DE9016707U1 - Device for taking soil samples - Google Patents

Device for taking soil samples

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Description

GM 5403/90GM5403/90

r a u c j} s m u s t e rr a u c j} s m u s t e r

Anmelder: FAMAG-Werkzeugfabrik Friedr. Aug. Mühlhoff 5630 RemscheidApplicant: FAMAG-Werkzeugfabrik Friedr. Aug. Mühlhoff 5630 Remscheid

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Entnahme von Bodenproben, insbesondere für Umweltschutz-Bodenunte rsuchungen.The invention relates to a device for taking soil samples, in particular for environmental protection soil investigations.

Die bekannten Geräte zur Entnahme von Bodenproben bestehen aus einem in den Boden eintreibbaren Rohr, das zusammen mit dem aufgenommenen Bodenkern aus dem Boden herausgezogen wird, wonach das nach Art von zwei Scharnierhä I ften ausgebildete Rohr aufgeklappt und die Bodenprobe entnommen wird. Da das Eintreiben mittels HammerschIägen erfolgt, müssen die bekannten Geräte äußerst stabil ausgebildet werden, was erhebliche Herstellkosten bedingt. Darüber hinaus ist ein Arbeiten mit derartigen Geräten körperlich anstrengend.The known devices for taking soil samples consist of a tube that can be driven into the ground, which is pulled out of the ground together with the soil core, after which the tube, which is designed like two hinged halves, is opened and the soil sample is taken. Since the driving in is done by means of hammer blows, the known devices have to be extremely stable, which results in considerable manufacturing costs. In addition, working with such devices is physically demanding.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Entnahme von Bodenproben zu schaffen, das mit geringem Aufwand an Körperkraft sowohl beim Eintreiben als auch beim Wi ederherausziehen aus dem Erdboden handhabba r ist.The invention is based on the object of creating a device for taking soil samples which can be handled with little physical effort both when driving in and when pulling out of the ground.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß erreicht durch ein Gerät, welches gekennzeichnet ist durch einen Wendelbohrer, eine Drehantriebsmaschine für den Wendelbohrer und einen Bodenanschlag zur axialen Fixierung des voll in den Boden eingetriebenen Wendelbohrers. The solution to this problem is achieved according to the invention by a device which is characterized by a twist drill, a rotary drive machine for the twist drill and a ground stop for axially fixing the twist drill fully driven into the ground.

Das vorzugsweise als Traggerät ausgebildete Bodenproben-Entnahmegerät wird auf die zu untersuchende Stelle aufgesetzt, und nach Einschalten der vorzugsweise elektrischen Drehantriebsmaschine zieht sich der Wendelbohrer nach Art eines Korkenziehers in das Erdreich hinein, und die Bedienungsperson hat hierbei im wesentlichen nur noch das Gegendrehmoment aufzufangen. Sobald der Wendelbohrer voll eingetrieben ist, wird er durch den Bodenanschlag axial festgehalten, wonach man den Wendelbohrer noch etwa eine volle Umdrehung ausführen läßt, wobei die von der Wendelnut aufgenommene Bodenprobe vom umgebenden Erdreich freigeschnitten wird, so daß der Wendelbohrer anschließend zusammen mit dieser Bodenprobe aus dem Erdreich herausgezogen werden kann. Während des Eintreibens des Wendelbohrers wird die später freizuschneidende Bodenprobe verdichtet und verfestigt, ohne hierbei als Span von der Wendel transportiert zu werden. Die in der Wendelnut sitzende Probe entspricht somit in ihrer Längsverteilung der Schichtung des zu untersuchenden Bodens auf voller Länge und erlaubt somit Rückschlüsse auf die Schichtenfolge.The soil sampling device, preferably designed as a portable device, is placed on the site to be examined and after switching on the preferably electric rotary drive machine, the spiral drill pulls itself into the soil like a corkscrew and the operator essentially only has to absorb the counter torque. As soon as the spiral drill is fully driven in, it is held axially by the ground stop, after which the spiral drill is allowed to complete another full rotation, whereby the soil sample taken up by the spiral groove is cut free from the surrounding soil so that the spiral drill can then be pulled out of the soil together with this soil sample. While the spiral drill is being driven in, the soil sample that is later to be cut free is compacted and solidified without being transported as chips by the spiral. The sample sitting in the spiral groove thus corresponds in its longitudinal distribution to the layering of the soil to be examined along its entire length and thus allows conclusions to be drawn about the sequence of layers.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann vorgesehen werden, daß der Wendelbohrer eine Wendelnut von einer radialen Tiefe von etwa 50 % seines Durchmessers aufweist, wobei vortei Ihafterweise die Breite der Wendelnut etwa gleich oder größer als die Breite des Wendelsteges ist. Durch diese Maßnahme wird ein großer Nutraum zur Aufnahme der Bodenprobe geschaffen.According to further features of the invention, it can be provided that the twist drill has a spiral groove with a radial depth of about 50% of its diameter, whereby the width of the spiral groove is advantageously approximately equal to or greater than the width of the spiral web. This measure creates a large groove space for receiving the soil sample.

Die Wende Ibohrerspitze ist der Erfindung zufolge mit einer schichtabhebenden Schneide versehen, die sich über die volle Nuttiefe erstreckt, so daß sie eine wendeiförmige Bodenprobe zerstörungsfrei herausarbeitet. Der Kopf des Wende I bohrers ist vorzugsweise gehärtet.According to the invention, the reversible drill tip is provided with a layer-removing cutting edge that extends over the full depth of the groove so that it removes a spiral-shaped soil sample without causing any damage. The head of the reversible drill is preferably hardened.

Zur Erleichterung des He raus &zgr;iehens ist der Wendelbohrer der Erfindung zufolge zweckmäßigerweise zur Spitze hin konisch verjüngt. Bei einem Wendelbohrer von einer Länge von einem Meter beträgt beispielsweise der Durchmesser am oberen Ende 22 mm und am spitzenseitigen Ende 18 mm.To make it easier to pull out, the twist drill is, according to the invention, advantageously tapered towards the tip. For example, in a twist drill with a length of one meter, the diameter at the top end is 22 mm and at the tip end 18 mm.

In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß der Bodenanschlag aus einer losen, mit einer mittigen öffnung versehenen Platte besteht, der an der Drehantriebsmaschine ein Gegenanschlag zugeordnet ist. Vorzugsweise ist die Platte als eine mit ihrem Rand auf den Boden aufsetzbare Haube ausgewölbt, welche mit einer zentralen öffnung zur Durchführung des Wendelbohrers versehen ist, und die Weite der öffnung ist dabei kleiner bemessen als die vordere Stirnseite der Drehantriebsmaschine. Durch die Haube wird die Eintreibbewegung begrenzt, sobald die Drehantriebsmaschine auf die Haube auftrifft. Beim nachfolgenden Freisehneiden der Bodenprobe verteilt die Haube die axialen Gegenkräfte auf einen bohrlochfernen Bereich, so daß einer Festklemmung des Wendelbohrers im Bohrloch vorgebeugt ist.In an embodiment of the invention, it can be provided that the ground stop consists of a loose plate with a central opening, to which a counter stop is assigned on the rotary drive machine. The plate is preferably curved as a hood that can be placed on the ground with its edge, which is provided with a central opening for the spiral drill to pass through, and the width of the opening is smaller than the front face of the rotary drive machine. The hood limits the driving movement as soon as the rotary drive machine hits the hood. During the subsequent free cutting of the soil sample, the hood distributes the axial counterforces to an area far from the borehole, so that the spiral drill cannot jam in the borehole.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Antriebsmaschine am rückwärtigen Endbereich mit zwei diametral sich gegenüberliegenden Vorsprüngen versehen ist, zwischen denen und der Haube bzw. Platte jeweils ein Hubaggregat, z. B. ein Wagenheber, ansetzbar ist. Mittels solcher Hubaggregate läßt sich auch ein sehr langer und fest im Boden sitzender Wendelbohrer relativ leicht aus dem Erdreich herausziehen, wobei auch in diesem Falle die Haube wiederum die Gegenkräfte auf bohrlochferne Zonen verteilt. Die beiden Vorsprünge können zugleich als radial abragende Handgriffe ausgebildet sein.According to further features of the invention, it can be provided that the drive machine is provided with two diametrically opposed projections at the rear end, between which and the hood or plate a lifting unit, e.g. a car jack, can be attached. Using such lifting units, even a very long twist drill that is firmly seated in the ground can be pulled out of the ground relatively easily, whereby in this case too the hood distributes the counterforce to zones farther away from the borehole. The two projections can also be designed as radially projecting handles.

Schließlich kann der Erfindung zufolge noch vorgesehen werden, daß die Drehantriebsmaschine mit einem Drehmomentuberwacher ausgerüstet ist, welcher bei sprunghaftem Anstieg des Drehmomentes die Weiterdrehung des Wende Ibohrers auf etwa eine volle Umdrehung begrenzt. Ein solcher sprunghafter Anstieg des aufzuwendenden Drehmomentes tritt regelmäßig auf, sobald der Wendelbohrer durch den zugeordneten Bodenanschlag in seiner axialen Stellung fixiert ist. Zugleich wird durch einen solchen Drehmomentuberwacher eine Beschädigung des Drehmomentbohrers etwa bei Auftreffen auf sehr hartes Material wie Stein oder Eisen vermieden.Finally, according to the invention, it can be provided that the rotary drive machine is equipped with a torque monitor, which limits the further rotation of the reversible drill to approximately one full revolution in the event of a sudden increase in torque. Such a sudden increase in the torque to be applied regularly occurs as soon as the reversible drill is fixed in its axial position by the associated ground stop. At the same time, such a torque monitor prevents damage to the torque drill, for example when it hits very hard material such as stone or iron.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen: The subject matter of the invention is described in more detail below using an embodiment shown in the drawing. In the drawing:

Fig. 1 Ein Bodenproben-Entnahmegerät nach der Erfindung in einer Stellung, in der der Wendelbohrer auf voller Länge in das Erdreich eingetrieben ist, undFig. 1 A soil sampling device according to the invention in a position in which the spiral drill is driven into the soil over its full length, and

Fig. 2 den Wendelbohrer in einer vergrößerten schematischen Darstellung.Fig. 2 the twist drill in an enlarged schematic representation.

Das Gerät zur Entnahme von Bodenproben besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Wendelbohrer 1, einer Drehantriebsmaschine 2, in deren Futter 3 der Wendelschaft 4 einspannbar ist, und aus einem Bodenanschlag 5 zur axialen Fixierung des voll in den Boden eingetriebenen Wende Ibohrers 1.The device for taking soil samples consists in its basic structure of a twist drill 1, a rotary drive machine 2, in whose chuck 3 the twist shaft 4 can be clamped, and a ground stop 5 for axially fixing the twist drill 1 fully driven into the ground.

Die Wendelnut 6 des Wende I boh re rs 1 besitzt eine Steigung zwischen 30 bis 4 5 und eine radiale Tiefe T von etwa 50 % seines Außendurchmessers. Die Breite B der außen glattwandigen Wendelnut 6 ist beim Ausführungsbeispiel etwas größer als die Breite b des Wendelsteges 7. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, verjüngt sich der Wendelbohrer 1 leicht konisch zu seiner Spitze hin, an der eine schichtabhebende Schneide 8 ausgebildet ist, die sich über die volle Nuttiefe erstreckt. Der Einspannschaft 4 des Wende I boh re rs 1 ist mit einer DiametraIbohrung 9 versehen, die in Fluchtung mit einer im Futter 3 vorgesehenen Diametralbohrung 10 gebracht wird und zur Aufnahme eines Stiftes 11 dient, der eine formschlüssige Verbindung in axialer Richtung zwischen Drehantriebsmaschine 2 und Wendelbohrer 1 herstellt.The spiral groove 6 of the indexable drill 1 has a pitch between 30 and 45 and a radial depth T of about 50% of its outer diameter. The width B of the externally smooth-walled spiral groove 6 is in the embodiment slightly larger than the width b of the spiral web 7. As can be seen from Fig. 2, the spiral drill 1 tapers slightly conically towards its tip, on which a layer-removing cutting edge 8 is formed, which extends over the full depth of the groove. The clamping shaft 4 of the indexable drill 1 is provided with a diametrical bore 9, which is brought into alignment with a diametrical bore 10 provided in the chuck 3 and serves to accommodate a pin 11, which creates a positive connection in the axial direction between the rotary drive machine 2 and the spiral drill 1.

Der Bodenanschlag 5 besteht aus einer losen, mit ihrem Rand 12 auf dem Boden 13 aufsetzbaren Haube 14, welche mit einer zentralen öffnung 15 zur Durchführung des Wende Ibohrers 1 und des Bohrfutters 3 versehen ist. Die Weite der öffnung 15 ist kleiner als die vordere, als Anschlag wirkende Stirnseite 16 der Drehantriebsmaschine 2.The floor stop 5 consists of a loose hood 14, which can be placed with its edge 12 on the floor 13 and which is provided with a central opening 15 for the passage of the indexable drill 1 and the drill chuck 3. The width of the opening 15 is smaller than the front face 16 of the rotary drive machine 2, which acts as a stop.

Die Drehantriebsmaschine 2 ist an ihrem rückwärtigen Endbereich mit zwei diametral sich gegenüberliegenden Vorsprüngen 17, 18 versehen, zwischen denen und der Haube 14 jeweils ein Hubaggregat, z. B. ein Wagenheber 19, ansetzbar ist, wie in Fig. 1 strichpunktiert beim Vorsprung 17 angedeutet ist. Die Vorsprünge 17, 18 sind vorzugsweise zugleich als radial abragende Handgriffe ausgebildet. Die Drehantriebsmaschine 2 ist mit einem Drehmomentuberwacher 20 ausgerüstet, welcher bei sprunghaftem Anstieg des aufzubringenden Drehmomentes die Weiterdrehung des Wendelbohrers 1 auf etwa eine volle Umdrehung begrenzt.The rotary drive machine 2 is provided at its rear end with two diametrically opposed projections 17, 18, between which and the hood 14 a lifting unit, e.g. a jack 19, can be attached, as indicated in Fig. 1 by the dash-dotted line at the projection 17. The projections 17, 18 are preferably also designed as radially projecting handles. The rotary drive machine 2 is equipped with a torque monitor 20, which limits the further rotation of the twist drill 1 to approximately one full revolution in the event of a sudden increase in the torque to be applied.

1 Wendelbohrer1 twist drill

2 Drehantriebsmaschine2 rotary drive machine

3 Futter3 Feed

4 Schaft4 shaft

5 BodenanschI ag5 Ground connection ag

6 Wende I nut6 Turn I nut

7 Wendelsteg7 Spiral bridge

8 Schnei de8 Cutting

9 Diametra I bohrung9 Diametra I bore

DiametraIbohrung Stift RandDiametral bore Pin edge

Boden Haube zentrale öffnung St i rnsei te Vorsprung Vorsprung Wagenheber Drehmomentüberwacher T radiale Nutt i efeFloor Hood Central opening Front side Protrusion Protrusion Jack Torque monitor T radial groove depth

B NutbreiteB Groove width

b Breite des Wendelstegesb Width of the spiral web

Claims (12)

SchutzansgrücheProtection claims 1. Gerät zur Entnahme von Bodenproben, insbesondere für Umweltschutz-Bodenuntersuchungen, gekennzeichnet durch einen Wendelbohrer (1), eine Drehantriebsmaschine (2) für den Wendelbohrer und einen Bodenanschlag (5) zur axialen Fixierung des voll in den Boden eingetriebenen Wende Ibohrers (1).1. Device for taking soil samples, in particular for environmental protection soil investigations, characterized by a spiral drill (1), a rotary drive machine (2) for the spiral drill and a ground stop (5) for axially fixing the spiral drill (1) fully driven into the ground. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendelbohrer (1) eine Wendelnut (6) von einer radialen Tiefe (T) von etwa 50 % seines Außendurchmessers aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the twist drill (1) has a spiral groove (6) with a radial depth (T) of approximately 50% of its outer diameter. 3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der außen glattwandigen Wendelnut (6) etwa gleich oder größer als die Breite (b) des Wendelsteges (7) ist.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the width (B) of the externally smooth-walled spiral groove (6) is approximately equal to or greater than the width (b) of the spiral web (7). 4. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wende Ibohrerspitze mit einer schichtabhebenden Schneide (8) versehen ist, die sich über die volle Nuttiefe (T) erstreckt.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the turning drill tip is provided with a layer-removing cutting edge (8) which extends over the full groove depth (T). 5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendelbohrer (1) sich zur Spitze hin konisch verjüngt und daß die Wende I steigung zwischen 30 und 45 liegt.5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the twist drill (1) tapers conically towards the tip and that the twist pitch is between 30 and 45. 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des Wende Ibohre rs (1) gehärtet ist.6. Device according to claim 5, characterized in that the head of the reversible drill (1) is hardened. 7. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenanschlag (5) aus einer losen, mit einer mittigen öffnung versehenen Platte besteht, der an der Drehantriebsmaschine (2) ein Gegenanschlag zugeordnet i st .7. Device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the floor stop (5) consists of a loose plate provided with a central opening, to which a counter stop is assigned on the rotary drive machine (2). 8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte als eine mit ihrem Rand (12) auf den Erdboden (13) aufsetzbare Haube (14) ausgewölbt ist, welche mit einer zentralen öffnung (15) zur Durchführung des Wende Ibohrers (1) versehen ist, und daß die Weite der Öffnung (15) kleiner als die vordere Stirnseite (16) der Drehantriebsmaschine (2) ist.8. Device according to claim 7, characterized in that the plate is curved as a hood (14) which can be placed with its edge (12) on the ground (13) and which is provided with a central opening (15) for the passage of the reversible drill (1), and that the width of the opening (15) is smaller than the front end face (16) of the rotary drive machine (2). 9. Gerät nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebsmaschine (2) am rückwärtigen Endbereich mit zwei diametral sich gegenüberliegenden Vorsprüngen (17, 18) versehen ist, zwischen denen und der Haube (14) bzw. Platte jeweils ein Hubaggregat, z. B. ein Wagenheber (19), ansetzba r ist.9. Device according to claim 7 and/or 8, characterized in that the rotary drive machine (2) is provided at the rear end area with two diametrically opposed projections (17, 18), between which and the hood (14) or plate a lifting unit, e.g. a car jack (19), can be attached. 10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannschaft (4) des Wende Ibohrers (1) in axialer Richtung formschlüssig, z. B. mittels eines DiametraI stiftes (11), mit der Drehantriebsmaschine (2) verbunden ist.10. Device according to claim 9, characterized in that the clamping shaft (4) of the indexable drill (1) is connected in the axial direction in a form-fitting manner, e.g. by means of a diametrical pin (11), to the rotary drive machine (2). 11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (17, 18) als radial abragende Handgriffe ausgebildet sind.11. Device according to claim 9, characterized in that the projections (17, 18) are designed as radially projecting handles. 12. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebsmaschine (2) mit einem Drehmomentüberwacher (20) ausgerüstet ist, welcher bei sprunghaftem Anstieg des Drehmomentes die Weiterdrehung des Wendelbohrers (1) auf etwa eine volle Umdrehung begrenzt12. Device according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the rotary drive machine (2) is equipped with a torque monitor (20) which, in the event of a sudden increase in torque, limits the further rotation of the twist drill (1) to approximately one full revolution
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024005641A1 (en) * 2022-06-29 2024-01-04 The Coring Company AS Collection unit for cuttings

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