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GERÄT ZUR ENTNAHME VON BODENPROBEN
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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Entnahme von Bodenproben mit
einem Entnahmezylinder, der an einer Bohrstange befestigt ist.
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Bekanntlich gibt es zahlreiche Geräte für die Entnahme von gestörten
und ungestörten Bodenproben. Die Proben werden für Laborprüfungen und wissenschaftliçhe
Untersuchungen verwendet. Die Ergebnisse solcher Prüfungen und Untersuchungen (Geologie,
Sedimentologie, Hydrologie, Umweltschutz, Agrargebiet, Waldgebiet etc.) verlangen
eine sehr sorgfältige und genaue Probeentnahme. Häufig wird im Zusammenhang mit
der Bodenprobeentnahme eine Peilstange (Nutstange) verwendet. Diese Nutstange wird
mit einem Holzhammer in den Boden getrieben. Sie wird dann gedreht und wieder herausgezogen
(um Probematerial zu bekommen). Dieses kann aber nur in Tiefen von 1m bis 2m vorgenommen
werden. Diese Art der Probenentnahme versagt total beim Bohren in sandigem Material.
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Die größte Schwierigkeit bei allen bekannten Geraten (Ventilbohrer,
Spiralbohrer, zylindrische Schappe, konische Schappe, Tellerkastenbohrer usw.) ist
eine saubere, genau definierbare Probe zu bekommen. Mit diesen Geräten kann es bei
Probeent-
nahmen zu Durchmischungen des Bohrgutes mit anderen Schichten
kommen, was sehr oft zu fehlerhaften Ergebnissen geführt hat.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Gerät
zur Entnahme von Bodenproben vorzuschlagen, mit dem eine sorgfältige und genaue
Probeentnahme möglich ist. Dies soll insbesondere auch in Tiefen von mehr als 2m
und auch bei sandigem Material möglich sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Hohlraum
des Entnahme zylinders ein an einem Ende einer Drehstange befestigter Bohrer drehbar
und längsverschieblich angeordnet ist, wobei die Bohrstange die Drehstange führt.
Mit diesem erfindungsgemäßen Gerät kann auf besonders einfache und saubere Weise
eine Probeentnahme stattfinden. Ublicherweise wird ein Bohrrohr als Schneidrohr
in den zu untersuchenden Boden eingebracht. Anschließend wird das erfindungsgemäße
Gerät in dieses als Schneidrohr dienende Bohrrohr angebracht. Der Bohrer befindet
sich im Inneren des Entnahmezylinders, wobei die an dem Bohrer befestigte Drehstange
im Innern der den Entnahme zylinder tragenden Bohrstange geführt wird. Durch Drehen
der Drehstange'gelangt die gewünschte Bodenprobe in den Hohlraum des Entnahmezylinders.
Anschließend wird das gesamte Gerät aus dem Bohrrohr herausgenommen. Durch Längsverschiebung
des Bohrers und der Drehstange wird der Bohrer aus dem Hohlraum des Entnahme zylinders
entfernt und die oberhalb des Bohrers im Innern des Entnahme zylinders befindliche
Bodenprobe kann entnommen werden.
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Vorteilhafterweise ist der Bohrer als Schneckenbohrer ausgebildet.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind im äußeren
Bereich der Drehstange ein Drehkopf und ein Abstandshalter lösbar befestigt und
das äußere Ende der Bohrstange ist mit einem Anschlag versehen. Bei dieser besonders
bevorzugten Ausführungsform ist die Benutzung des erfindungsgemäßen Geräts auf besonders
einfache Weise möglich. Der an der Drehstange befestigte Abstandshalter wird an
der Drehstange an der Stelle befestigt, an der der am äußeren Ende der Bohrstange
befindliche Anschlag etwa endet.
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Auf diese Weise ist die Längsverschiebung der Drehstange im Innern
der Bohrstange nicht mehr möglich.
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DurIi Drehen der Dr(>hen der IZreh:sl,arlge rnit Tiefe des Drehkopfes
wird der Bohrer gedreht und die gewünschte Bodenprobe kann in das Innere des Entnahme
zylinders gelangen. Will man diese Bodenprobe aus dem Entnahmezylinder entfernen,
so löst man den Abstandshalter, wodurch auf einfache Weise die Drehstange zusammen
mit dem Bohrer verschoben werden kann, wobei der Bohrer aus dem Innern des Zylinders
herausragt und die gewonnene Bodenprobe entnommen werden kann.
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Vorzugsweise endet die Bohrstange in einer als Anschlag dienenden
Kunststoffkappe. Diese Kunststoffkappe ist vorteilhafterweise aus Polyamid gefertigt
und wird auf das Ende der Bohrstange aufgeschraubt.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Haltbarkeit des Anschlags auf besonders
einfache Weise gewährleistet.
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Vorzugsweise ist an der Bohrstange ein Hebelarm verschiebbar angeordnet.
Mittels dieses Hebelarms ist es auf besonders einfache Weise möglich, die Bohrstange
festzuhalten.
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Vorteilhafterweise ist zwischen der Drehstange und der Bohrstange
mindestens eine Buchse angeordnet.
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Diese Buchsen sind vorteilhafterweise aus Teflon gef'eJI,ig6. Auf
diose Weise ist eine besonders haltbare Lagerung der Drehstange gewährleistet.
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Vorzugsweise ist die Bohrstange in gleichen Abständen mit Rillen versehen.
Bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ist es auf einfache Weise moglich,
die Tiefe an der Bohrstange abzulesen, in der der Entnahmezylinder zusammen mit
dem Bohrer angesetzt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist es möglich, sowohl
die Bohrstange als auch die Drehstange durch beliebige verschiedene Stücke zu verlängern.
Auf diese Weise ist eine Probeentnahme auch in Tiefen von mehr als 2m möglich. Die
einzelnen verschiedenen Drehstangen und Bohrstangen werden auf übliche und bekannte
Weise an der Bohrstange bzw. Drehstange befestigt, die den Entnahmezylinder bzw.
den Bohrer trägt. Es ist eine mehrmalige Anstückung der verschiedenen Stangen möglich.
Vorteilhafterweise wird die Verbindung der verschiedenen Stangen auch durch ein
Verbindungsstück hergestellt. Dieses Verbindungsstück kann beispielsweise als Muffe
ausgebildet sein, die die beiden Enden der zu verbindenden Bohrstangen bzw. Drehstangen
verbindet.
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Vorzugsweise ist das äußere Ende der Drehstange als Gewindeanschluß
ausgebildet. Bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Verlängerung
der Drehstange über diesen Gewindeanschluß vorteilhafterweise möglich.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes besteht darin, daß eine
geschlossene Probe in einer genauen Tiefe entnommen werden kann. Gleichzeitig ist
es möglich, das Gerät einfach zu bedienen, so daß nur eine Person eingesetzt werden
muß . Das erfindungsgemäße Gerät weist ferner eine Beweglichkeit auf, die in einem
Gelände (Feld, Wüste, Wald) besonders vorteilhaft ist. Die gewonnenen Proben sind
geeignet für physikalische Untersuchungen (Tritium, Deuterium, Schwermineralien,
Gifte etc.). Das erfindungsgemäße Gerät kann vielfältig eingesetzt werden, beispielsweise
für Prospektion in sandigen Böden, Wüsten, Gold, Diamanten, Platin, Rutil, Zirkon
usw. Ferner ist sie für geologische Kartierung, Grundbau, Bodenuntersuchungen, Landwirtschaft
und Umweltschutz geeignet.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Figur 1 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Gerätes und Figur
2 eine Drehstange mit Verbindungsstück, Figur 3 eine Bohrstange mit Verbindungsstück
und Figur 4 ein Bohrrohr mit Gewindeschutzkappe.
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Bringt man das in Figur 4 dargestellte Bohrrohr
als
Schneidrohr in beliebiger Länge in einen Boden auf übliche Weise ein, so kann das
in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Gerät durch das Innere des in Figur 4 dargestellten
Bohrrohres 15 eingeführt werden und die gewünschte Bodenprobe entnommen werden.
Das Bohrrohr 15 wird vorzugsweise aus Aluminium hergestellt. Die Gewindeschutzkappe
16, mit der das Bohrrohr 15 versehen werden kann, ist vorzugsweise aus Polyamid
hergestellt.
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Befindet sich das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Gerät an
der Oberfläche des zu prüfenden Bodens, so wird der im Hohlraum des Entnahmezylinders
2 befindliche Bohrer 1, der als Schneckenbohrer dargestellt ist, gedreht. Durch
diese Drehung des Bohrers 1 wird die gewünschte Bodenprobe in das Innere des Entnahmezylinders
2 gebracht. Der Bohrer 1 befindet sich an einem Ende der Drehstange 13, an deren
anderen Ende der Drehkopf 10 befestigt ist. Das Drehen des Bohrers 1 ist durch Drehung
des Drehkopfes 10 möglich.
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Dieser Drehkopf 10 wird vorteilhafterweise aus Messing hergestellt
und ist verschiebbar auf der Drehstange angeordnet. Das äußerste Ende der Drehstange
ist als Gewindeanschluß 11 ausgebildet, über den die nächste Drehstange als Verlängerung
befestigt werden kann. In Figur 2 ist eine derartige Drehstange 13 dargestellt,
die beispielsweise über das Verbindungsstück 17 mit einer weiteren Drehstange verlängert
werden kann. Das Verbindungsstück 17 wird vorteilhafterweise aus Messing hergestellt.
Der Drehkopf 10 wird vorteilhafterweise immer am äußersten Bereich der äußersten
Drehstange befestigt. Die Drehstange 13 wird im Innern der Bohrstange 6 geführt,
die an
ihrem unteren Ende den Entnahmezylinder 2 trägt. Dieser
Entnahmezylinder ist am unteren Ende offen und am zu der Bohrstange zugekehrten
Bereich kegelartig geformt, so daß seine obere Öffnung geschlossen ist.
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Der Entnahme zylinder 2 ist mittels der Sechskantschraube 3 an der
Bohrstange 6 befestigt. Die Bohrstange selbst trägt den Hebelarm 5, der zum Festhalten
der Bohrstange und zur besseren Handhabung des Gerätes dient. Ferne ist die Bohrstange
6 in gleichen Abständen mit Rillen 14 versehen, wodurch an der Bohrstange abgelesen
werden kann, in welcher Tiefe gearbeitet wird. Am oberen Ende ist die Bohrstange
6 mit der als Anschlag 8 dienenden Kunststoffkappe versehen. Dieser Anschlag 8 wird
mittels eines Gewindes auf das Ende der Bohrstange 6 aufgeschraubt. Zwischen der
Drehstange 13 und der Bohrstange 6 sind im Abstand voneinander die beiden Buchsen
4 und 7 angeordnet. Diese Buchsen 4 und 7 sind aus Teflon gefertigt und dienen als
Lager und Führung für die Drehstange 13 im Inneren der Bohrstange 6.
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Die in Figur 3 dargestellte Bohrstange 6 kann als Verlängerung zu
der in Figur 1 dargestellten Bohrstange verwendet werden. Diese Verbindung der verschiedenen
Bohrstangen ist über das in Figur 3 dargestellte Verbindungsstück 18 möglich, das
als Muffe aus Messing üblicherweise hergestellt wird. Mittels verschiedener Bohrstangen
6 kann in sehr großen Tiefen gearbeitet werden. Auf der Drehstange 13 ist verschiebbar
der Abstandhalter 9 (beispielsweise aus Messing) befestigt, der mittels der Rändelschraube
12 befestigt bzw. gelöst werden kann. Ist der Abstandhalter 9
arretiert,
so ist eine Längsverschiebung der Drehstange 13 im Innern der Rohrstange 6 nicht
mehr mög-1 ich, da der Anschlag 8 an den Abstandhalter 9 anschlagen würde.
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Durch Drehen des Drehkopfes 10 wird der Schneckenbohrer 1 zur Roatation
gebracht und der Sand oder anderes Probematerial dringt in den Zylinder 2 ein.
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Dabei ist die Rändelschraude 12 angezogen. Mit einer Hand wird der
Hebelarm 5 festgehalten und mit der zweiten Hand wird der Drehkopf 10 gedreht. Sobald
die Windungsgänge und der Zylinder 2 mit Sand (Bohrgut) gefüllt sind, wird der Bohrer
mit Gestänge herausgezogen und die Rändelschraube 12 aufgeschraubt. Dadurch wird
der Abstandhalter 9 beweglich und mit einem leichten Druck auf den Drehkopf 10 gleitet
der Schneckenbohrer 1 aus dem Zylinder 2. Das Schneidrohr mit Bohrrohren (Figur
4) bleibt im Bohrloch stecken.
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Erst bei Beendigung des Bohrvorganges werden sie herausgezogen und
auseinandergeschraubt.
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Der Sand (Bohrgut) wird durch Entleeren des Zylinders 2 gewonnen.
Danach wird der Vorgang wiederholt. Während der Bohrarbeit wird die Lindringtiefe
gemessen. Zu diesem Zweck sind die Bohrstangen 6 in Abständen von etwa 10 cm mit
Rillen versehen. Zu diesem Gerät gehören weitere Bohrstangen 6 und Bohrrohre 15
mit Gewindeverbindungen, um tiefere Probeentnahmen zu ermöglichen (beispielsweise
bis 6m).
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Bezugszeichenliste 1 Bohrer 2 Entnahmezylinder 3 Sechskantschraube
4 Buchse 5 Hebelarm 6 Bohrstange 7 Buchse 8 Anschlag 9 Abstandhalter 10 Drehkopf
11 Gewindeanschluß 12 Rändelsehraube 13 Drehstange 14 Rille 15 Bohrrohr 16 Gewindeschutzkappe
17 Verbindungsstück 18 Verbindungsstück