EP0846834A2 - Boring ram with path control - Google Patents
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- E21B47/017—Protecting measuring instruments
Definitions
- the invention relates to a ram boring machine Manufacture of earth bores using the for running monitoring an integrated measuring and transmission unit is provided, whose signals are picked up by an above-ground receiver will.
- Ram boring machines are primarily used for trenchless laying of pipes, especially pipes in the ground and need run monitoring and control that it allow the device to be brought as precisely as possible to the destination.
- the device must drive around obstacles on the ground are or lead just like different earth formations often deviations in direction, that of careful Correction is necessary, as otherwise it is in particular at large distances to large deviations from the target is coming.
- the device tip serves stones and that To penetrate or penetrate soil and to oust; it is therefore a great burden from that surrounding soil.
- For one such a starting pit is - for example in front gardens, under sidewalks or in existing inspection shafts - mostly little space available. This causes the devices to be as short as possible, to be able to get by with narrow starting pits. Analogous the same applies to the target pit.
- the invention is therefore based on the problem of the mechanical stress on the sensitive To keep the measuring and transmitting unit as small as possible and - in cases where it is due to the operating conditions it depends - the device length as short as possible to keep.
- the solution to this problem is accordingly on the one hand in that the transmitter so far from the striking tip to arrange as possible. This will be an arrangement in the direction of advance before the rear stop for the Percussion pistons are most likely to be fair.
- the transmitter is practically outside of the device housing, for example where the connection between the Device housing and a pull tube.
- Such Arrangement solves simultaneously - at least for Part - the problem of additional space; because the transmitter can be inside a hollow cylindrical Connection piece or a ring for the pull tube are located; it can be cast into the ring.
- the Transmitter in an elastic mass, preferably made of silicone or be embedded in polyurethane.
- the device housing can in the area of the transmitter with a plastic cover be closed off for the transmitter signals is permeable, or it is in the area of the transmitter the steel parts surrounding the transmitter slots for the Transmitter signals arranged.
- the measuring unit is preferably equipped with an inclinometer, with whose help it is possible to find directional deviations in the vertical, for example, in the area of surface unevenness or ground obstacles or changing Determine soil layers.
- the ram boring machine corresponds in principle Structure and its mode of operation that in German Patent 21 57 295 device described; it owns a housing 1 with a striking tip 2 and a striking piston 3.
- the percussion piston 3 has in its rear Part of a compressed air chamber 4 with radial control openings 5 and is longitudinally movable on a head tube 6 performed in the device housing 1; he gives his Impact energy when hitting the front wall 7 of the Device housing 1 from.
- a stop ring 8 In the rear part of the device housing there is a stop ring 8 through which Steering tube 6 protrudes beyond the stop ring is connected to a compressed air hose 9.
- a stop ring 8 Immediately behind the stop ring 8 is in a sleeve 13 connected to the device housing 1 Slot 10, in the area of an annular insert 11 is arranged.
- the slot 10 can with a lid sealed or potted with a non-conductive mass be, which does not hinder the transmitter signals.
- the Insert 11 contains the transmitter and sits in the sleeve 13, which also serves as a connection for a pull tube 12 serves that of the ram boring machine in the created by him Earth hole is pulled.
- the annular insert 11 consists of an elastic and shock absorbing plastic; he has one Pocket 14 for a block 15, preferably from a non-conductive elastic mass, for example silicone.
- a non-conductive elastic mass for example silicone.
- the percussion piston 3 moves when the device is propelled under the influence of the compressed air hose 9 and the control tube 6 fed into the percussion piston chamber 4 Compressed air in the device housing 1 back and forth; he gives its impact energy essentially exclusively the end wall 7. Only in the case of a relative reversal of the direction of movement that is rarely necessary the percussion piston 3 is controlled so that it with his rear end meets the stop ring 8. More details this results from the German patent specification 21 57 295. It follows that the transmitter 17 with its sensitive Electronics and also the inclinometer 18 only extremely rare immediate impact of the ramming Percussion piston 3 is exposed. It is therefore subject to a much lower mechanical stress than one arranged in the conventional manner in the striking tip 2 Channel.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Rammbohrgerät zum Herstellen von Erdbohrungen, das zur Laufüberwachung mit einer eingebauten Meß- und Sendeeinheit versehen ist, dessen Signale von einem oberirdischen Empfänger aufgenommen werden.The invention relates to a ram boring machine Manufacture of earth bores using the for running monitoring an integrated measuring and transmission unit is provided, whose signals are picked up by an above-ground receiver will.
Rammbohrgeräte dienen vornehmlich zum grabenlosen Verlegen von Leitungen, insbesondere Rohren im Erdreich und bedürfen einer Laufüberwachung und Steuerung, die es erlauben, das Gerät möglichst genau ins Ziel zu bringen. Bodenhindernisse müssen nämlich von dem Gerät umfahren werden oder führen ebenso wie unterschiedliche Erdformationen häufig zu Richtungsabweichungen, die einer sorgfältigen Korrektur bedürfen, da es andernfalls insbesondere bei großen Distanzen zu starken Zielabweichungen kommt. Des weiteren ergeben sich Probleme bei Unebenheiten der Erdoberfläche, die es nicht erlauben, das Rammbohrgerät mit konstantem Abstand von der Erdoberfläche zu führen, weil das Gerät dann dem unregelmäßigen Verlauf der Erdoberfläche folgen würde.Ram boring machines are primarily used for trenchless laying of pipes, especially pipes in the ground and need run monitoring and control that it allow the device to be brought as precisely as possible to the destination. The device must drive around obstacles on the ground are or lead just like different earth formations often deviations in direction, that of careful Correction is necessary, as otherwise it is in particular at large distances to large deviations from the target is coming. There are also problems with bumps the surface of the earth that does not allow the ram boring machine at a constant distance from the earth's surface to lead because the device then the irregular course would follow the surface of the earth.
Um die vorerwähnten Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es beispielsweise aus der europäischen Offenlegungsschrift 0 617 193 bekannt, in der Schlagspitze bzw. in einem Verdrängungskopf einen Sender anzuordnen. Der Sender befindet sich unmittelbar vor der Stirnwandung des Gerätegehäuses, auf die der im Gerätegehäuse hin- und herbewegende Schlagkolben mit hoher Frequenz seine gesamte Schlagenergie überträgt. Demgemäß unterliegt der Sender einer außerordentlich hohen mechanischen Beanspruchung, die aufwendige Maßnahmen erforderlich macht, um den Sender hinreichend vor einer Beschädigung zu schützen.To avoid the aforementioned difficulties, it is for example from the European patent application 0 617 193 known, in the striking tip or in one Displacement head to arrange a transmitter. The transmitter is located directly in front of the front wall of the device housing, to the one moving back and forth in the device housing High frequency percussion piston its entire Transmits impact energy. Accordingly, the transmitter is subject to extremely high mechanical stress, which requires elaborate measures to the transmitter to adequately protect against damage.
Ein weiterer Nachteil solcher Kopfsender besteht darin, daß es sich bei der Gerätespitze um das am stärksten beanspruchte Bauteil handelt, das entsprechend stabil ausgeführt und sicher mit dem Gehäuse verbunden sein muß. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um eine axial beweglich im Gerätegehäuse geführte Schlagspitze handelt. Der Sender ist daher nur schwer zugänglich, was dessen Wartung und Reparaturen schwierig macht.Another disadvantage of such head transmitters is that that the tip of the device is the strongest stressed component that is correspondingly stable executed and securely connected to the housing got to. This is especially true if it is a Impact tip guided axially movable in the device housing acts. The transmitter is therefore difficult to access what whose maintenance and repairs make difficult.
Des weiteren dient die Gerätespitze dazu, Steine und das Erdreich zu durchdringen bzw. zu durchschlagen und zu verdrängen; sie ist daher großen Belastungen durch das umgebende Erdreich unterworfen.Furthermore, the device tip serves stones and that To penetrate or penetrate soil and to oust; it is therefore a great burden from that surrounding soil.
Aus der US-Patentschrift 4 674 579 ist auch bereits ein mit einem Sender zur Laufüberwachung versehenes Erdbohrgerät bekannt, das jedoch nicht dynamisch schlagend vorgetrieben wird und demgemäß eine geringere mechanische Beanspruchung des Senders mit sich bringt. Gleichwohl ist der Sender bei diesem Gerät nicht im Kopf, sondern im vorderen Teil des hinteren Drittels des Gerätegehäuses angeordnet. Der Sender führt dabei infolge seiner Längserstreckung ebenso wie der im Gerätekopf angeordnete Sender bei dem Rammbohrgerät nach der europäischen Offenlegungsschrift 0 617 193 zu einem nicht unerheblichen Raumbedarf, der zwangsläufig mit einer entsprechenden Verlängerung des Gerätes verbunden ist. Die Gerätelänge stellt bei Rammbohrgeräten zum grabenlosen Verlegen von Leitungen und insbesondere Rohren jedoch ein besonderes Problem dar, weil das Verlegen der Rohre zumeist von einer Startgrube aus geschieht. Für eine derartige Startgrube steht - beispielsweise in Vorgärten, unter Bürgersteigen oder in vorhandenen Revisionsschächten - zumeist nur wenig Platz zur Verfügung. Dies führt dazu, daß die Geräte möglichst kurz sein müssen, um mit engen Startgruben auskommen zu können. Sinngemäß das gleiche gilt für die Zielgrube.One is already known from US Pat. No. 4,674,579 Earth drilling rig equipped with a transmitter for monitoring the run known, but not driven dynamically is and accordingly a lower mechanical Stress on the transmitter. Nevertheless the transmitter is not in the head of this device, but in the front part of the rear third of the device housing arranged. The transmitter performs as a result of it Longitudinal extension as well as that arranged in the device head Transmitter for the ram boring machine according to the European one Disclosure 0 617 193 on a not inconsiderable Space requirement that inevitably comes with a corresponding Extension of the device is connected. The device length provides for ram boring machines for trenchless laying of lines and especially pipes poses a particular problem because of the laying of the pipes mostly happens from a starting pit. For one such a starting pit is - for example in front gardens, under sidewalks or in existing inspection shafts - mostly little space available. This causes the devices to be as short as possible, to be able to get by with narrow starting pits. Analogous the same applies to the target pit.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, zum einen die mechanische Beanspruchung der empfindlichen Meß- und Sendeeinheit möglichst gering zu halten und - in Fällen, bei denen es infolge der Einsatzbedingungen darauf ankommt - die Gerätelänge möglichst kurz zu halten.The invention is therefore based on the problem of the mechanical stress on the sensitive To keep the measuring and transmitting unit as small as possible and - in cases where it is due to the operating conditions it depends - the device length as short as possible to keep.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht demgemäß einerseits darin, den Sender so weit entfernt von der Schlagspitze wie möglich anzuordnen. Dem wird eine Anordnung in Vortriebsrichtung vor dem rückwärtigen Anschlag für den Schlagkolben am ehesten gerecht. Der Sender befindet sich dabei praktisch außerhalb des Gerätegehäuses beispielsweise dort, wo sich die Verbindung zwischen dem Gerätegehäuse und einem Nachziehrohr befindet. Eine derartige Anordnung löst gleichzeitig - zumindest zum Teil - das Problem des zusätzlichen Raumbedarfs; denn der Sender kann sich im Innern eines hohlzylindrischen Anschlußstücks bzw. eines Rings für das Nachziehrohr befinden; er kann in den Ring eingegossen sein.The solution to this problem is accordingly on the one hand in that the transmitter so far from the striking tip to arrange as possible. This will be an arrangement in the direction of advance before the rear stop for the Percussion pistons are most likely to be fair. The transmitter is practically outside of the device housing, for example where the connection between the Device housing and a pull tube. Such Arrangement solves simultaneously - at least for Part - the problem of additional space; because the transmitter can be inside a hollow cylindrical Connection piece or a ring for the pull tube are located; it can be cast into the ring.
Eine Verringerung des axialen Raumbedarfs ergibt sich jedoch auch dann, wenn der Sender, die Meßeinheit und die zugehörige Batterie nicht wie üblich hintereinander, sondern nebeneinander angeordnet sind. So können der Sender, die Batterie, die Meßeinheit und auch weitere Teile beispielsweise kranzförmig um die Geräteachse angeordnet sein.There is a reduction in the axial space requirement however, even if the transmitter, the measuring unit and the associated battery is not in a row as usual, but are arranged side by side. So the Transmitter, the battery, the measuring unit and also others Parts, for example, in a ring shape around the device axis be arranged.
Um die Schlagbeanspruchung zu verringern, sollte der Sender in eine elastische Masse, vorzugsweise aus Silikon oder Polyurethan eingebettet sein. Das Gerätegehäuse kann im Bereich des Senders mit einem Deckel aus Kunststoff verschlossen sein, der für die Sendersignale durchlässig ist, oder es sind im Bereich des Senders in dem den Sender umgebende Stahlteilen Schlitze für die Sendersignale angeordnet.To reduce the impact stress, the Transmitter in an elastic mass, preferably made of silicone or be embedded in polyurethane. The device housing can in the area of the transmitter with a plastic cover be closed off for the transmitter signals is permeable, or it is in the area of the transmitter the steel parts surrounding the transmitter slots for the Transmitter signals arranged.
Um die Zielgenauigkeit zu verbessern, ist die Meßeinheit vorzugsweise mit einem Neigungsmesser ausgerüstet, mit dessen Hilfe es möglich ist, Richtungsabweichungen in der Vertikalen beispielsweise im Bereich von Oberflächenunebenheiten oder Bodenhindernissen oder wechselnden Bodenschichten festzustellen.To improve the accuracy, the measuring unit is preferably equipped with an inclinometer, with whose help it is possible to find directional deviations in the vertical, for example, in the area of surface unevenness or ground obstacles or changing Determine soil layers.
Günstige Verhältnisse für die Wartung und eine Reparatur ergeben sich, wenn der Sender in einem Einsatzring angeordnet ist, der lediglich in das ebenfalls ringförmige Anschlußstück für ein Nachziehrohr eingeschoben und dort fixiert zu werden braucht.Favorable conditions for maintenance and repair arise when the transmitter is placed in an insert ring is that only in the also ring-shaped Inserted connector for a pull tube and there needs to be fixed.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- ein Rammbohrgerät mit am Geräteheck angeordnetem Sender,
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch das Gehäuse nach der Linie II-II in Fig. 1 und
- Fig. 3
- einen axialen Längsschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.
- Fig. 1
- a ram boring machine with a transmitter arranged at the rear of the device,
- Fig. 2
- a cross section through the housing along the line II-II in Fig. 1 and
- Fig. 3
- an axial longitudinal section along the line III-III in Fig. 2nd
Das Rammbohrgerät entspricht in seinem prinzipiellen
Aufbau und seiner Betriebsweise dem in der deutschen
Patentschrift 21 57 295 beschriebenen Gerät; es besitzt
ein Gehäuse 1 mit einer Schlagspitze 2 und einem Schlagkolben
3. Der Schlagkolben 3 besitzt in seinem rückwärtigen
Teil eine Druckluftkammer 4 mit radialen Steueröffnungen
5 und ist auf einem Steuerrohr 6 längs beweglich
in dem Gerätegehäuse 1 geführt; er gibt seine
Schlagenergie beim Auftreffen auf die Stirnwand 7 des
Gerätegehäuses 1 ab. Im rückwärtigen Teil des Gerätegehäuses
befindet sich ein Anschlagring 8, durch den das
Steuerrohr 6 hindurchragt, das jenseits des Anschlagrings
mit einem Druckluftschlauch 9 verbunden ist.
Unmittelbar hinter dem Anschlagring 8 befindet sich in
einer mit dem Gerätegehäuse 1 verbundenen Hülse 13 ein
Schlitz 10, in dessen Bereich ein ringförmiger Einsatz
11 angeordnet ist. Der Schlitz 10 kann mit einem Deckel
verschlossen oder mit einer nichtleitenden Masse vergossen
sein, welche die Sendersignale nicht behindert. Der
Einsatz 11 enthält den Sender und sitzt in der Hülse 13,
die gleichzeitig als Anschluß für ein Nachziehrohr 12
dient, das von dem Rammbohrgerät in die von ihm geschaffene
Erdbohrung eingezogen wird.The ram boring machine corresponds in principle
Structure and its mode of operation that in German
Patent 21 57 295 device described; it owns
a housing 1 with a
Der ringförmige Einsatz 11 besteht aus einem elastischen
und schockabsorbierenden Kunststoff; er besitzt eine
Tasche 14 für einen Block 15, vorzugsweise aus einer
nichtleitenden elastischen Masse, beispielsweise Silikon.
In diese elastische Masse sind nebeneinander eine
Batterie 16, ein Sender 17 und ein Neigungsmesser 18,
beispielsweise ein Flüssigkeitssensor, eingebettet und
in üblicher Weise miteinander verdrahtet.The
Beim Vortrieb des Gerätes bewegt sich der Schlagkolben 3
unter dem Einfluß der über den Druckluftschlauch 9 und
das Steuerrohr 6 in die Schlagkolbenkammer 4 zugeführten
Druckluft in dem Gerätegehäuse 1 hin und her; er gibt
seine Schlagenergie im wesentlichen ausschließlich an
die Stirnwand 7 ab. Nur im Falle einer verhältnismäßig
selten notwendig werdenden Umkehr der Bewegungsrichtung
wird der Schlagkolben 3 so gesteuert, daß er mit seinem
rückwärtigen Ende auf den Anschlagring 8 trifft. Näheres
ergibt sich hierzu aus der deutschen Patentschrift 21 57
295. Daraus folgt, daß der Sender 17 mit seiner empfindlichen
Elektronik und auch der Neigungsmesser 18 nur
äußerst selten unmittelbaren Wirkung der Rammschläge des
Schlagkolbens 3 ausgesetzt ist. Er unterliegt daher
einer weitaus geringeren mechanischen Beanspruchung als
ein in herkömmlicher Weise in der Schlagspitze 2 angeordneter
Sender. Hinzu kommt, daß der Sender 17, dessen
Batterie und der Neigungsmesser 18 infolge ihrer besonderen
Anordnung praktisch keinen zusätzlichen Raumbedarf
schaffen; denn das Rammbohrgerät erfordert ohnehin einen
ringförmigen Anschluß für das Nachziehrohr 12, und der
Einsatz 11 besitzt infolge der Anordnung von Batterie
16, Sender 17 und Neigungsmesser 18 nebeneinander eine
nur geringe axiale Ausdehnung.The
Insgesamt ergibt sich so eine größtmögliche Schonung des empfindlichen Senders und des nicht minder empfindlichen Neigungsmessers sowie der Batterie praktisch ohne einen zusätzlichen Raumbedarf. Dies gilt selbst dann, wenn - wie bei sehr langen Bohrungen - ein hoher Energiebedarf besteht und daher mehrere Batterien erforderlich sind, die sich ohne weiteres nebeneinander anordnen lassen.Overall, this results in the greatest possible protection of the sensitive transmitter and the no less sensitive one Inclinometer and the battery practically without one additional space requirements. This applies even if if - as with very long bores - a high energy requirement exists and therefore requires several batteries are, which can easily be arranged side by side to let.
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