DE4433533C1 - Rammbohrvorrichtung - Google Patents
RammbohrvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rammbohrvorrichtung mit einem
im wesentlichen zylindrischen Rumpf, einem Kopf, in dem
mindestens eine Düsenöffnung zum Austritt eines Hochdruck
flüssigkeitsstrahles ausgebildet ist, und einem in dem
Rumpf angeordneten, durch ein Druckmittel antreibbaren
Schlagwerk zum Vortrieb der Rammbohrvorrichtung.
Eine solche Rammbohrvorrichtung ist beispielsweise aus der
US-Patentschrift 4,858,703 bekannt. Bei der dort beschrie
benen Vorrichtung wird das Schlagwerk durch Druckluft ange
trieben. Die für den Hochdruckflüssigkeitsstrahl benötigte
Flüssigkeit wird über eine Leitung in eine Expansionskammer
in dem Gehäuse zugeführt und aus dieser Expansionskammer
mittels Druckluft ausgetrieben.
Ferner sind im Stand der Technik Lösungen bekannt, bei de
nen das Schlagwerk durch Druckluft angetrieben wird, wäh
rend getrennt hiervon Hochdruckflüssigkeit zu den Düsen zu
geführt wird.
Allen bekannten Lösungen ist der Nachteil gemeinsam, daß
zwei Arten von Druckmittel zugeführt werden müssen. Dadurch
sind wenigstens zwei Druckmittelquellen erforderlich und
der Aufbau der Rammbohrvorrichtung wird entsprechend kom
pliziert. Zudem müssen mehrere Druckmittelleitungen vorge
sehen sein, die im praktischen Betrieb häufig eine Quelle
für Betriebsstörungen darstellen. Bei einem hohen Druck
müssen diese Leitungen entsprechend starkwandig ausgeführt
werden und sind dadurch unflexibel, schwer und im prakti
schen Betrieb hinderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rammbohrvor
richtung der eingangs genannten Art anzugeben, die einfa
cher im Aufbau und leichter zu handhaben
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Schlagwerk als hydraulisches Schlagwerk ausgebildet ist und
daß das Schlagwerk und die Düsenöffnung mit derselben
Druckflüssigkeitsquelle verbindbar sind.
Für die erfindungsgemäße Rammbohrvorrichtung ist also nur
eine Druckmittelquelle erforderlich, die beispielsweise
Wasser, ein Wasser-Polymer-Gemisch oder Bentonit unter ho
hem Druck der Rammbohrvorrichtung zuführt. Somit genügt
auch eine einzige Druckmittelzuleitung zu der Rammbohrvor
richtung. Die Rammbohrvorrichtung kann entsprechend einfa
cher aufgebaut werden und ist einfacher zu handhaben, da
sie nur über einen einzigen Druckmittelschlauch mit der
stationären Station verbunden sein muß.
Wenn der Rumpf mit einem Vortriebsgestänge verbunden ist,
kann in dem Rumpf in der Druckflüssigkeitsleitung stromauf
wärts des Schlagwerkes und/oder der Düsenöffnung ein Steu
erventil zur wahlweisen Zufuhr der Druckflüssigkeit zum
Schlagwerk und/oder zur Düsenöffnung angeordnet sein. Dies
bietet die Möglichkeit, abhängig von der Beschaffenheit des
Bodens, in dem die Rammbohrvorrichtung eingesetzt wird, die
Rammbohrvorrichtung mit oder ohne Verwendung des Schlagwer
kes vorzutreiben. Beispielsweise kann das Steuerventil so
ausgebildet sein, daß es in Abhängigkeit der Druckhöhe der
Druckflüssigkeit steuerbar ist. Beispielsweise kann die An
ordnung so getroffen sein, daß bei Spüldrücken bis zu 80-100
bar das Schlagwerk nicht arbeitet, sondern die Spül
flüssigkeit nur in bekannter Weise vorne aus der oder den
Spüldüsen des Bohrkopfes zur Auflockerung des Erdreiches
austritt. Stellt die Bedienungsperson den Spüldruck auf ei
nen Wert oberhalb von 80-100 bar ein, öffnet das Steuer
ventil die Zufuhr zu dem Schlagwerk, so daß dieses zu ar
beiten beginnt. Dadurch treibt sich die Rammbohrvorrichtung
auch in kiesigen Böden aktiv durchs Erdreich. Während das
Schlagwerk arbeitet, tritt gleichzeitig vorne am Bohrkopf
in bekannter Weise Spülflüssigkeit zur Auflockerung des
Erdreichs aus.
Vorzugsweise ist der Kopf zusammen mit dem Rumpf um dessen
Längsachse mittels des Vortriebsgestänges drehbar und hat
eine unter einem von 90° verschiedenen Winkel zur
Rumpflängsachse gerichtete Steuerfläche. Zur Verbesserung
des Bohrergebnisses kann zumindest die Steuerfläche mit
Hartmetallkörpern bestückt sein. Für das geradlinige Bohren
wird die Rammbohrvorrichtung mit beispielsweise 100 bis 200
Umdrehungen pro Minute gedreht. Für die Steuerung der
Rammbohrvorrichtung und eine Richtungsänderung der Bohrung
wird die Rammbohrvorrichtung in einer bestimmten Stellung
des Kopfes angehalten und die Bohrvorrichtung anschließend
ohne Drehung des Kopfes schlagend oder statisch vorwärts
bewegt, wobei sie durch die Steuerfläche am Kopf in der
gewünschten Richtung abgelenkt wird. Dieser Vorgang wird
durch die Flüssigkeit, die an der oder den Düsenöffnungen
austritt, unterstützt.
Der Kopf kann auch symmetrisch bezüglich der
Rumpflängsachse sein. Ein solcher Kopf kann besser als der
asymmetrische Kopf mit Steuerfläche Hindernisse
zertrümmern. Seine Steuereigenschaften sind allerdings
gegenüber dem asymmetrischen Kopf weniger gut, da die
Steuerwirkung hier nur durch eine asymmetrische Anordnung
der Düsenöffnungen erzielt werden kann.
Der Kopf kann axial starr oder beweglich mit dem Rumpf ver
bunden sein. Zweckmäßigerweise ist der Kopf austauschbar
mit dem Rumpf verbunden, so daß entsprechend dem jeweils
vorhandenen Boden verschiedene Formen des Kopfes eingesetzt
werden können.
Zur Ortung der Rammbohrvorrichtung im Boden kann die Ramm
bohrvorrichtung in an sich bekannter Weise einen Sender zum
Aussenden elektromagnetischer Strahlung enthalten, mit de
ren Hilfe die Position der Bohrvorrichtung ermittelt werden
kann und über die auch Meßdaten von der Rammbohrvorrichtung
an die Oberfläche übermittelt werden können.
Zweckmäßigerweise ist der Sender in einem - bezogen auf die
Vortriebsrichtung - hinter dem Schlagwerk liegenden
Sendergehäuse stoßgedämpft angeordnet, um ihn besser gegen
Beschädigung zu schützen.
Aus fertigungs- und wartungstechnischen Gründen kann der
Rumpf in einen das Schlagwerk enthaltenden Teil und einen
den Sender aufnehmenden Teil unterteilt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nimmt
der Außendurchmesser der Rammbohrvorrichtung von vorne nach
hinten ab. Dies erleichtert zum einen die Steuerung der
Vorrichtung und zum anderen das Austragen des ausgebohrten
oder verdrängten Materials durch die Spülflüssigkeit nach
hinten. Zweckmäßigerweise ist dabei der Außendurchmesser
des das Schlagwerk aufnehmenden Rumpfabschnittes kleiner
als der Außendurchmesser des Kopfes und der Außendurchmes
ser des den Sender aufnehmenden Rumpfabschnittes kleiner
als der Außendurchmesser des das Schlagwerk aufnehmenden
Rumpfabschnittes.
Um ohne Korrosionsgefahr Wasser als Druckflüssigkeit ver
wenden zu können, ist es zweckmäßig, wenn mindestens die
mit der Druckflüssigkeit in Berührung tretenden Teile der
Rammbohrvorrichtung aus einem korrosionsbeständigen Materi
al, insbesondere rostfreiem Stahl hergestellt sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit
den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Aus
führungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
Bohreinrichtung unter Verwendung der
erfindungsgemäßen Rammbohrvorrichtung,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine er
ste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Rammbohrvorrichtung mit symmetrischem Kopf,
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine
zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Rammbohrvorrichtung mit asymmetrischen Kopf,
Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Teilschnitt
durch die Rammbohrvorrichtung mit einer
teilweisen schematischen Darstellung des
Schlagwerkes mit dem Schlagkolben in seiner
vorderen Position und
Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt mit
dem Schlagkolben in seiner hinteren Position.
Fig. 1 zeigt einen Bohrwagen 2 mit einer Rampe 4 zum
Vortreiben, Drehen und Steuern einer Rammbohrvorrichtung 6
mittels eines Bohrgestänges 8. Der Bohrwagen enthält eine
nicht dargestellte Druckflüssigkeitsquelle.
Die in Fig. 2 dargestellte Rammbohrvorrichtung 6 umfaßt
einen zylindrischen Rumpf 10, an dessen vorderem Ende ein
bezüglich der Rumpflängsachse symmetrischer Bohrkopf 12
angeordnet ist. Dieser hat mindestens eine Düsenöffnung 14,
die über einen Kanal 16 und ein Steuerventil 24 mit einem
Druckmittelanschluß 18 am hinteren Ende des Rumpfes oder
Gehäuses 10 in Verbindung steht.
Innerhalb des Gehäuses 10 befindet sich ferner ein nur
schematisch angedeutetes Schlagwerk 20, das den Rumpf 10
zusammen mit dem Kopf 12 selbsttätig durch Böden mit
bestimmter Beschaffenheit vorantreiben kann. Das Schlagwerk
20 ist über eine Leitung 22 und das Steuerventil 24
ebenfalls mit dem Druckmittelanschluß 18 verbunden. Das
Steuerventil 24 ist druckabhängig derart steuerbar, daß
wahlweise nur die Düsenöffnung 14 oder die Düsenöffnung 14
und das Schlagwerk 20 mit der Druckflüssigkeitsquelle
verbunden werden.
An seinem rückwärtigen Ende ist das Gehäuse 10 mit dem
hohlen Vortriebs- oder Bohrgestänge 8 verbunden, über das
die Rammbohrvorrichtung von dem Bohrwagen 2 aus statisch
vorgetrieben und gedreht werden kann.
Über den Druckmittelanschluß 18 und eine mit diesem
verbundene, innerhalb des hohlen Bohrgestänges 8 geführte
Druckflüssigkeitsleitung 26 wird eine Druckflüssigkeit,
beispielsweise Wasser, ein Wasser-Polymer-Gemisch oder eine
sonstige bekannte Bohrflüssigkeit zugeführt. Liegt der
Druck unter einem vorgegebenen Schwellwert, beispielsweise
80 bis 100 bar, so sperrt das Steuerventil 24 die Leitung
22. Damit tritt Druckflüssigkeit aus den Düsenöffnungen 14
aus, um das vor dem Kopf 12 liegende Erdreich aufzulockern
oder wegzuspülen.
Ist die Beschaffenheit das Erdreiches so, daß der statische
Vortrieb der Rammbohrvorrichtung über das Vortriebsgestänge
8 nicht mehr möglich ist, wird der Druck der
Druckflüssigkeit über den Schwellwert erhöht, so daß das
Steuerventil 24 öffnet und die Druckflüssigkeit das
Schlagwerk 20 antreibt. Damit kann die Rammbohrvorrichtung
auch beispielsweise durch kiesige oder steinige Böden
vorangetrieben werden oder einzelne Hindernisse
zertrümmern.
Der Schwellwert, bei dem das Steuerventil 24 die Leitung 22
wieder sperrt und damit den Betrieb des Schlagwerkes 20
unterbricht, sollte deutlich unter dem Schwellwert für das
Zuschalten des Schlagwerkes 20 liegen, um ein Flattern des
Steuerventils zu vermeiden. In dem Moment, wo nämlich das
Schlagwerk zugeschaltet wird, sinkt der Flüssigkeitsdruck
wegen des erhöhten Flüssigkeitsbedarfes schlagartig ab.
Würden sich die beiden Schwellwerten für das Zuschalten
bzw. Abschalten des Schlagwerkes nicht oder nur geringfügig
voneinander unterscheiden, wäre ein permanentes Zu- und
Abschalten des Schlagwerkes nicht zu vermeiden.
Die Richtungssteuerung der Rammbohrvorrichtung gemäß Fig.
2 erfolgt in der Weise, daß die Rammbohrvorrichtung in
einer bestimmten Drehlage festgehalten wird, so daß die
unsymmetrisch angeordneten Düsen an der Seite der
Rammbohrvorrichtung den Boden aufweichen, nach der die
Rammbohrvorrichtung hin abgelenkt werden soll. Wird die
Rammbohrvorrichtung anschließend mit Hilfe des
Bohrgestänges oder der Schlageinrichtung vorwärts
getrieben, so wird sie in den aufgeweichten Bodenbereich
abgelenkt. Für den Geradeauslauf kann dann die
Rammbohrvorrichtung wieder mittels des Bohrgestänges
gedreht werden.
Bei der in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsform umfaßt
der Rumpf 10 einen ersten Abschnitt 30, in dem das
Schlagwerk 20 und das Steuerventil 24 angeordnet sind. Am
vorderen Ende des Rumpfabschnittes 30 ist ein
asymmetrischer Steuerkopf 32 austauschbar angeordnet. Der
Steuerkopf 32 hat eine Steuerfläche 36, die schräg zur
Rumpfachse 34 gerichtet ist und mit Hartmetallkörpern 38
bestückt ist. Der Steuerkopf 32 und Rumpf 10 können mittels
des Bohrgestänges 8 um die Rumpfachse 34 gedreht oder in
einer gewünschten Stellung relative zum Rumpf 10
festgehalten werden. Der Steuerkopf 32 hat ferner eine
Düsenöffnung 14, die sich nach der Seite hin so öffnet, daß
der austretende Düsenstrahl von der Rumpfachse 34 weg
schräg nach vorne gerichtet ist.
An der Verbindungsstelle zwischen Rumpfabschnitt 30 und
Steuerkopf 32 ist für die Verbindung der Abschnitte der
Flüssigkeitsleitung 16 eine Kupplung 28 vorgesehen, welche
eine axiale Bewegung des Steuerkopfes 32 relativ zum Rumpf
10 ermöglicht, wie dies anhand der Fig. 4 und 5 noch
erläutert wird.
An das hintere Ende des Rumpfabschnittes 30 schließt sich
ein Sendergehäuse 40 an, in dem ein Sender 42 stoßgedämpft
gelagert ist. Der Sender 42 sendet durch in dem Senderge
häuse 40 vorgesehene Schlitze 44 elektromagnetische Strah
lung aus, mit deren Hilfe über geeignete Empfänger an der
Erdoberfläche die Position der Rammbohrvorrichtung ermit
telt werden kann. Der Sender 42 dient auch dazu, die Lage
der Steuerfläche 36 im Raum zu ermitteln, so daß eine
Steuerung der Rammbohrvorrichtung wirksam erfolgen kann.
An das hintere Ende des das Sendergehäuse 40 bildenden
Rumpfabschnittes schließt sich ein Anschlußstutzen 46 für
das hohle Schubgestänge 8 an, durch das die Druckflüssig
keitszufuhr erfolgt.
Wie man erkennt, ist der Außendurchmesser des zylindrischen
Rumpfabschnittes 30 etwas geringer als der Außendurchmesser
des Steuerkopfes 32. Der Außendurchmesser des Sendergehäu
ses 40 wiederum ist etwas geringer als der Außendurchmesser
des Rumpfabschnittes 30.
Anhand der Fig. 4 und 5 soll nun das Schlagwerk näher
erläutert werden. Die Figuren zeigen den Steuerkopf 32 und
den Rumpfabschnitt 30 der in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsform. Gleiche Teile sind mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Der Rumpfabschnitt 30 besteht aus
drei Gehäuseteilen 48, 50, 52. Die Gehäuseabschnitte 50 und
52 sind bei 54 miteinander verschraubt. Die zwei Abschnitte
50 und 48 sind zusammengesteckt und durch Bolzen 56
gesichert. In das vordere Ende des Gehäuseabschnittes 48
ist der Steuerkopf 32 mit einem Zapfen 58 eingesteckt. Der
Zapfen 58 hat an seiner Umfangsfläche eine Nut 60, in die
ein den Gehäuseabschnitt 48 durchsetzender Bolzen 62
eingreift. Wie man aus den Fig. 4 und 5 erkennt, ist
dadurch der Steuerkopf 32 verdrehsicher aber axial
beweglich an dem Gehäuseabschnitt 48 gehalten.
In einer allgemein mit 64 bezeichneten axialen Bohrung in
dem Rumpfabschnitt 30 ist ein Schlagkolben 66 axial
verschiebbar gelagert. Er umfaßt einen durchmessergrößeren
vorderen Schaft 68 und einen durchmesserkleineren hinteren
Schaft 70. Ein erster vorderer Kolbenabschnitt 72 begrenzt
mit vorderen Dichtungen 74 in axialer Richtung eine vordere
Kammer 76 der Bohrung 64. Ein hinterer zweiter
Kolbenabschnitt 78 mit einem axialen Abstand zu dem ersten
Kolbenabschnitt 72 begrenzt in axialer Richtung zusammen
mit dem ersten Kolbenabschnitt 72 eine mittlere Kammer 80
der Bohrung 64. Der hintere Kolbenabschnitt 78 begrenzt
zusammen mit hinteren Dichtungen 82 in axialer Richtung
eine hintere Kammer 84 der Bohrung 64.
Die Druckleitung 22 zur Zufuhr der Druckflüssigkeit zu dem
Schlagwerk 20 verbindet das Steuerventil 24 mit einer
Einlaßöffnung 86 in der vorderen Kammer und einer
Einlaßöffnung 88 in der hinteren Kammer. Die hintere Kammer
und die mittlere Kammer sind durch eine Steuerleitung 90
miteinander verbunden. Die mittlere Kammer 80 ist ferner
über eine Austrittsöffnung 92 mit einem Auslaß 94 für die
Druckflüssigkeit verbunden. Der Auslaß 94 steht ferner über
eine Leitung 96 mit einer Austrittsöffnung 98 an der
hinteren Kammer 84 in Verbindung.
Der hintere Schaft 70 ist mit radialem Abstand von einer
Steuerhülse 100 umgeben, die eine Mehrzahl von radialen
Bohrungen 102 hat.
Fig. 4 zeigt den Schlagkolben in seiner vordersten
Stellung, in welcher er auf den Zapfen 58 des Steuerkopfes
32 aufprallt, wobei die axiale Bewegung dieses Steuerkopfes
in der Zeichnung nicht berücksichtigt ist. Die axiale
Beweglichkeit des Steuerkopfes 32 ermöglicht eine bessere
Ausnutzung der Bewegungsenergie des Schlagkolbens 66. In
dieser Stellung befindet sich auch die Steuerhülse 100 in
ihrer vorderen Endstellung. Die mittlere Kammer 80 ist mit
dem Auslaß 94 verbunden. Der Zufluß von Druckflüssigkeit
über die Einlaßöffnung 88 ist durch die Steuerhülse 100
versperrt. Die Eintrittsöffnung 86 in der ersten Kammer ist
durch den vorderen Kolbenabschnitt 72 dagegen nur teilweise
versperrt, so daß Druckflüssigkeit auf die nach vorne
weisende Ringfläche 104 des Kolbenabschnitts 72 einwirken
kann. Da die mittlere Kammer 80 und die hintere Kammer 84
mit dem drucklosen Auslaß 94 verbunden sind und die
Einlaßöffnung 88 für die Druckflüssigkeit in der hinteren
Kammer 84 durch die Steuerhülse 100 versperrt ist, wird der
Schlagkolben 66 aus der in Figur dargestellten Stellung
nach links, d. h. nach hinten bewegt. Sobald der
Kolbenabschnitt 72 die Austrittsöffnung 92 der mittleren
Kammer 80 überfahren hat, kann Druckflüssigkeit aus der
mittleren Kammer nicht mehr entweichen. Die Dimensionierung
der druckwirksamen Flächen an der Steuerhülse 100 ist so
gewählt, daß letztere unter diesen Bedingungen in der Fig.
4 ebenfalls nach rechts oder hinten bewegt wird, bis sie an
einer Schulter 106 des Gehäuseabschnittes 52 anschlägt. In
dieser Stellung wird die Eintrittsöffnung 88 für den
Zutritt von Druckflüssigkeit zur hinteren Kammer 84
freigegeben. Diese Stellung des Schlagwerks ist in Fig. 5
dargestellt. Der Druck der einströmenden Druckflüssigkeit
wirkt auf die nach rückwärts weisende Ringfläche 108 des
Kolbenabschnittes 78, die größer als die Ringfläche 104 des
Kolbenabschnitts 72 ist. Dadurch wird der Schlagkolben 66
nicht nur abgebremst sondern wieder aus der in der Fig. 5
dargestellten Endstellung nach links, d. h. nach vorne
bewegt, bis er auf dem Zapfen 58 des Steuerkopfes 32
aufprallt. Dabei gibt der Kolbenabschnitt 72 die
Austrittsöffnung 92 an der mittleren Kammer 80 frei, so daß
in dieser der Druck abfallen kann. Der Druckabfall in der
mittleren Kammer 80 bewirkt über die Steuerleitung 90, daß
nun der Druck in der hinteren Kammer 84 die Steuerhülse 100
nach links, d. h. nach vorne bewegt, bis sie die in Fig. 4
dargestellte Stellung erreicht hat, in welcher die
Einlaßöffnung 88 für die Druckflüssigkeit zur hinteren
Kammer 84 wieder geschlossen ist. Der beschriebene Zyklus
beginnt von neuem.
Die soweit beschriebene Vorrichtung gemäß den Fig. 3 bis
5 arbeitet folgendermaßen:
Der Druck der Spülflüssigkeit kann von dem an der Erd
oberfläche oder in einer Startgrube angeordneten Bohrwagen
2 aus stufenlos eingestellt werden. Bei einem Spüldruck bis
ca. 100 bar bleibt das Steuerventil 24 geschlossen, so daß
das Schlagwerk 20 nicht arbeitet. In diesem Falle arbeitet
die Vorrichtung nur als Bohrvorrichtung. Um geradeaus zu
bohren, wird die Rammbohrvorrichtung, d. h. Kopf 32 und
Rumpf 10 mit ca. 100 bis 200 Umdrehungen pro Minute gedreht
und gleichzeitig über das nicht dargestellte Gestänge 8
nach vorne geschoben. Die Spülflüssigkeit, die aus nach
vorne oder zur Seite gerichteten Düsen austritt, lockert
das Erdreich auf und erleichtert so den Bohrvorgang. In
speziellen Böden, wie Sandböden ist es erforderlich, das
Erdreich nach hinten entlang dem Gestänge auszutragen. Dies
erfolgt durch die austretende Spülflüssigkeit.
Zweckmäßigerweise wird hierzu beispielsweise ein Polymer-
Wasser-Gemisch oder Bentonit verwendet. Um die
Bohrvorrichtung zu steuern und damit die Richtung der Boh
rung zu ändern, wird der Bohrkopf in eine geeignete Dreh
stellung gebracht, wobei diese Information über die aktuel
le Drehstellung auch über den Sender 42 ermittelt werden
kann. Anschließend wird die Bohrvorrichtung bei nicht dre
hendem Bohrkopf 32 nach vorne gedrückt. Die schräg zur
Rumpfachse 34 gerichtete Steuerfläche 36 bewirkt eine Ab
lenkung der Bohrvorrichtung in die gewollte Richtung. Auch
dieser Vorgang wird von der Spülflüssigkeit, die aus den
Düsen 14 austritt, unterstützt. Dies ist insbesondere der
Fall, wenn die Düsen seitlich angebracht sind, da dann in
der Richtung das Erdreich aufgelockert werden kann, in die
die Bohrvorrichtung abgelenkt werden soll.
Bei dicht gelagertem Kies oder steinigen Untergrund ist die
vorstehend beschriebene Arbeitsweise nicht mehr möglich. In
einem solchen Boden kann die Bohrvorrichtung nur mittels
des Schlagwerkes 20 vorgetrieben werden. Um das Schlagwerk
einzuschalten, wird der Spüldruck beispielsweise auf 150
bis 200 bar eingestellt. Da das Steuerventil 24 ab einem
Spüldruck von ca. 100 bar öffnet, beginnt nun das
Schlagwerk 20 zu schlagen. Die Spülflüssigkeit fließt jetzt
sowohl durch den Kanal 16 zu der oder den Düsen 14 als auch
über die Leitung 22 zum Schlagwerk 20, um dieses
anzutreiben. Die Spülflüssigkeit tritt aus dem Schlagwerk
20 nahezu drucklos seitlich durch die Bohrung 94 in dem
Rumpfabschnitt 30 aus. Dies wird durch den etwas geringeren
Außendurchmesser des Rumpfabschnittes 30 erleichtert. Die
austretende Bohrflüssigkeit nimmt dabei ausgebohrtes
Material mit. Durch die Durchmesserverringerung der
Rumpfabschnitte 30 und 40 gegenüber dem Kopf 32 wird auch
die Steuerfähigkeit der Rammbohrvorrichtung erhöht. Das
Schlagwerk 20 unterstützt somit den Vortrieb der
Rammbohrvorrichtung beim Geradeauslauf und beim Kurvenlauf
in Kiesböden und steinigen Böden, in denen der durch die
Spülstrahlen unterstützte rein statische Vortrieb nicht
mehr ausreicht.
Claims (16)
1. Rammbohrvorrichtung, mit einem im wesentlichen zylin
drischen Rumpf (10), einem Kopf (12, 32), in dem
mindestens eine Düsenöffnung (14) zum Austritt eines
Hochdruckflüssigkeitsstrahles ausgebildet ist, und
einem in dem Rumpf (10) angeordneten, durch ein
Druckmittel antreibbaren Schlagwerk (20) zum Vortrieb
der Rammbohrvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schlagwerk (20) als hydraulisches Schlagwerk
ausgebildet ist und daß das Schlagwerk (20) und die
Düsenöffnung (14) mit derselben Druckflüssigkeits
quelle verbindbar sind.
2. Rammbohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Rumpf (10) mit einem Vortriebsge
stänge (8) verbunden ist und daß in dem Rumpf (10) in
der Druckflüssigkeitsleitung (22) stromaufwärts des
Schlagwerkes (20) und/oder der Düsenöffnung (14) ein
Steuerventil (24) zur wahlweisen Zufuhr der Druckflüs
sigkeit zum Schlagwerk (20) und/oder zur Düsenöffnung
(14) angeordnet ist.
3. Rammbohrvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Steuerventil (24) in Abhängigkeit
des Flüssigkeitsdruckes steuerbar ist.
4. Rammbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12, 32) zusammen
mit dem Rumpf (10) um dessen Längsachse (34) mittels
des Gestänges (8) drehbar gelagert ist.
5. Rammbohrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kopf (12) symmetrisch
bezüglich der Rumpflängsachse (34) ausgebildet ist,
wobei bei mehr als einer Düsenöffnung (14) diese
unsymmetrisch bezüglich der Rumpflängsachse (34)
angeordnet sind.
6. Rammbohrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kopf (32) eine unter einem
von 90° verschiedenen Winkel zur Rumpfachse (34)
gerichtete Steuerfläche (36) hat.
7. Rammbohrvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens die Steuerfläche mit Hartme
tallkörpern (38) bestückt ist.
8. Rammbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12, 32) axial
starr mit dem Rumpf (10) verbunden ist.
9. Rammbohrvorrichtung nach nach einem der Ansprüche 5
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12, 32)
axial beweglich mit dem Rumpf (10) verbunden ist.
10. Rammbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12, 32) aus
tauschbar mit dem Rumpf (10) verbunden ist.
11. Rammbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sender (42) zum
Aussenden elektromagnetischer Strahlung enthält, mit
deren Hilfe die Position der Bohrvorrichtung ermittelt
werden kann.
12. Rammbohrvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sender (42) in einem - bezogen auf
die Vortriebsrichtung - hinter dem Schlagwerk (20)
liegenden Sendergehäuse (40) stoßgedämpft angeordnet
ist.
13. Rammbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (10) in einen
das Schlagwerk (20) enthaltenden Teil (30) und einen
den Sender (42) aufnehmenden Teil (40) unterteilt ist.
14. Rammbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß ihr Außendurchmesser von
vorne nach hinten abnimmt.
15. Rammbohrvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Außendurchmesser des das Schlagwerk
(20) aufnehmenden Rumpfabschnittes (30) kleiner als
der Außendurchmesser des Kopfes (32) und der Außen
durchmesser des den Sender (42) aufnehmenden Rumpfab
schnittes (40) kleiner als der Außendurchmesser des
das Schlagwerk (20) aufnehmenden Rumpfabschnittes (30)
ist.
16. Rammbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die mit der
Druckflüssigkeit in Berührung tretenden Teile der
Rammbohrvorrichtung aus korrosionsbeständigem Materi
al, insbesondere rostfreiem Stahl hergestellt sind.
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