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eißelkopf für ein pneumatisches
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RnsmbohrgerKt Die Erfindung betrifft einen Meißel kopf für ein pneumatisches
Rammbohrgerät insbesondere für Erdbohrungen, der sich in Arbeitsrichtung kegelförmig
verjüngt und von einem Schlagkolben beaufschlagt wird, welcher in einem hinter dem
Meißelkopf liegenden Gehäuse pneumatisch hin- und herbewegbar angeordnet ist.
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Mit einem derartigen Rammbohrgerät lassen sich beispielsweise Versorgungsleitungen
oder Kabel unter Straßen und Bauwerken verlegen, ohne daß es einer öffnung des Bodens
bedarf. Dafür wird das Rammbohrgerät pneumatisch durch das Erdreich vorgetrieben,
wobei es einen Kanal hinterläßt, durch den während des Vortriebes oder nach dem
Vor trieb des Gerätes die Versorgungsleitung hindurchgezogen wird. Das setzt voraus,
daß für den Vortrieb das Erdreich im Spitzenbereich des Rammbohrgerätes nach den
Seiten hin verdrängt wird. Der dafür an der Spitze angeordnete, kegelförmig sich
verjüngende Meißelkopf wird bei seinem Vortrieb ausserdem von vorn her insbesondere
beim Auftreffen auf härtere Hindernisse beansprucht.
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Ein Vortrieb des Gerätes erfordert eine ausreichende Reibung zwischen
dem gehause hinter dem MeiS3elkopf und den umgebenden Erdreich, damit sich der Schlagkolben
zurückbewegen kann, ohne daß Gerät dabei nach rückwärts mitzunehmen. Eine solche
&usreichende Reibung wird nicht erreicht, wenn die vom Meißelkopf ausgeübte
seitliche Verdränjungskraft zu groß ist, da dann das Erdreich zu stark nach außen
gedrückt wird. Andererseits reicht es nicht aus, die vom Meißelkopf ausgeübte Kraft
ausschließlich in achsialer Richtung wirken zu lassen, weil darin nicht Erdboden
ausreicherrinach der Seite weggedrückt würde.
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In der Praxis haben sich verschiedene Ausführungsformen von kegelförmigen
Meißelköpfen durchgesetzt, von denen die eine jedoch nur für eine bestimmte Beschaffenheit
von Böden und die andere für andere Bodenbeschaffenheiten geeignet ist, ohne daß
die Vorteile ausgenutzt werden können bei Anwendung unter verschiedenartigsten Bedingungen.
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Allgemein ist bei einer Gestaltung des Meißelkopfes zu berücksichtigen,
daß ein relativ langer kegelförmiger Kopf eine verhältnismäßig weit nach der Seite
ausgerichtete Resultlerende hervorruft. Trifft ein derartiger Meißelkopf auf einen
Stein als Hindernis, so ist die Querkraft, die auftritt, im Vergleich zu der Vortriebskraft
relativ groß und es besteht die Gefahr einer seitlichen Ablenkung bzw. Auslenkung
des gerätes aus seiner gewünschten Vortriebsrichtung.
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Ist hingegen die Höhe des kegelförmigen Meißelkopfes relativ gering
im Verhältnis zum Durchmesser, so sind auch die nach den Seiten gerichteten VerdrAngungskrXfte
relativ klein.
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Um dem Rechnung zu tragen sieht eine bekannte Anordnung (DT-OS 2 558
842) vor, den ke§för;nigen Meißelkopf durch die Anordnung von in sich geschlossenen
ringförmigen Schultern zu unterteilen, die in Stufen von sprunghaft ansteigenden
Durchmessern übereinander liegen, wobei die einzelnen Ringschulterflächen durch
eine Hinterschneidung bzw. eine gewölbte BodenflAche als zusätzlich wirksame Messerschnelden
ausgestaltet sein sollen. Werden jedoch die Schneiden derart stufenförmig versetzt
übereinander bzw. hintereinander liegend angeordnet, so ergibt sich für den Vortrieb
eine Xesamtre sul tierende, die nahe zu achsparalell bzw. unmittelbar nach Sporn
ausgerichtet ist. Ein derartiger Meißelkopf ist demzufolge ebenfalls nur bevorzugt
geeignet für einen Vortrieb in besonders hartem Gestein, nicht jedoch für einen
Vortrieb in weichem Erdreich in dem eine höhere seitlich ausgerichtete VerdrAngungskraft
gewünscht wird. Dies wird zwar teilweise ausgeglichen durch den Umstand, dat bei
der vorbeschriebenen bekannten Ausführung während eines Vortriebes in weichem Erdreich
freiligende Zwischenräume zwischen den einzelnen ringförmigen Schulterflächen durch
das weiche Material infolge seiner Haftung am Meißelkopf ausgefüllt werden, so daß
sich eine ähnliche Wirkung ergibt wie bei einem Meißelkopf mit glattem kegelförmigen
Mantel.
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das entspricht ansich jedoch keineswegs der besonderen yewählten Gestaltung,
sondern ist in anderer Hinschit vielmehr ein Nachteil Die Gefahr einer Ausfüllung
der freien Ringzonenabschnitte zwischen den einzelnen paralell legenden Stufen mit
zerkleinertem Material besteht nämlich auch beim Vortrieb in hartem Gestein, da
durch die vorausellende Schlagspitze zertrlmmert wird. Tritt aber eine solche Ausfüllung
auf, so werden auch die rinqförmigen Messerschneiden arn Rande der Stufen unwirksam.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Meißelkopf zu schaffen,
der sowohl für den Vortrieb in leichten wie auch harten Böden geeignet ist, ohne
daß die Gefahr einer Anhaftung des Gesteins in seinen Rillen Lesteht, und der darüber
hinaus die Mögwichkeit gibt, durch seine spezielle Gestaltung die Resultierende
aus den Vortriebskräften und den seitwärts wirksamen Kraften in einer gewünschen
R*th tung und Grobe zu halten. Gemäß der Erfindung ist dafür vorgesehen, daß die
Umfangsfläche des Meißelkopfes mit einem schraubenlinienförmigen Gewinde versehen
ist, daß mehrgängig ausgebildet sein kann. Der Vorteil dieser Anordnung liegt in
dem Umstand, daß auf die Ausrichtung und Größe der Resultierenden nicht nur durch
die Auswahl des Böschungswinkels in der Kegel spitze vom kegelförmigen Meißelkopf
einfluß genommen werden kann, sondern darüber hinaus durch den Gewindesteigungswinkel,
der
die seitliche Ausrichtunj der Resultierenden maßgeblich bestimmt Ein weiterer Vorteil
der Erfindung ergibt sich aus dem Umstand, daß bei einer durchgehenden schraubenliQienförmigen
SchulterflAche über die volle Höhe des kegelförmigen Meißeltopfes eine ununterbrochene
Abfuhr des gelockerten Erdreiches nach hinten hin fortlaufend durchführbar ist,
wodurch nicht nur die Reibung verbessert wird zwischen dem Gehäuse des Gerätes und
dem umgebenden Erdreich sondern auch die Gefahr eines Festsetzens von Gesteinsteilchen
zwischen einzelnen voneinander getrennten Ringschulterflächen vermieden wird.
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Eine leichtgängige Abfuhr nach hinten an Gestein ergibt sich insbesondere
dann, wenn das schraubenlinienförmige Gewinde mehrgXngig ausgebildet ist und die
GewSndegAnge bodenseitig jeweils eine verbreiterte Austrittsöffnung für das von
vorn nach hinten wandernde Gestein aufweisen. Diese Austrittsöffnungen liegen sich
vorzugsweise diametral gegendber wenn zwei oder vier Gewindegänge vorgesehen werden.
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Am Kopf des Meißelkopfes kann unmittelbar hinter der Schlayspitze,
die regelmäßig zylinderförmig ist, eine Ringschulter vorgesehen werden, von der
die einzelnen schraubenlinienf5rmigen Schulterflächen ausgehen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung erläutert.
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In der Zeichnung zeigen: Figur 1: Ein Rammbohrgerät im LEngsschnitt;
Figur 2: ein Meißelkopf in der Seitenansicht und Figur 3: ein Meißelkopf in der
Morderansicht.
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Das in deL Figur 1 im Längsschnitt schematisch wiedergegebene Rammbohrgerät
1 besitzt einen etwa kegelförmigen Meißelkopf 2, der von einem Schlagkolben 3 zu
beaufschlagen ist, welcher in einem eäuse 4 pneumatisch hin und her zu bewegen ist.
Bei einem Vor trieb des Meißelkopfes 2 durch Beaufschlagung vom Schlagkolben 3 nimmt
dieser das Gehäuse 4 mit in die Vortriebsrichtung. Um danach den Schlagkolben in
seine Ausgangslage zurückzuversetzen, ist es notwendig, daß eine ausreichende Reibung
vorliegt zwischen dem Gehause 4 und dem ungebenden Erdreich. Das setzt voraus, daß
das Erdreich nicht in zu starkem Maße beim Vortrieb des Meißelkopfes nach außen
-verdrängt wird. Andererseits ist für den Vortrieb eines in achsrichtung wirksame
Vortriebskraft notwendig. Die nach vorn und die nach den Seiten wiräsamen Kräfte
ergeben gemeinsam eine Resultierende, deren Ausrichtung maßgeblich ist für die Wirksainkoit
des Gerätes in schweren und auch in leichten Böden. Um die Ausrichtung und Größe
der Resultierenden zu beeinflussen, ist nach Figur 2 und 3 der kegelförmige Iseißelkopf
auf einer Umfangsfläche mit einem schraubenlinienförmigen
Gewinde
versehen. Dieses Gewinde geht aus von einer die Schlagspitze 5 am Fuß umgebenden
horizontalen Ringschulter 6. Das Gewinde besteht aus einem ersten Gewindegang 7
und einem zweiten Gewindegang 8, die jeweils bodenseitig eine verbreiterte erste
Gewindeaustrittsöffnung 9 bzw. zweite Gewindeaustrittsöffnung 10 aufweisen. Die
Schulterflächen 11 und 12 des arsten Gewindeganges 7 und des zweiten Gewindeganges
8 liegen im Querschnitt gesehen horizontal, so daß also die SchulterflAchen 11 und
12 auf einem Radius R liegen, der senkrecht zu der Achse A -A des Meißelkopfes 2
ausgerichtet ist. Die Anordnung ist dabei so gctroffen, daß sich die beiden Austrittsöffnungen
9 und 10 der beiden Gewindegänge 7 und 8 diametral gegenüber liegen.
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Durch die Größe des Gewindesteigungswinkels i 2 läßt sich die seitliche
Ausrichtung der Resultierenden beeinflussen da durch das Ausmaß der Abschrägung
der Schulterflächen 11 und 12 zu der Achse A-A die beim Vortrieb seitlich wirksame
Kraft in ihrer Größe beeinflussen läßt. Diese seitlich wik-Same Verdrängungskraft
wird außerdem beeinflußt in an sich bekannter Weise durch den spitzen Winkel 1 I
des Kegelkörpers vom Meißelkopf 2. Durch die Abschrägung der schraubenlirienförmigen
Schulterflächen 11 und 12 wird außerdem die Abfdrderung des gelockerten Erdreiches
nach hinten hin wesentlich beeinflußt. Dazu tragen auch die erste und zweite Austrittsöffnung
9 bzw. 10 bei, die jeweils verbreitert sind um eine einwandfreie Ableitung des Gesteins
nach hinten und dicht über das Gehäuse hinweg zu ermöglichen. Die Gefahr von Verstopfungen
oder
Anhäufungen gelockerten Erdreiches in Kammern des Meißelkopies wird dadurch beseitigt.
Die äußren Ränder der Gewindegänge können dadurch in vorsträktem Maße wie scharfe
Messer beim Vortrieb wirken.
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