DE3418045C2 - Einrichtung zum Herstellen von Bohrungen im Erdreich - Google Patents
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Abstract
Die Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden enthält ein zylindrisches Gehäuse (1), ein Schlagorgan (2), das im Gehäuse mit der Möglichkeit zur Ausübung von Schlägen auf den Bugteil (4) desselben angeordnet ist, und eine Luftverteilungsvorrichtung (3). Auf einem Teil der Außenfläche des Gehäuses (1) sind auf der Seite seines Bugteils (4) längsverlaufende Vertiefungen (5) und Vorsprünge (6) ausgeführt. Der Durchmesser des zylindrischen Teils des Gehäuses (1) ist größer als der Durchmesser eines am Boden der Vertiefungen (5) einbeschriebenen Kreises und kleiner als der Durchmesser eines die Scheitel der Vorsprünge (6) umschreibenden Kreises. Die Einrichtung ist bevorzugt zum Einsatz beim Verlegen von unterirdischen Versorgungsleitungen bestimmt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Herstellen von Bohrungen im Erdreich durch Bodenverdrängung,
enthaltend ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse mit bugseitig vorgesetzter Schlagspitze,
ein im Gehäuse angeordnetes Schlagorgan zur Ausübung von Schlägen auf den Bugteil des Gehäuses und
eine Luftverteilungsvorrichtung zur Zuführung von Druckluft in das Gehäuse vorwärts und rückwärts des
Schlagorgans.
Die Erfahrungen beim Betrieb von selbstfahrenden Einrichtungen schlagender Wirkung zum Vortreiben
von Bohrungen im Boden haben deren hohe Effektivität und leichte Bedienbarkeit gezeigt. Zugleich ist festgestellt
worden, daß Betrlebszuverlässigkeit und Genauigkeit des Vortreibens von Bohrungen in wesentlichem
Maße von der Beschaffenheit des Bodens abhängen, in welchem die Bohrungen vorgetrieben werden. So sind
bei einer hohen Ungleichförmigkeit des Bodens und bei in diesem vorhandenein Hohlräumen und artfremden
Einschlüssen wie großen Feldsteinen und Resten von Baukonstruktionen Verbiegungen des Gehäuses der
Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen und eine Krümmung der hergestellten Bohrung möglich. Bei größeren
Verbiegungen des Gehäuses der Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen sind Ausfälle wegen einer
Verklemmung des Schlagorgans im Gehäuse möglich.
Es ist eine Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen
im Boden bekannt (siehe den SU-Erfinderschein 6 58 224), die eine Bohrstange, einen zylindrischen Kalibrierteil,
einen kegeligen Bugteil und eine zwischen dem Kalibrier- und Bugteil angeordnete gerippte Kegelbuchse
enthält. Der Bugteil ist von der Kegelbuchse durch einen zylindrischen Teil getrennt Die Ausführung
der Einrichtung mit zwei Kegelflächen, die längs der Achse voneinander abstehen, erbringt denselben Effekt
wie ein einziger kegeliger Teil mit einem maximalen Durchmesser, der dem maximalen Durchmesser der gerippten
Kegelbuchse gleich ist, d. h. man kann annehmen, daß die Einrichtung nur einen kegeligen Teil besitzt,
welcher beim Auftreffen des Bugteils auf ein Hindernis von der Vortriebsachse abweicht so daß <Lz Bohrung
krummlinig sein wird.
Es ist weiterhin eine Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden bekannt (siehe US-PS 41 44 941),
die ein zylindrisches Gehäuse, ein in diesem untergebrachtes Schlagorgan, das Schläge auf den Bugteil des
Gehäuses ausüben kann, und eine Luftverteilungsvorrichtung enthält Der Bugteil des Gehäuses ist mit einem
Durchmesser ausgeführt der den Durchmesser des übrigen Gehäuseteils übersteigt
Diese Einrichtung ist durch eine verhältnismäßig kleine Berührungsfläche der Gehäusewände mit dem Boden gekennzeichnet was zur Verminderung von Kräften führt welche den Rückstoß des Gehäuses bei der Beschleunigung des Schlagorgans aufnehmen, was wiederum eine Herabsetzung der Vortriebsgeschwindigkeit oder sogar eine Stillsetzung der Gehäusebewegung besonders in wenig dichten und feuchten Böden nach sich zieht Außerdem verringert der verdickte Teil des Gehäuses die Schlagenergie, die auf eine Flächeneinheit der vorzutreibenden Bohrung entfällt, d. h. er setzt letzten Endes die Vortriebsgeschwindigkeit herab.
Diese Einrichtung ist durch eine verhältnismäßig kleine Berührungsfläche der Gehäusewände mit dem Boden gekennzeichnet was zur Verminderung von Kräften führt welche den Rückstoß des Gehäuses bei der Beschleunigung des Schlagorgans aufnehmen, was wiederum eine Herabsetzung der Vortriebsgeschwindigkeit oder sogar eine Stillsetzung der Gehäusebewegung besonders in wenig dichten und feuchten Böden nach sich zieht Außerdem verringert der verdickte Teil des Gehäuses die Schlagenergie, die auf eine Flächeneinheit der vorzutreibenden Bohrung entfällt, d. h. er setzt letzten Endes die Vortriebsgeschwindigkeit herab.
Das Vorhandensein einer Verdickung am Bugteil des Gehäuses erhöht überdies die Masse des Gehäuses was
zu einer verminderten Effektivität der Übertragung des Schlages auf den Boden führt, wodurch die Vortriebsgeschwindigkeit
ebenfalls herabgesetzt wird.
Die geringe Länge des verdickten Gehäuseteils, der mit dem Boden in Berührung steht, gewährleistet keine
stabile Richtung bei der Bewegung der Einrichtung im Boden, besonders beim Auftreffen de; verdickten Teils
auf ein Hindernis, beispielsweise auf einen Feldstein.
Bekannt ist schließlich eine Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden (siehe die US-PS
41 32 277), die ein zylindrisches Gehäuse, ein in diesem untergebrachtes Schlagorgan, das Schläge auf den
Kopfteil des Gehäuses ausüben kann, und eine Luftverteilungsvorrichtung enthält
Diese Einrichtung ist durch eine verhältnismäßig geringe Wanddicke des Gehäuses gekennzeichnet, was im
Hinblick auf die Erzielung maximaler Schlagenergie der
Einrichtung und maximaler Effektivität der Übertragung von Schlägen auf den Boden (dank der geringen
Masse des Gehäuses) günstig ist.
Die Einrichtung ist ferner durch eine hinreichend große Länge des Gehäuses gekennzeichnet, was zu einer
Erhöhung der Vortriebsgenauigkeit beiträgt.
Jedoch sind beim langen Gehäuse und der geringen Dicke seiner Wände Verbiegungen des Gehäuses beim
Vortreiben von Bohrungen in ungleichartigen Böden und Böden mit Hohlräumen und artfremden Einschlüssen
möglich, was eine Abweichung der Einrichtung von der vorgegebenen Vortriebsrichtung zur Folge hat.
i Bei wesentlichen Verbiegungen des Gehäuses sind Ausfälle wegen einer Verklemmung des Schlagorgans im Gehäuse möglich.
i Bei wesentlichen Verbiegungen des Gehäuses sind Ausfälle wegen einer Verklemmung des Schlagorgans im Gehäuse möglich.
Aus der US-PS 31 37 483 ist eine Schlageinrichtung bekannt, die ebenfalls ein zylindrisches Gehäuse, ein in
diesem untergebrachtes Schlagorgan, das Schläge auf den Kopfteil des Gehäuses ausüben kann, und eine Luft-
Verteilungsvorrichtung enthält. Zur Erhöhung der Richtungsstabilität
ist dort vorgesehen, das zylindrische Gehäuse mit einer Längsrippe und die Spitze des Gehäuses
mit einem dazu senkrechten spatenförmigen Vorsatz zu
versehen.
Der Erfindung üegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion
des Gehäuses der Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden abzugeben, die erhöhte Steifigkeit
des Gehäuses gewährleistet und querg-srichtete Biegekräfte, welche am Gehäuse seitens des Bodens angreifen,
zu vermindern gestattet, wodurch die Genauigkeit des Vortreibens von Bohrungen erhöht und Ausfälle
der Einrichtung weitgehend verhindert werden.
Dies wird bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf
dem bugseitigen Teil der Außenfläche des Gehäuses längsverlaufende Vertiefungen und Vorsprünge ausgebildet
sind, wobei der Durchmesser des zylindrischen Teils des Gehäuses größer ist als der Durchmesser eines
vom Boden der Vertiefungen einbeschriebenen Kreises und kleiner ist als der Durchmesser eines die Scheite!
der Vorsprünge umschreibenden Kreises.
Die zylindrischen Gehäuse der Antriebe von rotierenden Bohrwerkzeugen mit Längsrippen zur Aufnahme
des Gegendrehmoments beim rotierenden Bohren zu verschen, d. h. die Gehäuse selbst zu einen; anderen
Zweck, ist aus der FR-AS 8 76 721 und den US-PSen 12 69 970 und 35 25 405 bekannt
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist es vorteilhaft,wenn die Querschnittsfläche des zylindrischen Teils
des Gehäuses etwa gleich ist der Querschnittsfläche des Gehäuses auf dem Abschnitt der Anordnung der Vertiefungen
und Vorsprünge.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
daß ein Teil des Gehäuses an der Anordnungssteüe der Vertiefungen und der Vorsprünge in Form
eines abnehmbaren Aufsatzes ausgebildet ist.
Dadurch, daß am Bugteil des Gehäuses längsverlaufende Vertiefungen und Vorsprünge ausgeführt sind, ermöglicht
es die Erfindung, bei einfacher Konstruktion die Steifigkeit des Gehäuses ohne Vergößerung seiner
Maße zu erhöhen, was bei der Arbeit in ungleichartigen Böden zur Erhöhung der Vortriebsgenauigkeit und zur
Verhinderung von Ausfällen ohne Verringerung der vom Gehäuse auf den Boden übertragenen Schlagenergie
beiträgt.
Die erfindungsgemäße Ausführung des Gehäuses trägt auch zur Verminderung der am Gehäuse bei wechselndem
Boden angreifenden Querkräfte dadurch bei, daß die vorderen Teile der Vorsprünge die im Boden
vorkommenden Hindernisse zum Teil zerstören und zum Teil von den Wänden des rückwärtigen Gehäuseendes
wegschieben, welches erst die Bohrung endgültig kalibriert, indem es den Boden aus der Vertiefung in die
von den Vorsprüngen gebildeten Bodenrillen bringt
Die Ausführung des Gehäuses gemäß der Erfindung trägt außerdem zur Erhaltung der erforderlichen Reibungskraft
zwischen Gehäuse und Boden bei, was den Schlupf des Gehäuses im Boden bei der Einwirkung von
Rückstoßkräften, die bei der Beschleunigung des Schlagorgans entstehen, ausschließt und letzten Endes
die Vortriebsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten gestattet.
Dadurch, daß die Querschnittsfläche des zylindrischen Gehäuseteils etwa gleich der Querschnit.tsfläche
des Gehäuses an der Stelle der Ausführung von Vertiefungen und Vorsprüngeh ist, wird eine Erhöhung der
Betriebszuveriässigkeit der Einrichtung ohne Herabsetzung
der Vortriebsgeschwindigkeit gewährleistet, weil das Volumen des zu verformenden Bodens und der
Durchmesser der vorzutreibenden Bohrung beibehalten werden.
Die Ausbildung der Verbindung des Bugteils des Gehäuses in Form eines abnehmbaren Aufsatzes bietet die
Möglichkeit, die Geometrie des Bugteils des Gehäuses zu verändern und den übrigen Teil des Gehäuses unverändert
zu lassen. Der Wechsel des Aufsatzes kann z. B.
ίο bei Verschleiß der Vorsprünge erforderlich werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert, es zeigt
F i g. 1 die Gesamtansicht einer Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden, teilweise im Längsschnitt;
F i g. 1 die Gesamtansicht einer Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden, teilweise im Längsschnitt;
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in F i g. 1;
Fig.3 einen Bugteil des Einrichtungsgehäuses in Form eines abnehmbaren Aufsatzes im Längsschnitt
Fig.3 einen Bugteil des Einrichtungsgehäuses in Form eines abnehmbaren Aufsatzes im Längsschnitt
Die Einrichtung zum Vortreiben r on Bohrungen im
Beden enthält ein zylindrisches Gehäuse 1 (Fig.!, 2),
ein im Gehäuse 1 untergebrachtes Schlagorgan 2 und eine Luftverteilungsvorrichtung 3. Am bugseitigen Teil
4 des Gehäuses 1 sind längsverlaufende Vertiefungen 5 und Vorsprünge 6 mit Stirnflächen 7 ausgeführt
Der Durchmesser des zylindrischen Teils des Gehäuses 1 ist größer als der Durchmesser eines Kreises, der
am Boden der Vertiefungen 5 einbeschrieben ist, und kleiner als der Durchmeser eines Kreises, der die Scheitel
der Vorsprünge 6 umschreibt. Hierbei ist die Querschnittsfläche des zylindrischen Teils des Gehäuses 1
annähernd gleich der Querschnittsfläche des bugseitigen Teils 4 des Gehäuses 1 auf dem Abschnitt der Anordnung
der Vertiefungen 5 und der Vorsprünge 6. Das Schlagorgan 2 ist im Gehäuse 1 mit der Möglichkeit zur
Ausübung von Schlägen auf den bugseitigen Teil 4 des Gehäuses 1 auf Signale der Luftverteilungsvorrichtung
3 angeordnet. In Fig.3 ist eine Ausführungsviriante des bugseitigen Teils 4 des Gehäuses 1 mit einem abnehmbaren
Aufsatz 8 — einer Kegelbuchse — gezeigt, auf deren Außenfläche die Vertiefungen 5 und die Vor-
-sprünge 6 ausgeführt sind.
Die Einrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden arbeitet folgendermaßen.
Unter Einwirkung der der Luftverteilungsvorrichtung 3 der Einrichtung zugeführten Druckluft vollführt
das Schlagorgan 2 eine hin- und hergehende Bewegung im Gehäuse 1 und übt Schläge auf den bugseitigen Teil 4
— die innere Vorderfläche des Gehäuses 1 — aus und schlägt dieses in den Boden ein. Rückstoßkräfte, die bei
der Beschleunigung des Schlagorgans 2 auftreten und am Gehäuse 1 angreifen, werden von Reibungskräften
aufglommen, welche zwischen der Außenfläche des Gehäuses 1 und den Wänden der Bohrung im Boden
entstehen.
Unter der Wirkung der Schläge verschiebt sich das. Gehäuse 1 und die gesamte Einrichtung im Boden, wobei
sie diesen in radialer Richtung auseinanderschiebt und eine Bohrung ninter sich zurückläßt.
Bei der Bewegung des bugseitigen Teils 4 des Gehäuses 1 werden im Boden Vertiefungen (Nuten), die von
den Vorsprüngen 6 erzeugt werden, uno" Vorsprünge, die von den Vertiefungen 5 erzeugt werden, gebildet.
Das rückwärtige zylindrische Ende des Gehäuses 1 kalibriert die Bohrung und verschiebt dabei den Boden aus
defl Vertiefungen 5 des Gehäuses 1 in die von den Vorspiüngen 6des Gehäuses 1 erzeugten Bodennuten.
Beim Auftreffen auf artfremde Einschlüsile im Boden
Beim Auftreffen auf artfremde Einschlüsile im Boden
(ζ. Β. Feldsteine) werden diese Einschlüsse durch die vorderen Stirnflächen 7 der Vorsprünge 6 zum Teil zerstört
und zum Teil in radialer Richtung von der Achse der Einrichtung auseinandergeschoben, so daß der zylindrische
Teil des Gehäuses 1 der Einwirkung der Einschlüsse schon nicht mehr ausgesetzt ist und im Gehäuse
1 der Einrichtung keine Biegekräfte auftreten.
In den Fällen, in denen bekannt ist, daß der Boden gleichartig ist und keine Einschlüsse aufweist, ist es
zweckmäßig, die Höhe der Vorsprünge zu vermindern, weshalb man den bugseitigen Teil 4 (Fig.3) von dem
übrigen Teil des Gehäuses 1 an der Kegelfläche trennt und gegen einen anderen Aufsatz mit niedrigeren Vorsprüngen
6 auswechselt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
20
25
30
35
40
45
50
55
Claims (3)
1. Einrichtung zum Herstellen von Bohrungen im Erdreich durch Bodenverdrängung, enthaltend ein
im wesentlichen zylindrisches Gehäuse (1) mit bugseitig vorgesetzter Schlagspitze, ein im Gehäuse (1)
angeordnetes Schlagorgan (2) zur Ausübung von Schlagen auf den Bugteil (4) des Gehäuses (1) und
eine Luftverteilungsvorrichtung (3) zur Zuführung von Druckluft in das Gehäuse (1) vorwärts und rückwärts
des Schlagorgans (2), dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem bugseitigen Teil (4) der Außenfläche des Gehäuses (1) längsverlaufende
Vertiefungen (5) und Vorsprünge (6) ausgebildet sind, wobei der Durchmesser des zylindrischen Teils
des Gehäuses (1) größer ist als der Durchmesser eines vom Boden der Vertiefungen (5) einbeschriebenen
Kreises und kleiner ist als der Durchmesser eines die Scheitel der Vorsprfinge (6) umschreibenden
Kreises.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des zylindrischen
Teils des Gehäuses (1) etwa gleich ist der Querschnittsfläche des Gehäuses (1) auf dem Abschnitt
der Anordnung der Vertiefungen (5) und Vorsprünge (6).
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Gehäuses (1) an der Anordnungsstelle
der Vertiefungen (5) und der Vorsprünge (6) ir Form eines abnehmbaren Aufsatzes (8) ausgebildet ist
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