EP0377153B1

EP0377153B1 - Rammbohrgerät

Info

Publication number: EP0377153B1
Application number: EP89123180A
Authority: EP
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Schmelzer
Original assignee: Schmidt Paul Dipl-Ing
Priority date: 1989-01-04
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: EP0377153A3; EP0377153A2; DE3900122C3; DE3900122A1; JPH02213585A; JP2707518B2; DE3900122C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Rammbohrgerät mit einem rohrförmigen Gehäuse, einer Schlagspitze und einem Sender zur Laufrichtungskontrolle, dessen Wellen an der Erdoberfläche empfangen werden können.
Selbstgetriebene Rammbohrgeräte, wie sie beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 21 57 295 bekannt sind, dienen in erster Linie dazu, Versorgungsleitungen, wie beispielsweise Wasserleitungen oder Kabel unter Straßen, Dämmen oder Gebäuden und Hindernissen zu verlegen, ohne daß gleichzeitig die Straßendecke bzw. die Erdoberfläche aufgerissen werden muß. Dies geschieht in der Weise, daß das sich im Erdreich vorwärtsbewegende Rammbohrgerät das Erdreich nach der Seite verdrängt und einen Kanal hinterläßt, in das gleichzeitig oder später die Versorgungsleitung eingezogen wird. Die gegebenenfalls bewegliche Schlagspitze oder ein an der Gerätespitze angeordneter Meißel dient dazu, während der Vorwärtsbewegung des Rammbohrgerätes Steine oder andere Hindernisse zu zertrümmern und zusammen mit dem Erdreich zur Seite zu drücken, d.h. den Weg für das nachrückende Gehäuse freizuschlagen. Jedoch besteht die Gefahr, daß das Rammbohrgerät auf ein Hindernis trifft und aus der gewollten Richtung läuft.
Ein Rammbohrgerät mit gezielter Laufrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 242 605 bekannt und weist an seinem rückwärtigen Ende eine rohrförmig gebogene Verlängerung auf, die mit gebogenen Leitflächen versehen ist, um auf diese Weise eine Bahnkrümmung und einen bogenförmigen Verlauf der Erdbohrung zu erreichen. Derartige bogenförmig verlaufende Erdbohrungen herzustellen, ist beispielsweise dann erforderlich, wenn in engen Straßen mit schmalen Bürgersteigen keine Möglichkeit besteht, Start- und Zielgruben auszuheben, die wenigstens so tief sein müssen, daß das Rammbohrgerät in der Startgrube waagerecht angesetzt werden kann und dabei noch sämtliche, unterhalb der Straßendecke liegende Leitungen unterfährt. Die starren Leitflächen dienen folglich dazu, einen bereits vor dem Ansetzen des Gerätes beabsichtigten bogenförmigen Verlauf der Erdbohrung zu ermöglichen; während des Betriebes läßt sich die Richtung nicht beeinflussen und lassen sich insbesondere Richtungsänderungen nicht feststellen.
Zur Laufrichtungskontrolle und damit zur Erhöhung der Richtungsstabilität wurden bereits Versuche mit einem Ortungsgerät durchgeführt, wie in der Firmenzeitschrift "Tractuell" der Firma Tracto-Technik GmbH, Ausgabe Nr. 1, Juli 1988, beschrieben. Derartige Ortungsgeräte arbeiten nach dem Sender-Empfänger-Prinzip. Jedoch haben Versuche bestätigt, daß beispielsweise außerhalb des Gehäuses vor dem rückwärtigen Gehäuseende oder im Gerätegehäuse angeordnete Sender eine aufwendige Montage erfordern, und außerdem das Feststellen von Laufrichtungsänderungen noch verbesserungsbedürftig ist. Ein über die Maßen hoher Montage- und Herstellungsaufwand ergibt sich insbesondere dann, wenn ein von einer Batterie gespeister Sender in einer Bettungsmasse aus einem elektrisch isolierenden, d.h. für elektromagnetische Wellen durchlässigen Werkstoff angeordnet ist.
Durch die US-Patentschrift 3 746 106 ist ein Bohrmeißel zum Horizontalbohren unter der Erdoberfläche bekanntgeworden, der kurz hinter dem drehend angetriebenen Meißel einen Sender aufweist, dessen Wellen an der Erdoberfläche empfangen werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rammbohrgerät zu schaffen, mit dem sich die vorgenannten Nachteile vermeiden lassen und die Richtungsstabilität auf einfache Weise verbessern läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sender in einer von einem Deckel verschlossenen, von vorne zugänglichen Einbaulage in einer Stirnbohrung der Schlagspitze des Rammbohrgerätes angeordnet ist. Bei einem Sender, der somit in der Schlagspitze oder bei einer als axialbeweglicher Meißel ausgebildeten Schlagspitze vorzugsweise im Meißel angeordnet ist, hat sich überraschend herausgestellt, daß sich Laufrichtungsänderungen unmittelbar am Ort des Geschehens feststellen lassen, nämlich an der Spitze bzw. dem Meißel, d.h. unmittelbar dort, wo die Ablenkung des Gerätes aus seiner gewünschten Laufrichtung zuerst auftritt. Damit ist es möglich, die außerhalb des Erdreichs mittels eines Empfängers festgestellte Laufrichtungsänderung entsprechend schnell zu beeinflussen, beispielsweise durch Steuerungsmaßnahmen, um damit die Vortriebsrichtung wieder einzustellen, bevor es überhaupt zu einer größeren Abweichung kommt. Demgegenüber gestatten im Gerätegehäuse, insbesondere am Schwanzende angeordnete Sender allenfalls ein nacheilendes Korrigieren der Laufrichtung, wenn es gegebenenfalls bereits zu erheblichen Richtungsabweichungen gekommen ist, die umso größer sind, je näher sich der Sender am rückwärtigen Gehäuseende befindet.
Mit Hilfe des Senders ist sowohl eine Tiefen- als auch eine Seitenortung möglich; außerdem läßt sich die Geräteneigung und - insbesondere bei Geräten mit drehbarer Schlagspitze - auch die Dreh- bzw. Winkellage der Schlagspitze, unter Umständen auch eines Teils der Schlagspitze, in bezug auf die Längsachse des Gerätegehäuses bestimmen.
Die Anordnung des Senders weitestmöglich vorne ermöglicht es vorteilhaft, in der in der Schlagspitze oder dem Meißel angeordneten axialen Stirnbohrung auch eine Spannungsquelle anzuordnen. Ein Sender und die zu dessen Stromversorgung erforderlichen Batterien lassen sich somit in einer durch einfaches Aufbohren herzustellenden Kammer unterbringen. Um die Kammer zugänglich zu machen, beispielsweise zum Erneuern der Batterien oder zum Austauschen des Senders, braucht lediglich der Deckel entfernt zu werden; er sollte wegen der höheren Verschleißfestigkeit ebenso wie der Meißel bzw. die Schlagspitze aus gehärtetem Material bestehen.
In einem in die Stirnbohrung einsetzbaren Batteriegehäuse lassen sich die Batterien schonend unterbringen. Es empfiehlt sich, daß der Sender mit einem Zapfen in das Batteriegehäuse eingreift und vorzugsweise das Batteriegehäuse und der Sender zwischen einer sich am blinden Ende der Stirnbohrung und einer sich am Deckel abstützenden Feder eingespannt sind. Damit ergibt sich neben einer Kompaktbauweise der Sendereinheit einerseits durch die Federn auch ein ausreichender elektrischer Kontakt zwischen den Batterien und dem Sender und andererseits eine federnd nachgiebige, Erschütterungen aufnehmende und ausgleichende Halterung der Sendereinheit in der Stirnbohrung.
Wenn die Wandung der Stirnbohrung mit nach außen offenen Schlitzen versehen ist, wird der Austritt der von dem Sender abgegebenen Wellen und damit der Empfang dieser Wellen oberhalb des Erdreiches begünstigt. Da der Sender in der vorkragenden Schlagspitze bzw. dem vorkragenden Meißelende angeordnet ist, können die Wellen folglich unmittelbar nach außen in das Erdreich eintreten, d.h. sie müssen beispielsweise nicht erst auch noch einen möglicherweise großen Teil des Gehäusequerschnitts durchdringen.
Der Deckel kann mit einem Wellenzapfen in die Stirnbohrung eingreifen und mittels Spannstiften gesichert sein, die durch Radialbohrungen der Meißelwandung und des Wellenzapfens gesteckt sind. Zur Montage brauchen somit lediglich die Spannstifte aus den Bohrungen herausgezogen zu werden, danach liegt die Stirnbohrung frei und Sender sowie Batteriegehäuse bzw. Batterien sind für eine Bedienungsperson damit frei zugänglich.
Die Schlagspitze kann Schlitze aufweisen, die vorzugsweise mit einer für elektromagnetische Wellen durchlässigen, abriebfesten Masse, beispielsweise einem vorzugsweise kaltaushärtenden Kunststoff/Metall- oder Keramikpulver-Gemisch verschlossen sind. Die Schlagspitze kann auch zumindest teilweise aus einem magnetischen Stahl bestehen und dann gegebenenfalls eine hinreichend verschleißfeste Panzerung, beispielsweise eine Außenschicht aus abbriebfestem Material besitzen, die den Wellendurchgang nicht oder nur wenig beeinträchtigt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: in der Längsansicht ein im Erdreich ein Erdloch herstellendes, erfindungsgemäß an seinem in Vortriebsrichtung vordersten Ende einen Sender aufweisendes Rammbohrgerät; und
Fig.2: als Einzelheit das vordere Geräteende des Rammbohrgerätes gemäß Fig. 1 als Explosivdarstellung.

Das Rammbohrgerät 1 besitzt ein insgesamt rohrförmiges Gehäuse 2 und ist mit einem am rückwärtigen Ende angeschlossenen Druckmittelschlauch 3 mit einer nicht dargestellten Druckmittelquelle wie insbesondere einem Kompressor verbunden. Vorne ist im Gehäuse 2 eine mit ihrem aus dem Gehäuse 2 vorragenden Teil als Stufenkopf ausgebildete, mit einem Meißel 4 bestückte Schlagspitze 5 axial verschiebbar gelagert. Die Schlagspitze 5 wird mit dem Meißel 4 unter der Wirkung eines nicht dargestellten, axial in dem Gehäuse 2 geführten Schlagkolbens nach vorne gestoßen und arbeitet sich dabei im Erdreich 6 voran. Der Meißel 4 zerschlägt dabei Steine bzw. andere Hindernisse und verdrängt das Erdreich 6; erst danach wird das Gehäuse 2 in Vortriebsrichtung 7 nachgezogen und auf diese Weise im Erdreich 6 eine Erdbohrung 8 hergestellt. An dem in Vortriebsrichtung 7 vordersten Ende des Rammbohrgerätes 1, d.h. im Meißel 4, ist eine Sendereinheit 9 angeordnet, die mit einem Empfänger 10 oberhalb des Erdreichs 6 zusammenarbeitet.
In Fig. 2 sind Einzelheiten der Sendereinheit 9 dargestellt. Diese besteht aus einem Sender 11 und zwei Batterien 12, die unter Zwischenschaltung einer sich an den Pluspol der einen Batterie 12 anlegenden Kegelstumpffeder 13 in einem Batteriegehäuse 14 angeordnet sind, wobei der Sender 11 mit einem Zapfen 15 in das Batteriegehäuse 14 eingreift. Der Meißel 4 ist mit einer Stirnbohrung 16 versehen, und nimmt die Sendereinheit 9, d.h. das Batteriegehäuse 14 und den darin eingerasteten Sender 11 auf; das Batteriegehäuse 14 und der Sender 11 sind dabei zwischen einer sich am blinden Ende 17 der Stirnbohrung 16 abstützenden ersten Druckfeder 18 und einer zweiten, sich an einem die Stirnbohrung 16 nach der Montage der Sendereinheit 9 verschließenden Deckel 19 abstützenden Druckfeder 20 eingespannt. Die sichere Einbaulage der Sendereinheit 9 in der Stirnbohrung 16 des Meißels 4 wird durch Spannstifte 21 erreicht, die durch Radialbohrungen 22 der Meißelwandung 23 und nach dem Aufsetzen des Deckels 19 damit fluchtenden Radialbohrungen 24 eines Wellenzapfens 25 des Deckels 19 gesteckt werden.
Dadurch, daß das Rammbohrgerät 1 den Sender 11 an seinem in Vortriebsrichtung 7 weitestmöglich vordersten Ende, nämlich dem aus der Schlagspitze 5 vorkragenden Meißel 4 aufweist, werden Richtungsabweichungen des Rammbohrgerätes 1 örtlich entsprechend frühzeitig festgestellt, nämlich am Meißel 4, so daß sich korrigierende bzw. die Richtung stabilisierende Maßnahmen schon unmittelbar nach dem Auftreten einer Ablenkung einleiten lassen. Damit die Wellen 26 der Sendereinheit 9 möglichst ungehindert in das Erdreich 6 und dann bis an die Oberfläche dringen können (vgl. Fig. 1), besitzt die Meißelwandung 23 in ihrem dem Sender 11 in seiner Einbaulage benachbarten Wandungsbereich Axialschlitze 27, durch die die Wellen 26 ungehindert durchtreten.

Claims

Rammbohrgerät (1) mit einem rohrförmigen Gehäuse (2), einer Schlagspitze (5) und einem Sender (11) zur Laufrichtungskontrolle, dessen Wellen an der Erdoberfläche empfangen werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (11) in einer von einem Deckel (19) verschlossenen, von vorne zugänglichen Einbaulage in einer Stirnbohrung (16) der Schlagspitze (5) angeordnet ist.
Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagspitze (5) axialbeweglich angeordnet ist.
Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine in der Stirnbohrung (16) angeordnete Spannungsquelle (12) des Senders (11).
Rammbohrgerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein in der Stirnbohrung (16) angeordnetes Batteriegehäuse (14).
Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (11) mit einem Zapfen (15) in das Batteriegehäuse (14) eingreift.
Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Batteriegehäuse (14) und der Sender (11) zwischen einer sich am blinden Ende (17) der Stirnbohrung (16) und einer sich am Deckel (19) abstützenden Feder (18 bzw. 20) eingespannt sind.
Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (23) der Stirnbohrung (16) mit nach außen offenen Schlitzen (27) versehen ist.
Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (19) mit einem Wellenzapfen (25) in die Stirnbohrung (16) eingreift und mittels Spannstiften (21) gesichert ist, die durch Radialbohrungen (22; 24) der Meißelwandung (23) und des Wellenzapfens (25) gesteckt ist.
Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Schlitze (27) in der Schlagspitze mit einer abriebfesten Pulver/Kunststoffmasse verschlossen sind.