriebene und dargestellte Vorrichtung kann
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modifiziert und variiert werden, und zwar je nach den jeweils zu entsprechenden Bedürfnissene
Die Form und die Abmessungen dieser Vorrichtung werden
nicht unbedingt diejenigen der Bohrung oder Ausgrabung sein, sondern diese Vorrichtung kann jede beliebige
Form und Abmessungen aufweisen, unter der einzigen Voraussetzung, dass solche Abmessungen kleiner als die
ti
Abmessungen der Ausgrabung sein massen«
Il
Was den Filtrierungsgrad der gefilterten Losungen anbelangt,
kann derselbe in Bezug auf die Abmessungen der den Filter bildenden Maschen bzw. Schlitze variieren und
deshalb kann in der Praxis dieser Filtrierungsgrad mit Hilfe von sehr schmalen Schlitzen aufweisenden Filtern
auch sehr hohe Werte erreichen·
.Aus den schon beschriebenen Gründen, wirken zugunsten
eines hohen Filtrierungsgrades auch die Zentrifugalkraft
und der hydrostatische Druck denen die zu filtrierenden Losungen durch Pumpen unterzogen werden.
Zur Vereinfachung der Schreibweise werden im dem Ansprüchen
die Bezugszeichen lediglich durch Angaben der Nummer angegeben, wobei der jeder Nummer bzw. jedem Bezugszeichen beigefugte Buchstabe a oder b weggelassen
wird.
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Le e
rs e i te
Claims (1)
- PatentanwaltDSPL.-5NQ. B. SCHMSD 7 Stuttgart 1, Falbenhonnenstr. 17"ME.CO. G-ruppi Perforazioni S.p.A· - Via S0 Sofia, 8 -MILANO - ITALIENVERFAtIREN UND VOHHICHTUNG ZUM RBIKIGEN DSR BEI ERDAÜS-HÜBARBEITEN VERWENDETEN FLÜSSIGKEITENPATENTANSPRÜCHE1· Verfahren zum Reinigen der "bei Erdaushubarbeiten verwendeten Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass man in der in der Bohrung "bzw, Grabung enthaltenen Flüssigkeit einen Zirkulationsstrom erzeugt, den so erzeugten Strom in einer im Inneren der Bohrung bzw. Grabung gebildeten Zone zwecks Abtrennung der im Strom suspendierten Aushubmaterialteilchen filtriert, die abfiltrierten Aushubmaterialteilchen in der genannten Zone sammelt und die gesammelten Aushubmaterialteilchen periodisch aus der Bohrung bzw. Grabung hinausbefördert.2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf der Filtration die genannte Filtrationszone fortschreitend von oben nach unten, versetzt wird.fin983i?/G6/*0ORIGINAL INSPECTED3. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf der Pi!tration.die genannte Filtrationszone fortschreitend von unten nach oben versetzt wird«.4· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 his 3, gekennzeichnet durch eine einen Raum umschliessende Gehäusekonstruktion (14,120),ti Hwenigstens eine erste Öffnung (65) in der Gehäuse-Il "konstruktion fur den Eintritt der zu. reinigenden Flüssigst Ilkeit in das Gehäuse, wenigstens eine zweite ÖffnungIl Il(124) in der genannten Gehäusekonstruktion fur den Austritt der gereinigten Flüssigkeit aus dem Gehäuse, Einrichtungen (36) zur Förderung der Flüssigkeit von der ersten Öffnung (65) zur zweiten Öffnung (124), Filtrationseinrichtungen (42), die zwischen der erstenκ ηÖffnung (65) und der zweiten Öffnung (124) eingesetztIlsind, um die durch diese hindurchtretende Flüssigkeit zu. filtrieren und in ihr suspendierte Aushubinaterialteilchen abzutrennen, wobei die Gehäusekonstruktion ( 14, 120) v/eiters eine Kammer zuni Sammeln der von der Flüssigkeit abgetrennten Aushubmaterialteilchen unterhalb der Filtrationseinrichtungen (42) sowie Pumpeinrichtungen (G) zur Erzeugung eines Flussigkeits-(Istromes in Richtung ausgehend von der ersten Öffnung (65)» durch die Filtrationseinrichtungen (42), zur zweiten Öffnung (124) und durch diese hinaus,aufweist«5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrationseinrichtungen (42) Organe (52) zur Freilegung von Verstopfungen und Reinigung der Filtermittel (42) aufweisen.6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen für die Ermöglichung einer Relativbewegung zwischen den Freilegungs- und Reinigungs-Organen (52) und den Filtermitteln (42) vorgesehen sind·7» Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermittel (42) aus einem zur Achse der Gehäusekonstruktion koaxialen, drehbar angeordneten Filterrohr (42) und die Organe zur Freilegung und Reinigung der Filtermittel aus ortsfest um das Filterrohr (42) herum angeordneten Bürsten (52) bestehen»8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Sammelkammer fur die Aushubmaterialteil chen auf dem Boden eine normalerweise geschlossene Öffnung (62) für den Austrag des gesammelten Aushubmaterial s aufweist.9« Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtungen (G) einen Motor (B) mit zur Gehausekonstruktion (14, 120) koaxialer Antriebswelle (26) aufweisen und die Filtrations- und Fordereinrichtungen (42 bzw. 36) aus einer wenigstens teil-Ilweise hohlen, zur Gehausekonstruktion (14, 120) koaxialen Welle (36) bestehen, welche mit dem Filter-Ilelement (42) zusammenwirkende radiale Offnungen (46) besitzt und mit der genannten Antriebswelle (26), um von dieser die eigene Drehbewegung abzunehmen, verbunden ist, und dass die Filtrationseinrichtungen (42) weiters Organe (52) zur Freilegung und Reinigung aufweisen, die11 I,aus Bürsten bestehen, die ortsfest auf der Geliause-konstruktion vorgesehen sind und um die Hohlwelle (36) herum in Berührung mit dem betreffenden Filterelement (42) angeordnet sind.10, Vorrichtung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehausekonstruktion wenigstens eine Querwand aufweist, welche den Innenraum der Gehäusekonstruktion in wenigstens zwei Abteile unterteilt, wobei in einem ersten dieser Abteile die genannten FiItrationseinrichtungen (42) untergebracht sind und dieses erste Abteil öffnungen (65) fur den Eintritt der zu reinigenden Flüssigkeit auf v/ei st und im zweiten dieser Abteile die genannten Pumpeinrichtungen (G) untergebracht sind undIl Il Ilin den Wanden dieses Ab teile s Offnungen (124) fur denItAusstoss der gereinigten Flüssigkeit vorgesehen sind, und wobei sieh die genannte Hohlwelle (36) in beiden Abteilen erstreckt und abgedichtet die genannte Querwand durchsetzt, sodass die im ersten Abteil enthalteneFlüssigkeit in das zweite Abteil nur durch den Innenhohlraum der Hohlwelle (36) gelangen kann, derenOffnungen (46) auf dem im ersten und auf dem im zweiten Abteil gelegenen Teil verteilt sind.11· Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,Ildass das erste Abteil unten eine Sammelkammer fur das aus der Filtration verbleibende Aushubmaterial sowie normalerweise geschlossene Austragsoffnungen (62) im Bereich deß Bodens der genannten Kammer zum Austrag des Aushubmaterials aufweist, wobei sich die genannte Hohlwelle (36) durch die Sammelkammer hindurch verlängert und auf ihr schaufelradartige Einrichtungen (58) vorgesehen sind, um den Austrag des Aushubmaterials zuit tiunterstutzen, wenn die genannten Austragsoffnungen (62) offen sind und die Vorrichtung aus dem Bohrloch "bzw· der Grabung herausgezogen ist.12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abteil mit den zugehörigen Pumpeinrichtungen (Gr-j) oberhalb des genannten ersten Abteiles liegt.13· Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abteil mit den zugehörigen Pumpeinrichtungen (ß-j) unterhalb des ersten Abteiles liegt.809836/0640
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