DE4305423A1 - Erdbohrgerät - Google Patents
ErdbohrgerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Erdbohrgerät mit einem um
seine Achse drehbaren Bohrkopf, der zu seiner Rich
tungssteuerung eine zur Kopfachse geneigte Steuerfläche
hat und an dem eine Düse zum Austritt einer Bohrflüs
sigkeit vorgesehen ist.
Ein Bohrkopf dieser Art ist beispielsweise aus der US-
PS 4,953,638 bekannt. Der dort beschriebene Bohrkopf
ist an einem Bohrgestänge befestigt, mit dem der Bohr
kopf drehend und drückend vorgetrieben werden kann. Der
Bohrkopf hat eine im wesentlichen keilförmige Form. An
einer der Keilflächen ist eine Bohrklinge befestigt,
während an der anderen Keilfläche die Düse angeordnet
ist, deren Strahlrichtung unter einem geringen Winkel
gegenüber der Vortriebsrichtung, d. h. der Bohrkopfachse
geneigt ist, so daß die Düse annähernd in Vorwärtsrich
tung zeigt. Während des Geradeauslaufes muß der Bohr
kopf gedreht werden. Für eine Richtungsänderung wird
der Bohrkopf in eine Stellung gebracht, in welcher die
die Bohrklinge tragende Keilfläche nach der der ge
wünschten Ablenkrichtung entgegengesetzten Seite weist.
Anschließend wird der Bohrkopf statisch durch das Bohr
gestänge vorgetrieben. Er weicht dabei aufgrund der als
Steuerfläche dienenden Flachseite der Bohrklinge in die
gewünschte Ablenkrichtung aus. Die aus der Düse austre
tende Bohrflüssigkeit dient dazu, die Bohrwirkung zu
unterstützen, d. h. die Bohrklinge zu kühlen und das von
der Bohrklinge ausgeschnitte Erdreich wegzuspülen.
Bei der Drehung des Bohrkopfes lockert die Bohrflüssig
keit das vor dem Bohrkopf liegende Erdreich in einem
relativ eng um die Bohrachse liegenden Kegel auf. Da
durch vermindert sich der Widerstand des Erdreiches in
Vortriebsrichtung, während andererseits das um den
Bohrkopf herum befindliche Erdreich fest bleibt. Da
durch ist es schwierig, den Bohrkopf tatsächlich mit
einem vorgegebenen, der Neigung der Steuerfläche ent
sprechenden Radius in die gewünschte Richtung abzulen
ken. Zudem besteht die Gefahr, daß die Düse verstopft,
sofern auch nur kurzzeitig ohne Bohrflüssigkeit gebohrt
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Bohrkopf
eines eingangs genannten Erdbohrgerätes so auszubilden,
daß er präzise und mit einem relativ engen Radius abge
lenkt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Düse auf der der Steuerfläche abgewandten achspar
allelen Seite des Bohrkopfes angeordnet ist. Es können
auch mehrere Düsen vorgesehen sein. Die Düsen können im
wesentlichen senkrecht zur Bohrkopfachse gerichtet oder
auch unter einem gewissen Winkel zum Bohrkopfachse in
Vorwärtsrichtung geneigt sein.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Düse oder der
Düsen an dem Bohrkopf wird durch die ausströmende Bohr
flüssigkeit das Erdreich nicht unmittelbar vor dem
Bohrkopf, sondern seitlich von dem Bohrkopf aufgelockert.
Dadurch bleibt das Erdreich an der Stelle, an
der sich die Steuerfläche bei dem Ablenken des Bohrkop
fes abstützen soll, fest, während das Erdreich in der
Richtung, in die der Bohrkopf abgelenkt werden soll,
aufgelockert wird. Um zu vermeiden, daß das Erdreich
bei der Drehung des Bohrkopfes während des Geradeaus
laufes ringsherum aufgelockert wird, kann bei der er
findungsgemäßen Lösung die Zuführung der Bohrflüssig
keit zu der Düse oder den Düsen während des Geradeauf
laufes abgestellt werden, ohne daß die Gefahr besteht,
daß die Düsen verstopfen, da sie an einer parallel zur
Bohrkopfachse gerichteten Seitenfläche des Bohrkopfes
angeordnet sind.
Der erfindungsgemäße Bohrkopf kann sowohl für ein Erd
bohrgerät mit statischem Vortrieb als auch für ein Erd
bohrgerät mit dynamisch schlagendem Vortrieb, also ein
Rammbohrgerät verwendet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbin
dung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung an
hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Erdbohrgerätes,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines
Bohrkopfes gemäß einer ersten Ausfüh
rungsform der Erfindung und
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Dar
stellung eines Bohrkopfes gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfin
dung.
Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Bohrgerät, das in an
sich bekannter Weise eine Vortriebseinheit 10 und ein
Bohrgestänge 12 umfaßt, an dessen vorderem Ende ein
Bohrkopf 14 angeordnet ist. Die Vortriebseinheit 10 ist
in herkömmlicher Weise aufgebaut und dient dazu, daß
Bohrgestänge 12 zu drehen und statisch vorzutreiben
sowie die Bohrflüssigkeit durch das Bohrgestänge 12 zum
Bohrkopf 14 zu fördern. Die Vortriebseinheit 10 kann
beispielsweise so aufgebaut sein, wie dies in der US-PS
4,953,638 beschrieben ist oder einen entsprechend auf
gebauten Bohrwagen umfassen, der durch ein Gummirampen
fahrwerk selbstfahrend ist.
Der Bohrkopf 14 hat eine im wesentlichen zylindrische
Gestalt und weist an seinem vorderen Ende eine schräg
zu seiner Achse 16 gerichtete Steuerfläche 18 auf. Auf
der der Steuerfläche 18 entgegengesetzten, parallel zur
Achse 16 gerichteten Seite sind eine oder mehrere Düsen
20 angeordnet, durch die über eine nicht dargestellte
Zuleitung Bohrflüssigkeit unter Druck austreten kann.
Die Düsen sind dabei so angeordnet und ausgebildet, daß
die durch die Pfeile 22 angedeutete Strahlrichtung der
Düsen im wesentlichen senkrecht zur Achse 16 gerichtet
ist. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform
sind die Düsen 22 so ausgebildet und angeordnet, daß
die durch die Pfeile 22 angegebene Strahlrichtung
unter einem von 90° verschiedenen Winkel zur Achse 16
in Vorwärtsrichtung geneigt sind.
Während dem Geradeauslaufes wird der Bohrkopf 14 ge
dreht, so daß sich der Bohrkopf wie ein rotationssymme
trisch ausgebildeter Bohrkopf verhält. Während des Ge
radeauslaufs braucht dabei keine Bohrflüssigkeit durch
die Düsen 20 ins Erdreich abgestrahlt zu werden. Eine
Zufuhr von Bohrflüssigkeit kann jedoch zweckmäßig sein,
um die Gleitfähigkeit des Bohrkopfes zu erhöhen.
Soll die Vortriebsrichtung beispielsweise in Richtung
des Pfeiles 24 in Fig. 2 geändert werden, so wird der
Bohrkopf in die dargestellte Stellung gebracht, in wel
cher die Steuerfläche 18 nach der dem Pfeil 24 entge
gengesetzten Seite weist. In dieser Stellung wird Bohr
flüssigkeit durch die Düsen 20 in das benachbarte Erd
reich gepumpt und das Erdreich auf diese Weise aufgelockert.
Durch statischen Vortrieb des Bohrkopfes 14 wird
dieser anschließend in Richtung des Pfeiles 24 abge
lenkt, wobei zweckmäßigerweise auch weiterhin Bohrflüs
sigkeit durch die Düsen 20 abgestrahlt wird.
Wie man erkennt, bleibt der Erdteil des Erdreiches
fest, an dem sich die Steuerfläche 18 abstützen soll.
Dagegen wird das Erdreich seitlich von dem Bohrkopf in
Ablenkungsrichtung aufgelockert, so daß der Bohrkopf
nach dieser Richtung leicht ausweichen kann. Dadurch
lassen sich kleine Ablenkungsradien erzielen, so daß
man eine relativ empfindliche Steuerung erhält.
Dadurch daß die Düsen an der im wesentlichen parallel
zur Achse 16 verlaufenden Seitenwand des Bohrkopfes
ausgebildet sind, besteht keine Gefahr, daß die Düsen
beim Vortrieb ohne Austritt von Bohrflüssigkeit ver
stopfen. Zumindest wird beim Vortrieb des Bohrkopfes
das Erdreich nicht unmittelbar in die Düsenöffnung ein
getrieben, so daß die Düsenöffnungen leicht freigespült
werden können.
Der Bohrkopf kann auch ohne weiteres mit einem herkömm
lichen Rammgerät verbunden werden, ohne daß sich an
seiner Funktion etwas ändert.
Claims (7)
1. Erdbohrgerät mit einem um seine Achse (16) drehba
ren Bohrkopf (18), der zu seiner Richtungssteue
rung eine zur Achse (16) geneigte Steuerfläche
(18) hat und an dem eine Düse (20) zum Austritt
einer Bohrflüssigkeit vorgesehen ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Düse (20) auf der der Steu
erfläche (18) abgewandten achsparallelen Seite des
Bohrkopfes (14) angeordnet ist.
2. Erdbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Düse (20) im wesentlichen senkrecht
zur Bohrkopfachse (16) gerichtet ist.
3. Erdbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Düse (20) unter einem Winkel zur
Bohrkopfachse (16) in Vorwärtsrichtung des Bohr
kopfes (14) gerichtet ist.
4. Erdbohrgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Düse (20) im wesentlichen parallel
zur Steuerfläche (18) gerichtet ist.
5. Erdbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Düsen
(20) vorgesehen ist.
6. Erdbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß es für einen statischen
Vortrieb des Bohrkopfes (14) ausgebildet ist.
7. Erdbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß es als dynamisch schla
gendes Rammbohrgerät ausgebildet ist.
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