EP1213441A1 - Drilling system - Google Patents

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EP1213441A1
EP1213441A1 EP01201167A EP01201167A EP1213441A1 EP 1213441 A1 EP1213441 A1 EP 1213441A1 EP 01201167 A EP01201167 A EP 01201167A EP 01201167 A EP01201167 A EP 01201167A EP 1213441 A1 EP1213441 A1 EP 1213441A1
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EP
European Patent Office
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outer tube
rod
drill
rods
diameter
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EP01201167A
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German (de)
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EP1213441B1 (en
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Günter Prof. Dr.-Ing. Klemm
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Individual
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Publication of EP1213441B1 publication Critical patent/EP1213441B1/en
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/07Telescoping joints for varying drill string lengths; Shock absorbers
    • E21B17/076Telescoping joints for varying drill string lengths; Shock absorbers between rod or pipe and drill bit
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B6/00Drives for drilling with combined rotary and percussive action
    • E21B6/02Drives for drilling with combined rotary and percussive action the rotation being continuous
    • E21B6/04Separate drives for percussion and rotation
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like

Definitions

  • the invention relates to a drilling system with a drill head on a Drill pipe is attached, which consists of an outer tube and one inside inserted blow rod consists of, the blow rod consists of several with their end faces against each other.
  • Such a drilling system is known from EP 0 387 218 B1. It is a rock drilling device for creation straight drill holes for receiving anchors for buildings or Explosive charges to carry out rock blasting.
  • It is the cylindrical shaft of the drill bit at the front end of the outer tube over a several centimeters long, with little play cylindrical Guide held axially displaceable.
  • the same applies to the free End of the rear boring bar, on which a percussion piston for application the striking force.
  • Each individual bar is in the range of two Bushings guided in two positions of their length.
  • the impact rod are axially extending channels for the passage of a Flushing medium provided, which make it possible to move from the rear end of the Drill pipe from through the space between the outer tube and Percussion linkage or through the axially extending channels between the outer tube and blow rods to convey a flushing medium to the drill head.
  • the opposing end faces of the individual rods of the Blow rods extend in the radial direction, so that a maximum effective surface for transmitting the axially acting impact forces arises.
  • the device described in EP 0 387 218 B1 has some remarkable ones Advantages that essentially result from the fact that the inner percussion linkage consists of various individual rods, which without screwing against each other.
  • the single, short rod has a very much higher natural frequency than a long screwed blow rod. So results in the transmission of impact power over several short, unscrewed poles against each other a much harder and undamped power transmission. In addition, it is easier to use while drilling. After feeding the drilling device around the Length of an outer tube section or an inner rod is the turning and Impact drive separated from the drill pipe and it becomes a new one inner rod and a new outer tube inserted into the drill pipe. This saves time due to the fact that the inserted inner rod does not have to be screwed.
  • the device known from the cited document is Due to their structure, they can only be used in axial production Suitable for drill holes running in the direction of the drill pipe.
  • the object of the present invention is to provide a drilling system which allows a greater variation of the drilling direction.
  • the outer tube is deformable along its longitudinal axis and against each other adjacent end faces of two rods are formed such that they at an inclination of the axes of the two rods to each other essentially lie flat against each other.
  • Drilling systems with elastically bendable outer tubes - so-called directional drilling systems - are known from the prior art, for example from DE 196 12 902 A1.
  • a drill pipe with a drill head that creates a curved hole pattern is used for directional drilling.
  • the Drilling head with a constant, usually low angular velocity rotated so that the force deflecting the drill head increases evenly distributed over the entire circumference of the drill head and thus cancels.
  • the drill head remains in a certain angular position without drill drive, so that it due to its design features predetermined curve path follows.
  • the drill heads can do a lot be designed differently.
  • the drill string is usually on a rail-guided carriage connected to a linear drive stored and has a rotary or rotary impact drive, with which the Set the boom in rotation and, if necessary, drive it into the ground leaves.
  • an additional one Problem that the wall friction of the outer linkage, which in the curved borehole in the ground is a significant Share of impact energy is reduced.
  • the mass of the Outer tube the mass of the flushing medium contained in the outer tube be accelerated by the percussion drive.
  • a blow creates not only axial acceleration at the rear end of a bent tube, but also a bending force. In practice it has been shown that the impact force acting on the rear end of the drill pipe hardly in Area of the drill head arrives.
  • the inner linkage which for example from FIGS. 6 and 7 of the DE 196 12 902 A1 is recognizable, could not be used to transmit impact force be used. Either the individual elements were suggested to connect the inner linkage to one another via universal joints, which be destroyed by sustained strikes. Alternatively, it has been suggested with a sufficiently flexible inner linkage on the cardan joints to renounce. With great flexibility, however, it is not sufficient large power transmission is possible.
  • a drilling system with unscrewed against each other as a directional drilling system with a Providing a flexible outer tube enables the transmission of impact power over the inner percussion linkage when the ones lying against each other End faces of two rods are designed such that they are also at one Slanting of the axes of the two rods to each other essentially lie flat against each other.
  • radial shape are proposed, thus an effective transmission of impact force even in the case of bending of the outer tube, which is an inclination of the longitudinal axes of two Stop boring bars to each other, is guaranteed.
  • the impact force is transmitted via an inner one Percussion linkage has the decisive advantage that the impact force is not reduced Friction of the blow rod on the wall of the bore can be reduced can.
  • Flushing medium passed which for example from water with swellable clay (bentonite).
  • the watery, swellable clay has one viscous to pasty consistency and produces relatively low frictional resistance when moving the blow rod against the outer tube.
  • the flushing medium itself is not accelerated by the blows and cannot absorb impact energy.
  • the blows are from short, straight rod sections of the inner rod transferred, whereby no bending forces can arise because the individual rods of the inner rod are not curved.
  • An essential feature of the invention is that in the inner blow rod the directional drilling system according to the invention no fixed connection exists between the ends of the individual rods of the blow rod. In particular, there was no screwing of the rod ends.
  • directional drilling in which - unlike straight drilling processes - Often there is only a slow rotary drive of the drill head or Drill head fully in a certain angular position for a longer one
  • a bolted handlebar is unsuitable. acts a permanent, hydraulic impact drive on a screwed linkage, the screw connections are usually loosened by the blows. Only if the linkage is constant due to a rotary drive in the closing direction the screw is driven, it is ensured that despite the Impacts on the linkage will not open the screw connections.
  • each rod is only in one or in two short areas of their length against the inner wall of the outer tube supported.
  • the solution in which each rod is particularly preferred only against this in a single annular area of their circumference Supported outer tube and one in the other areas of its length Has outer diameter that is one or more centimeters smaller than the inside diameter of the outer tube. In the area of a bend of the Outer tube, the inner percussion linkage from support point to support point in different straight sections.
  • each has Baton rod a first end with a ball head and one second end with a spherical shell, the radii of curvature of the Spherical surfaces of the ball head and the spherical shell essentially each other correspond.
  • the blow rod of the blow drive, on which the blow piston of the percussion drive, then one should be to the end face of the rearmost rod of the blow rod have a complementary surface.
  • the shaft of the drill bit also has an end face with the drill head on that to the foremost end face of the foremost rod of the blow rod is complementary.
  • the spherical head With a spherical head-shaped end of the impact rod, the spherical head preferably forms the area for the radial support of the rod against the Inner wall of the outer tube.
  • the cylindrical rod-shaped starting from the ball head Section of the rod has a smaller diameter than the ball head on.
  • To form the axially extending passage channels for the flushing medium has the ball head in the area of its equator axially extending recesses arranged on the longitudinal axis of the rod on.
  • a torque is transmitted to the drill head, to either rotate it continuously or to a certain angular position to bring if a radius is to be drilled.
  • the Drill head simply rigidly connected to the outer tube.
  • this can Drill bits are held in the outer tube in a rotationally fixed manner, being a certain distance should be axially movable. Due to the axially movable Storage of the drill bit is avoided on the drill bit impact energy is introduced into the outer tube. The drill bit is movable relative to the outer tube, so that the impact energy transmits directly over the drill head to the bottom of the hole.
  • the non-rotatable reception of the drill bit in the outer tube can, for example through a positive connection between the shaft of the Drill bit and the outer tube can be achieved.
  • the drill bit shaft can be provided with an external toothing, which in a Internal toothing of the outer tube engages.
  • the rotary drive is then with connected to the rear end of the outer tube and is preferably used for Achievement of the required torques hydraulically operated.
  • the torques can be applied to the drill head via the percussion linkage are transmitted when the ends of two abutting Rods interlocking interlocking elements exhibit.
  • one of the ends in particular the end in Shape of a spherical shell, with a recess into which a Projection at the other end, especially the end in the form of the Ball head, protrudes.
  • the spherical shell can be placed on one in the longitudinal direction of the rod-extending great circle lying groove in the area of have outer circumference of the ball.
  • the ball head can be used on two diametrically opposite positions each have a cylindrical shape Have tenons, each of the tenons in one end of the groove in the spherical shell engages.
  • the pins can be moved in the direction of the groove are and are pivoted about their pin axis.
  • Such claw-shaped connection between the end of the first rod and the the end of the second rod adjoining this allows sufficient transmission high torque.
  • the rear end of the blow rod must be in this Case with the rotary drive be rotatably connected, so that rotational forces of the drive unit outside the borehole to the drill head can be.
  • Also by transferring the torque through the inner Percussion linkage can significantly reduce the loss of friction.
  • the Rotational forces do not have to counteract the friction within the whole Borehole, but only contrary to that between the outer tube and the Percussion rods acting friction forces are transmitted.
  • the claw-shaped connection of the rod ends described only provides is an example. There are any other positive connections possible, which is a pivoting of the individual rods of the blow rod allow against each other. It should be noted that a movement game sufficient by a few degrees between the two end faces of the rods can be to the required inclination between two rods too enable. Due to the limited flexibility of the outer tube usually achieved very large radii of the borehole axis, so that the individual rods are only inclined to each other by a few degrees are.
  • the ends of two mutually abutting rods Guide elements which when axially opposed and Press the rod ends into the projection for torque transmission lead the recess.
  • This ensures that, for example Attach a new outer tube and a new inner rod to the Drill pipe without special adjustment by the operating personnel non-rotatable connection between the individual rods of the blow rod is achieved.
  • the rotary drive with the percussion linkage be connected.
  • an impact bar should move axially though be rotatably held in the rotary drive.
  • a drive pinion can be used for this have an internal toothing, which with an axially extending External toothing of the impact rod interacts and the axial freedom of movement guaranteed in the circumferential direction.
  • the shank of the drill bit also has one axially extending channel through which the flushing liquid or the flushing medium from the annular space between the blow rod and the outer tube to Drill head is directed.
  • the outer tube has a radial constriction near the drill head of the inner diameter, one on the shaft of the drill bit Diameter extension is arranged, which is larger than the constriction of the inner diameter of the outer tube.
  • Diameter extension is arranged, which is larger than the constriction of the inner diameter of the outer tube.
  • this is Driver profile of the outer tube in the form of an internal toothing on the Screwed onto the end of the outer tube.
  • This screw connection preferably fixes a split retaining ring which can be inserted into the outer tube and which holds the Narrowing of the inner diameter of the outer tube forms.
  • an annular body is also applied, the whose diameter extension forms.
  • That at the end of the front section screwed element of the outer tube with the teeth preferably also a sensor or signal transmitter by means of which the position of the drill head via a measuring device outside the Drill hole can be determined so that the drill drive to achieve the desired Control the drilling process.
  • All sections of the outer tube are preferably via screwed sockets connected with each other.
  • the screw sockets can one with respect to the Diameter of the sections of the outer tube expanded diameter Have recording of the ball head.
  • the percussion drive for the percussion linkage strikes in the feed direction rearmost rod of the blow rod. He is usually behind that Flanged to the rotary drive, whereby it is on a protruding through the rotary drive Impact rod acts, which is axially displaceable relative to the rotary drive, so that the impact forces applied to them do not enter the rotary drive, but be introduced into the blow rod.
  • the rinse liquid supply is preferably near the front end the impact rod on a screw connection between the rotary drive and the rearmost section of the outer tube and is arranged by a radial channel formed through the outer tube into the annular space between Outer tube and blow rod works.
  • the front section of the impact bar is preferably a seal package arranged, which is the annular space between the outer tube and impact rod seals. This ensures that the flushing medium only through the annular space between the outer tube and the blow rod to the front is conveyed to the drill head and not backwards in the direction of the drive for the drill pipe.
  • the percussion linkage can be locked in the axial direction opposite the outer tube.
  • the lock acts at least in the feed direction, in which the Effective.
  • the lock causes the striking forces transferred from the piston to the outer tube via the blow rod become.
  • the Driving the drill bit as quickly as possible is the outer tube of that To decouple the blow rods so that the impact forces only on the Drill bits act and are transferred from this into the bottom of the borehole become.
  • the outer tube with the striking mechanism To strike e.g. about high frictional forces in the borehole To overcome, the outer tube can be coupled with the blow rod become.
  • the impact forces can also temporarily into the outer tube, which consists of several screwed pipe sections, to be introduced loosen the screw connections between the pipe sections.
  • the coupling that is, the connection fixed in the axial direction must at least in the Direction in which the impact forces act.
  • the coupling between the outer tube and the blow rod is preferably carried out in the area of the drill bit at the front end of the drill pipe. Consequently the percussion linkage is loaded by the percussion mechanism and its Compressive forces at the front end in the area of the drill bit on the outer tube transfer. This is due to the impact forces in the feed direction or direction of impact.
  • the diameter expansion is preferred the drill bit, which fixes it in the outer tube, used to effect the axial coupling. This can be done by expanding the diameter in the axial direction against the narrowing of the diameter of the Outer tube can be designed to be lockable.
  • the outer tube on the tunneling machine Slidable in the axial direction and in at least two different is fixed axially fixed positions.
  • a part of the outer tube have radial pins which are in a sliding sleeve are guided, which is attached to the tunneling machine.
  • the sliding sleeve has a guide groove with an axial one for each radial pin Section and two circumferential holding sections the two ends of the axial section.
  • the radial spigot of the Outer tube can be in the guide groove in either the first or in the second holding section may be included.
  • the second holding section is the Diameter narrowing of the outer tube against the diameter expansion of the drill bit so that the axial impact forces are exerted on the drill bit be transferred to the outer tube.
  • FIG. 1 The mode of operation of directional drilling can be seen in FIG. 1.
  • a boring machine 1 becomes a drilling head for producing a bore 2 driven into the ground at an angle by means of a drill pipe 3.
  • the drill pipe 3 is on a rail-guided carriage Jacking machine 1 is stored and is with a linear drive in the Soil driven.
  • a new section of the drill pipe 3 consisting of an outer tube section 15 and a rod 14 inserted therein Percussion linkage 13 (cf. FIG. 2) added and the slide pulled back, to advance the extended drill pipe 3.
  • the tunneling machine 1 also has a rotary drive with which the drill pipe 3 rotated about its longitudinal axis and in a certain angular position can be locked. In this way, the plane of the radius of curvature of the generated bore can be inclined in any direction. The hole can thus be largely parallel to the surface of the earth in any Directions.
  • the bore - as in FIG. 1 recognizable - with a large radius of curvature from an inlet opening be led into the ground to an outlet opening, so that without an open shoring obstacles such as buildings, water or traffic areas can be overcome.
  • the drill head 2 is rotated evenly around its axis.
  • the support fluid is under high Pressure is passed into the drill pipe 3 and emerges from flushing nozzles in the drill head 2 out.
  • the bentonite in the support fluid then settles in the Annular gap between the drill pipe and the borehole. This will on the one hand supports the borehole produced and on the other hand it is quite low-friction Generated sliding film, the resistance to the propulsion of the Drill pipe 3 reduced.
  • the drill head 2 After completion of the pilot hole, the drill head 2, which is from the Exit opening of the bore has emerged from the drill string 3 away. An extension drill head can then be attached to drill pipe 3 are attached, which in turn with the drill string 3 through Pilot hole is pulled through.
  • the major part of the material removal during drilling is due to the flushing medium emerging from the flushing nozzles of the drilling head 2.
  • the material is removed by the Impact forces exerted by the drill head and, if necessary, continuous rapid rotational movements elevated.
  • Fig. 2 shows an inventive drill pipe, which the transmission of impact forces and rotational movements from the propulsion device 1 on the drill head 2.
  • This embodiment includes a directional drilling head, which is designed as a steering shoe.
  • the front one End face 6 of the drill head 2 is to the radial direction of the to be created Hole inclined.
  • Three outlet nozzles 7, 8, 9 for the supporting liquid are exemplary shown, which the drill head 2 through an axial channel 10th is fed.
  • the medium emerging from the outlet nozzle 8 flows along a groove 11 in the end face of the drill head 2 and is distributed then in the borehole.
  • Several outlet nozzles 9 are on the circumference the drill head 2 distributed and one opens into the end face 6. Die End face 6 of the drill head 2 also has hardened drill tip 47.
  • the drill pipe 3 consists of an outer tube 12 and a blow rod 13.
  • the blow rod 13 is there from individual rods 14 and the outer tube 12 from individual tube sections 15.
  • the pipe sections 15 are each via connecting sleeves 16 screwed together.
  • the rods 14 of the blow rod 13 are without Connection in the axial direction with their end faces against each other.
  • a light on the entire drill string 3 Curvature can be applied to the typical for directional drilling to follow the curved course of the borehole.
  • the outer tube 12 or its Pipe sections 15 have sufficient flexibility to be elastic to be curved within the borehole.
  • the individual rods 14 of the Percussion linkage 13, however, should be largely rigid to the impact energy towards the drilling head 2 without any delay or loss transfer. For this reason, the end faces are against each other of the rod ends arched so that the axes of the rods 14 one Can have angles to each other and still a flat concern the rod ends for the transmission of impact force is guaranteed.
  • the rear end of the rod in the direction of advance 19 spherical.
  • the front rod end 20 has one smaller diameter and has the shape of a spherical shell, whose Diameter corresponds to the diameter of the spherical rod end 19. It can easily be seen that even with an inclination the longitudinal axes of the two bars 14 shown in Fig. 5 a flat The rod ends 19, 20 against one another are ensured. This delivers the effective transmission of impact power from the impact drive the drill head 2 safely.
  • 5 shows the diameter of the rear spherical rod end 19 larger than the diameter in the rest Area of the rod 14.
  • the area of the spherical rod end 19 is also larger than the inner diameter of a pipe section 15.
  • Das spherical rod end 19 is inserted into the connecting sleeve 16, which has a larger inner diameter than that connected to it Pipe sections 15. This is the end of the bar over a certain distance held axially displaceably in the connecting sleeve 16 without out of it to fall out. It can also be seen in FIG. 5 that the surface of the spherical rod end 19 radially outer recesses 21 has, which extend in the axial direction and the passage of the Allow flushing medium.
  • the inside diameter of a pipe section 15 is slightly larger than the outer diameter of a rod 14, so that a Inclination of the rod 14 by a few degrees within the pipe section 15 is made possible.
  • the curvature of the borehole is very large Radius on, so that the boring bars are only a few degrees to each other be inclined and the relatively small gap between the bumper 14 and section 15 of the outer tube 12 is sufficient to To allow the drill string 3 to bend.
  • Fig. 4 shows the rotary drive 22 and the percussion drive 23, which the linear guide of the tunneling machine 1 (Fig. 1) are attached.
  • the Rotary drive 22 consists of a hydraulic motor 24, on the motor shaft a pinion 25 is attached, which meshes with a gear 26, the is rotatably connected to the outer tube 12 via a connecting sleeve 27.
  • the connecting sleeve 27 is encompassed by a sealed sleeve 28, into which a feed line 29 for a flushing medium opens.
  • the connection sleeve 27 has two radial feed channels 30 through which the Flushing medium can enter the inside of the outer tube 12.
  • the gear 26 is hollow along its axis and is one Thrust rod 17 protrudes, the front end face of a spherical shell is formed and against the rear end face in the feed direction the rearmost rod 14 of the blow rod 13 rests.
  • the beater bar 17 is sealed with respect to the connecting sleeve 27 by a plurality of seals 33, to prevent rinsing liquid from escaping backwards.
  • On the rear end of the impact rod 17 acts the already mentioned hydraulic driven piston 18 of the impact drive 23. Of the piston 18 and the Impact drive 23 are only the front end section in FIG. 4 shown.
  • Such percussion drives for loading drill pipes are well known in the professional world.
  • the boring machine 1 When the boring head 2 is being driven, the boring machine 1 (FIG. 1) the drill pipe 3 each forward by a certain length emotional. Then a unit of the drill string 3, consisting of a rod 14 and an outer tube section 15, previously attached the carriage of the tunneling machine 1 is withdrawn. In a new one The carriage step is the carriage of the tunneling machine 1 to the front pushed.
  • the drill string 3 shown in Fig. 2 thus follows the 4 recognizable rotary / impact drive from a variety of Drill pipe sections, the foremost section in the feed direction of the drill pipe 3 with an end portion 31 of the outer tube and a drill bit 32 is connected.
  • the end portion 31 of the outer tube 12 and the drill bit 32 can be seen in particular in FIG. 6.
  • the FIG. 6 shows a representation enlarged with respect to the scale of FIG. 2 of the drill head 2 with the inclined end face 6, the outlet nozzles 7-9 for the flushing medium, which are fed from the axial channel 10.
  • the in the forward direction of the drill head 2 and a cylinder rod-shaped Shank 34 form the two main components of drill bit 32.
  • the drill bit 32 is non-rotatably in the front end portion 21 of the Outer tube 12 held.
  • the shaft 34 of the drill bit 32 has one External teeth 35 which meshes with an internal tooth profile 36. So is the drill shaft 34 axially displaceable and in the direction of rotation in the Pipe end portion 31 held.
  • the tube end portion 31 is one Sleeve formed, which at the rear end in the direction of advance Carries external thread and with a connecting sleeve 37 at the front end of the foremost pipe section 15 of the outer pipe 12 is screwed tight. Via this threaded connection, a retaining ring 38 is fixed, one Diameter narrowing of the outer tube 12 near its end portion 31 forms.
  • This retaining ring 38 interacts with an annular shoulder 39, which is applied to the rear end of the shaft 34 of the drill bit 32 is and forms a diameter extension of the shaft 34. hereby the drill bit 32 when the drill string 3 is pulled back secured against falling out against the direction of advance.
  • a seal 40 is also arranged, which the Interior of the outer tube 12 opposite the shaft 34 of the drill bit 32 seals.
  • two inclined channel sections 41 are arranged, which in the Annular gap between the shaft 34 and the outer tube 12 open and that Entry of flushing medium into the axial channel 10 of the drill bit 32 enable.
  • the enlarged individual parts representations 8a-8c show the two ends 19 '. and 20 'of bars 14'.
  • 8a shows the spherical shell-shaped in longitudinal section Rod end 20 ', into which the spherical head-shaped rod end 19 'is inserted.
  • Fig. 8b shows only the ball-shaped rod end 19 'in plan view and two side views.
  • 8c shows the spherical shell shape Rod end 20 'in plan view, in longitudinal section and in Side view.
  • Each rod 14 'of the blow rod 13' comprises a rear, spherical head-shaped curved rod end 19 ', on which projections 42 in Form a star are arranged.
  • the front, spherical shell-shaped curved rod end 20 ' has star-shaped grooves 43 for receiving the Projections 42 of the rear bar end 19 'of the adjacent bar 14' on. By engaging in the grooves 43 projections 42 are opposite rod ends 19 ', 20' in the direction of rotation together connected.
  • the front rod end 20 ' is preferably with guide surfaces which the protrusions 42 at the rear rod end 19 'in the grooves 43 at the front rod end 20' of the adjacent Insert rod 14 'when the ends are pressed together. In this way, the rod ends 19 ', 20' need not be in during assembly Direction of rotation to be aligned with each other.
  • FIGS. 9a-9c shows the rod ends 19 'and 20' for torque transmission FIG. 9a, the rod ends 19 ′ and 20 ′ which are inserted into one another, FIG. 9b the ball-shaped rod end 19 'in side view and Fig. 9c that spherical shell-shaped rod end 20 'in longitudinal section.
  • the grooves 43 'in the spherical shell Rod ends 20 ' are also diametrically opposite one another and take the pins 42 '.
  • the embodiment of the non-rotatable shown here Connection leaves a larger swivel angle of the ball head 19 ' compared to the spherical shell 20 '.
  • Figure 11 with the detailed representations 11a and 11b and Figure 12 with the detailed representations 12a and 12b show an embodiment in which the impact energy on the one hand on the drill bit 32 'and on the other hand can be transferred to drill bit 32 'and outer tube 12'.
  • the sliding sleeve 50 is in the feed direction in front of the connecting sleeve 27 arranged and cooperates with a coupling section 51, the on a shortened rear tube section 52 of the outer tube 12 ' is screwed on.
  • the coupling section 51 has three uniform circumferential positions Distances each on a pin 53 which in a guide groove in the Sliding sleeve 50 is added.
  • Each of the three guide grooves includes an axial portion 54 which is circumferential in two Holding sections 55, 56 merges.
  • the pin-groove connection between the Coupling section 51 and the sliding sleeve 50 acts like a bayonet lock.
  • the pin 53 in the axial Section 54 of the guide groove are moved.
  • the rotational positions of the coupling section shown on the right 51 are the pins 53 in the circumferential direction Holding portions 55,56 of the guide grooves added.
  • the two Rotational positions are in Figures 11a and 12a on the one hand above the Center line (pin 53 received in the holding section 55 or 56) and to others below the center line (pins in the axial section 54 of the Slidable guide groove) shown.
  • the pins 53 are in the rear holding section 55, such as 12 and 12a, the outer tube 12 'is relative to the percussion linkage 13 'and the drill bit 32' pushed into the rear position.
  • the Drill bit 32 ' is largely pushed out of the outer tube 12'.
  • the annular shoulder 39 which is the diameter extension of the drill bit 32 'forms, lies axially against the retaining ring 38 in the connecting sleeve 37 so that the blows from the striking linkage 13 'on the drill bit 32 'are transferred from the drill bit 32' into the Outer tube 12 'are passed. This way when drilling impact forces into the outer tube 12 'starting from the bottom of the borehole which are e.g. the linkage with great friction on his Pull the outside further into the drill hole. Before dismantling the The arrangement can transmit the blows transmitted into the outer tube 12 ' the connecting thread between the individual pipe sections 15 of the outer tube 12 'loosen.

Abstract

The outer pipe (12) can deform along its axis and the end abutted drillrods (14) meet flat regardless of drillrod angles. Each drill rod bears against the pipe over short parts only and at their contact points the rods are ported or recessed for a flushing medium. At their abutment, the drillrods meet as convex and concave as ball of rod diameter and cup, with the flushing ports arranged in the radially directed part of the ball. The foremost rod end abuts a drillbit (32) or drillhead (2), the bit composed of shaft (34) whose outside toothing (35) engages the inside toothing (36) of the outer pipe (12). Rotary power is transmitted through the rods by connectors composed of end recess and pin in respective drillrod endfaces.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrsystem mit einem Bohrkopf, der an einem Bohrgestänge befestigt ist, welches aus einem Außenrohr und einem darin eingefügten Schlaggestänge besteht, wobei das Schlaggestänge aus mehreren mit ihren Endflächen gegeneinander anliegenden Stangen besteht.The invention relates to a drilling system with a drill head on a Drill pipe is attached, which consists of an outer tube and one inside inserted blow rod consists of, the blow rod consists of several with their end faces against each other.

Ein derartiges Bohrsystem ist aus der Druckschrift EP 0 387 218 B1 bekannt. Es handelt sich hier um eine Gesteinsbohrvorrichtung zur Erstellung gerader Bohrlöcher zur Aufnahme von Ankern für Bauwerke oder von Sprengladungen zur Durchführung von Felssprengungen. Dabei ist der zylindrische Schaft des Bohrmeißels am vorderen Ende des Außenrohres über eine mehrere Zentimeter lange, mit geringem Spiel anliegende zylindrische Führung axial verschiebbar gehalten. Das gleiche gilt für das freie Ende der hinteren Bohrstange, auf welche ein Schlagkolben zur Aufbringung der Schlagkräfte schlägt. Jede einzelne Stange ist im Bereich von zwei Buchsen an zwei Positionen ihrer Länge geführt. Im Bereich der Führungen der Schlagstange sind axial verlaufende Kanäle zur Durchleitung eines Spülmediums vorgesehen, welche es ermöglichen, vom hinteren Ende des Bohrgestänges aus durch den Zwischenraum zwischen Außenrohr und Schlaggestänge bzw. durch die axial verlaufenden Kanäle zwischen Außenrohr und Schlaggestänge ein Spülmedium zum Bohrkopf hin zu befördern. Die gegeneinander anliegenden Endflächen der einzelnen Stangen des Schlaggestänges erstrecken sich in radialer Richtung, so daß eine maximale wirksame Oberfläche zur Übertragung der axial wirkenden Schlagkräfte entsteht.Such a drilling system is known from EP 0 387 218 B1. It is a rock drilling device for creation straight drill holes for receiving anchors for buildings or Explosive charges to carry out rock blasting. Here is the cylindrical shaft of the drill bit at the front end of the outer tube over a several centimeters long, with little play cylindrical Guide held axially displaceable. The same applies to the free End of the rear boring bar, on which a percussion piston for application the striking force. Each individual bar is in the range of two Bushings guided in two positions of their length. In the area of guided tours the impact rod are axially extending channels for the passage of a Flushing medium provided, which make it possible to move from the rear end of the Drill pipe from through the space between the outer tube and Percussion linkage or through the axially extending channels between the outer tube and blow rods to convey a flushing medium to the drill head. The opposing end faces of the individual rods of the Blow rods extend in the radial direction, so that a maximum effective surface for transmitting the axially acting impact forces arises.

Die in der EP 0 387 218 B1 beschriebene Vorrichtung hat einige beachtliche Vorteile, die sich im wesentlichen daraus ergeben, daß das innere Schlaggestänge aus verschiedenen einzelnen Stangen besteht, welche ohne Verschraubung gegeneinander anliegen. Die einzelne, kurze Stange hat eine sehr viel höhere Eigenfrequenz als ein langes verschraubtes Schlaggestänge. So ergibt sich bei der Schlagkraftübertragung über mehrere kurze, unverschraubt gegeneinander anliegende Stangen eine sehr viel härtere und ungedämpfte Schlagkraftübertragung. Hinzu kommt eine einfachere Handhabung während des Bohrens. Nach dem Vorschub der Bohrvorrichtung um die Länge eines Außenrohrabschnittes bzw. einer inneren Stange wird der Drehund Schlagantrieb von dem Bohrgestänge getrennt, und es wird eine neue innere Stange sowie ein neues Außenrohr in das Bohrgestänge eingefügt. Hierbei ergeben sich Zeitersparnisse aufgrund der Tatsache, daß die einzufügende innere Stange nicht verschraubt werden muß.The device described in EP 0 387 218 B1 has some remarkable ones Advantages that essentially result from the fact that the inner percussion linkage consists of various individual rods, which without screwing against each other. The single, short rod has a very much higher natural frequency than a long screwed blow rod. So results in the transmission of impact power over several short, unscrewed poles against each other a much harder and undamped power transmission. In addition, it is easier to use while drilling. After feeding the drilling device around the Length of an outer tube section or an inner rod is the turning and Impact drive separated from the drill pipe and it becomes a new one inner rod and a new outer tube inserted into the drill pipe. This saves time due to the fact that the inserted inner rod does not have to be screwed.

Die aus dem genannten Dokument bekannte Vorrichtung ist allerdings aufgrund ihres Aufbaus ausschließlich zur Herstellung gerade in axialer Richtung des Bohrgestänges verlaufender Bohrungen geeignet.However, the device known from the cited document is Due to their structure, they can only be used in axial production Suitable for drill holes running in the direction of the drill pipe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bohrsystem zu schaffen, welches eine größere Variation der Bohrrichtung ermöglicht.The object of the present invention is to provide a drilling system which allows a greater variation of the drilling direction.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Außenrohr entlang seiner Längsachse verformbar ausgebildet ist und die gegeneinander anliegenden Endflächen zweier Stangen derart ausgebildet sind, daß sie bei einer Schrägstellung der Achsen der beiden Stangen zueinander im wesentlichen flächig gegeneinander anliegen.This object is achieved in that the outer tube is deformable along its longitudinal axis and against each other adjacent end faces of two rods are formed such that they at an inclination of the axes of the two rods to each other essentially lie flat against each other.

Bohrsysteme mit elastisch biegbaren Außenrohren - sogenannte Richtungsbohrsysteme - sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 196 12 902 A1. In dieser Schrift ist ausgeführt, daß ein Bohrgestänge mit einem Bohrkopf, der einen kurvenförmigen Bohrungsverlauf erzeugt, für das Richtungsbohren verwendet wird. Beim Geradeausbohren wird der Bohrkopf mit gleichbleibender, in der Regel niedriger Winkelgeschwindigkeit gedreht, so daß die den Bohrkopf ablenkende Kraft sich gleichmäßig auf dem gesamten Umfang des Bohrkopfes verteilt und somit aufhebt. Zum Bohren eines Radius verharrt der Bohrkopf in einer bestimmten Winkelstellung ohne Bohrantrieb, so daß er der aufgrund seiner konstruktiven Merkmale vorgegebenen Kurvenbahn folgt. Die Bohrköpfe können dabei sehr unterschiedlich ausgebildet sein. Das Bohrgestänge ist üblicherweise auf einem schienengeführten, mit einem Linearantrieb verbundenen Schlitten gelagert und besitzt einen Dreh- oder Drehschlagantrieb, mit dem sich das Gestänge in Rotation versetzen und ggf. auch in das Erdreich eintreiben läßt. Bei den vorbekannten Richtungsbohrsystemen wurde grundsätzlich das Außengestänge zur Übertragung der Schlagkraft verwendet. Hieraus ergab sich neben dem zuvor beschriebenen Problem, daß das lange Außengestänge eine niedrige Eigenfrequenz und eine hohe Masse besitzt, ein zusätzliches Problem, daß die Wandreibung des Außengestänges, welches in dem gekrümmt verlaufenden Bohrloch im Erdreich geführt ist, einen erheblichen Anteil der Schlagenergie abbaut. Zudem muß zusätzlich zur Masse des Außenrohres die Masse des in dem Außenrohr enthaltenen Spülmediums durch den Schlagantrieb beschleunigt werden. Schließlich erzeugt ein Schlag auf das hintere Ende eines gebogenen Rohres nicht nur eine axiale Beschleunigung, sondern auch eine Biegekraft. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die auf das hintere Ende des Bohrgestänges wirkende Schlagkraft kaum im Bereich des Bohrkopfes ankommt.Drilling systems with elastically bendable outer tubes - so-called directional drilling systems - are known from the prior art, for example from DE 196 12 902 A1. In this document it is stated that a drill pipe with a drill head that creates a curved hole pattern, is used for directional drilling. When drilling straight ahead, the Drilling head with a constant, usually low angular velocity rotated so that the force deflecting the drill head increases evenly distributed over the entire circumference of the drill head and thus cancels. To the When drilling a radius, the drill head remains in a certain angular position without drill drive, so that it due to its design features predetermined curve path follows. The drill heads can do a lot be designed differently. The drill string is usually on a rail-guided carriage connected to a linear drive stored and has a rotary or rotary impact drive, with which the Set the boom in rotation and, if necessary, drive it into the ground leaves. In the case of the known directional drilling systems, this was basically the case External linkage used to transmit the impact. From this resulted apart from the problem described above that the long outer linkage has a low natural frequency and a high mass, an additional one Problem that the wall friction of the outer linkage, which in the curved borehole in the ground is a significant Share of impact energy is reduced. In addition to the mass of the Outer tube the mass of the flushing medium contained in the outer tube be accelerated by the percussion drive. Finally, a blow creates not only axial acceleration at the rear end of a bent tube, but also a bending force. In practice it has been shown that the impact force acting on the rear end of the drill pipe hardly in Area of the drill head arrives.

Das Innengestänge, welches beispielsweise aus den Fig. 6 und 7 der DE 196 12 902 A1 erkennbar ist, konnte nicht zur Schlagkraftübertragung verwendet werden. Entweder wurde vorgeschlagen, die einzelnen Elemente des Innengestänges über Kardangelenke miteinander zu verbinden, welche durch anhaltende Schlagkräfte zerstört werden. Alternativ wurde vorgeschlagen, bei einem hinreichend flexiblen Innengestänge auf die Kardangelenke zu verzichten. Bei einer großen Flexibilität ist aber keine ausreichend große Schlagkraftübertragung möglich ist.The inner linkage, which for example from FIGS. 6 and 7 of the DE 196 12 902 A1 is recognizable, could not be used to transmit impact force be used. Either the individual elements were suggested to connect the inner linkage to one another via universal joints, which be destroyed by sustained strikes. Alternatively, it has been suggested with a sufficiently flexible inner linkage on the cardan joints to renounce. With great flexibility, however, it is not sufficient large power transmission is possible.

Der Vorschlag gemäß der Erfindung, ein Bohrsystem mit unverschraubt gegeneinander anliegenden Stangen als Richtungsbohrsystem mit einem flexiblen Außenrohr zu versehen, ermöglicht die Schlagkraftübertragung über das innere Schlaggestänge, wenn die gegeneinander anliegenden Endflächen zweier Stangen derart ausgebildet sind, daß sie auch bei einer Schrägstellung der Achsen der beiden Stangen zueinander im wesentlichen flächig gegeneinander anliegen. Mit anderen Worten mußten - ausgehend von dem eingangs beschriebenen Bohrsystem aus der EP 387 218 B1 - von der ebenen, radialen Form abweichende Endflächen vorgeschlagen werden, damit eine wirkungsvolle Schlagkraftübertragung auch im Falle des Biegens des Außenrohres, welches eine Schrägstellung der Längsachsen zweier Bohrstangen zueinander zur Folge halt, gewährleistet ist.The proposal according to the invention, a drilling system with unscrewed against each other as a directional drilling system with a Providing a flexible outer tube enables the transmission of impact power over the inner percussion linkage when the ones lying against each other End faces of two rods are designed such that they are also at one Slanting of the axes of the two rods to each other essentially lie flat against each other. In other words, had to - starting from the drilling system described in the introduction from EP 387 218 B1 - from end surfaces deviating from the flat, radial shape are proposed, thus an effective transmission of impact force even in the case of bending of the outer tube, which is an inclination of the longitudinal axes of two Stop boring bars to each other, is guaranteed.

Gegenüber der vorbekannten Schlagkraftübertragung bei Richtungsbohrsystemen über das Außenrohr hat die Schlagkraftübertragung über ein inneres Schlaggestänge den entscheidenden Vorteil, daß die Schlagkraft nicht durch Reibung des Schlaggestänges an der Wandung der Bohrung abgebaut werden kann. In aller Regel wird zwischen dem Außenrohr und Innengestänge ein Spülmedium hindurchgeführt, welches beispielsweise aus Wasser mit quellfähigem Ton (Bentonit) besteht. Der wäßrige, quellfähige Ton hat eine dickflüssige bis pastöse Konsistenz und erzeugt relativ geringe Reibungswiderstände beim Bewegen des Schlaggestänges gegenüber dem Außenrohr. Das Spülmedium selbst wir dabei nicht durch die Schläge beschleunigt und kann keine Schlagenergie absorbieren.Compared to the known impact transmission in directional drilling systems Via the outer tube, the impact force is transmitted via an inner one Percussion linkage has the decisive advantage that the impact force is not reduced Friction of the blow rod on the wall of the bore can be reduced can. As a rule, there is a between the outer tube and inner rod Flushing medium passed, which for example from water with swellable clay (bentonite). The watery, swellable clay has one viscous to pasty consistency and produces relatively low frictional resistance when moving the blow rod against the outer tube. The flushing medium itself is not accelerated by the blows and cannot absorb impact energy.

Die Schläge werden von kurzen, geraden Stangenabschnitten des Innengestänges übertragen, wobei keine Biegekräfte entstehen können, da die einzelnen Stangen des Innengestänges nicht gekrümmt sind.The blows are from short, straight rod sections of the inner rod transferred, whereby no bending forces can arise because the individual rods of the inner rod are not curved.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß bei dem inneren Schlaggestänge des erfindungsgemäßen Richtungsbohrsystems keine feste Verbindung zwischen den Enden der einzelnen Stangen des Schlaggestänges existiert. Insbesondere wurde auf eine Verschraubung der Stangenenden verzichtet. Gerade beim Richtungsbohren, bei dem - anders als bei geraden Bohrvorgängen - oft nur ein langsamer Drehantrieb des Bohrkopfes erfolgt oder der Bohrkopf vollständig in einer bestimmten Winkelposition für einen längeren Zeitraum verharrt, ist ein verschraubtes Schlaggestänge untauglich. Wirkt ein permanenter, hydraulischer Schlagantrieb auf ein verschraubtes Gestänge, so lösen sich durch die Schläge in der Regel die Schraubverbindungen. Lediglich wenn das Gestänge konstant durch einen Drehantrieb in Schließrichtung der Verschraubung angetrieben ist, ist gewährleistet, daß trotz der Schläge auf das Gestänge die Schraubverbindungen sich nicht öffnen. Bei einer Richtungsbohrvorrichtung, in der der Drehantrieb oft für einen längeren Zeitraum angehalten werden muß, besteht die Gefahr, daß aufgrund der Schläge die Verschraubungen der einzelnen Stangen des Schlagantriebs gelöst werden, was zu einer Zerstörung des Schlaggestänges bei einem weiteren Vortrieb des Bohrsystems führt.An essential feature of the invention is that in the inner blow rod the directional drilling system according to the invention no fixed connection exists between the ends of the individual rods of the blow rod. In particular, there was no screwing of the rod ends. Especially with directional drilling, in which - unlike straight drilling processes - Often there is only a slow rotary drive of the drill head or Drill head fully in a certain angular position for a longer one A bolted handlebar is unsuitable. acts a permanent, hydraulic impact drive on a screwed linkage, the screw connections are usually loosened by the blows. Only if the linkage is constant due to a rotary drive in the closing direction the screw is driven, it is ensured that despite the Impacts on the linkage will not open the screw connections. at a directional drilling device in which the rotary drive is often for one must be stopped for a long period of time, there is a risk that due to of the strikes the screw connections of the individual rods of the striking drive be resolved, causing destruction of the percussion linkage at one further propulsion of the drilling system.

Diese Gefahr besteht bei dem erfindungsgemäßen Bohrsystem nicht, welches auf feste Verbindungen der Stangenenden, insbesondere Verschraubungen der Stangenenden, verzichtet.This danger does not exist with the drilling system according to the invention, which on fixed connections of the rod ends, especially screw connections the rod ends, waived.

Da das Außenrohr entlang seiner Längsachse verformbar ausgebildet ist, d.h., daß die Längsachse in einem Radius um einen Kreismittelpunkt biegbar ist, sollte darauf geachtet werden, daß sich jede Stange nur in einem oder in zwei kurzen Bereichen ihrer Länge gegen die Innenwand des Außenrohres abstützt. Dabei wird besonders die Lösung bevorzugt, bei der jede Stange sich nur in einem einzigen ringförmigen Bereich ihres Umfangs gegen das Außenrohr abstützt und in den anderen Bereichen seiner Länge einen Außendurchmesser aufweist, der einen oder mehrere Zentimeter kleiner ist als der Innendurchmesser des Außenrohrs. Im Bereich einer Biegung des Außenrohrs kann das innere Schlaggestänge von Stützstelle zu Stützstelle in verschiedenen geraden Abschnitten verlaufen.Since the outer tube is designed to be deformable along its longitudinal axis, i.e. the longitudinal axis can be bent in a radius around a center of a circle , it should be ensured that each rod is only in one or in two short areas of their length against the inner wall of the outer tube supported. The solution in which each rod is particularly preferred only against this in a single annular area of their circumference Supported outer tube and one in the other areas of its length Has outer diameter that is one or more centimeters smaller than the inside diameter of the outer tube. In the area of a bend of the Outer tube, the inner percussion linkage from support point to support point in different straight sections.

Nach wie vor sollte darauf geachtet werden, daß der ungehinderte Durchtritt von Spülmedium durch den Ringraum zwischen Außenrohr und Schlaggestänge möglich ist. Hierzu sollte in dem Bereich, in dem jede Stange des Schlaggestänges an der Innenwand des Außenrohrs geführt ist, eine sich in axialer Richtung erstreckende Ausnehmung oder ein in axialer Richtung verlaufender Kanal vorgesehen sein, so daß weiterhin das Hindurchtreten des Spülmediums möglich ist. Beispielsweise können in den breiten, gegen die Innenwand des Außenrohres anliegenden Bereichen der Stange in Längsrichtung verlaufende Nuten vorgesehen sein, durch welche das Spülmedium fließt. Alternativ kann das Außenrohr über seine gesamte Länge mit axialen Nuten zum Hindurchleiten der Spülflüssigkeit versehen sein. Hierdurch ist allerdings mit einer Steigerung der Herstellungskosten für das Außenrohr zu rechnen.Care should still be taken to ensure that the unhindered passage of flushing medium through the annular space between the outer tube and the blow rod is possible. This should be done in the area where each rod of the Percussion linkage is guided on the inner wall of the outer tube, one in axially extending recess or an axial direction extending channel may be provided so that the passage continues of the flushing medium is possible. For example, in the broad, against areas of the rod in contact with the inner wall of the outer tube Longitudinal grooves are provided, through which the Flushing medium flows. Alternatively, the outer tube can be used over its entire length be provided with axial grooves for the flushing liquid to pass through. This, however, is accompanied by an increase in the manufacturing costs for the Outer tube to be expected.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die gegeneinander anliegenden Endflächen zweier Stangen des Schlaggestänges einerseits konvex und andererseits konkav gewölbt. Vorzugsweise weist jede Stange des Schlaggestänges ein erstes Ende mit einem Kugelkopf und ein zweites Ende mit einer Kugelschale auf, wobei die Krümmungsradien der Kugelflächen des Kugelkopfes und der Kugelschale einander im wesentlichen entsprechen. Die Schlagstange des Schlagantriebs, auf welche der Schlagkolben des Schlagantriebs wirkt, sollte dann eine zu der Endfläche der hintersten Stange des Schlaggestänges komplementäre Fläche aufweisen. Ebenso weist der Schaft des Bohrmeißels mit dem Bohrkopf eine Endfläche auf, die zu der vordersten Endfläche der vordersten Stange des Schlaggestänges komplementär ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, the mutually abutting end faces of two rods of the blow rod on the one hand convex and on the other hand concave. Preferably each has Baton rod a first end with a ball head and one second end with a spherical shell, the radii of curvature of the Spherical surfaces of the ball head and the spherical shell essentially each other correspond. The blow rod of the blow drive, on which the blow piston of the percussion drive, then one should be to the end face of the rearmost rod of the blow rod have a complementary surface. The shaft of the drill bit also has an end face with the drill head on that to the foremost end face of the foremost rod of the blow rod is complementary.

Bei kugelkopfförmigem Ende der Schlagstange bildet der Kugelkopf vorzugsweise den Bereich für die radiale Abstützung der Stange gegen die Innenwand des Außenrohres. Der von dem Kugelkopf ausgehende zylinderstangenförmige Abschnitt der Stange weist einen geringeren Durchmesser als der Kugelkopf auf. Zur Bildung der axial verlaufenden Durchtrittskanäle für das Spülmedium weist der Kugelkopf im Bereich seines Äquators, bezogen auf die Längsachse der Stange, angeordnete, axial verlaufende Aussparungen auf.With a spherical head-shaped end of the impact rod, the spherical head preferably forms the area for the radial support of the rod against the Inner wall of the outer tube. The cylindrical rod-shaped starting from the ball head Section of the rod has a smaller diameter than the ball head on. To form the axially extending passage channels for the flushing medium has the ball head in the area of its equator axially extending recesses arranged on the longitudinal axis of the rod on.

Wie eingangs erwähnt, wird auf den Bohrkopf eine Drehkraft übertragen, um diesen entweder kontinuierlich zu drehen oder in eine bestimmte Winkelposition zu bringen, wenn ein Radius gebohrt werden soll. Bei Richtungsbohrsystemen nach dem Stand der Technik, bei denen eventuell erzeugte Schlagkräfte über das Außenrohr übertragen werden, ist der Bohrkopf einfach starr mit dem Außenrohr verbunden. Im vorliegenden Fall, in dem Schlagkräfte auf einen Bohrmeißel übertragen werden, kann dieser Bohrmeißel drehfest in dem Außenrohr gehalten sein, wobei er um eine gewisse Strecke axial beweglich sein sollte. Durch die axial bewegliche Lagerung des Bohrmeißels wird vermieden, daß die auf den Bohrmeißel wirkende Schlagenergie in das Außenrohr eingeleitet wird. Der Bohrmeißel ist gegenüber dem Außenrohr verschiebbar, so daß sich die Schlagenergie unmittelbar über den Bohrkopf auf den Grund der Bohrung überträgt.As mentioned at the beginning, a torque is transmitted to the drill head, to either rotate it continuously or to a certain angular position to bring if a radius is to be drilled. For directional drilling systems according to the state of the art, where possible generated impact forces are transmitted via the outer tube is the Drill head simply rigidly connected to the outer tube. In the present case, in the impact forces are transferred to a drill bit, this can Drill bits are held in the outer tube in a rotationally fixed manner, being a certain distance should be axially movable. Due to the axially movable Storage of the drill bit is avoided on the drill bit impact energy is introduced into the outer tube. The drill bit is movable relative to the outer tube, so that the impact energy transmits directly over the drill head to the bottom of the hole.

Die drehfeste Aufnahme des Bohrmeißels in dem Außenrohr kann beispielsweise durch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaft des Bohrmeißels und dem Außenrohr erzielt werden. Der Schaft des Bohrmeißels kann mit einer Außenverzahnung versehen werden, welche in eine Innenverzahnung des Außenrohres eingreift. Der Drehantrieb ist dann mit dem hinteren Ende des Außenrohres verbunden und wird vorzugsweise zur Erreichung der erforderlichen Drehmomente hydraulisch betätigt.The non-rotatable reception of the drill bit in the outer tube can, for example through a positive connection between the shaft of the Drill bit and the outer tube can be achieved. The drill bit shaft can be provided with an external toothing, which in a Internal toothing of the outer tube engages. The rotary drive is then with connected to the rear end of the outer tube and is preferably used for Achievement of the required torques hydraulically operated.

Alternativ können die Drehmomente auf den Bohrkopf über das Schlaggestänge übertragen werden, wenn die Enden zweier gegeneinander anliegender Stangen formschlüssig ineinander eingreifende Verbindungselemente aufweisen. Beispielsweise kann eines der Enden, insbesondere das Ende in Form einer Kugelschale, mit einer Aussparung versehen sein, in welche ein Vorsprung an dem anderen Ende, insbesondere dem Ende in Form des Kugelkopfes, hineinragt. Die Kugelschale kann eine auf einem in Längsrichtung der Stange verlaufenden Großkreis liegende Nut im Bereich des äußeren Umfangs der Kugel aufweisen. Der Kugelkopf kann an zwei einander diametral gegenüberliegenden Positionen jeweils einen zylinderförmigen Zapfen aufweisen, wobei jeder der Zapfen in ein Ende der Nut in der Kugelschale eingreift. Die Zapfen können in Richtung der Nut verschoben werden und um ihre Zapfenachse verschwenkt werden. Eine derartige klauenförmige Verbindung zwischen dem Ende der ersten Stange und dem daran anliegenden Ende der zweiten Stange erlaubt die Übertragung ausreichend hoher Drehkräfte. Bei einer derartigen Ausführungsform muß auch der Bohrmeißel drehfest mit der vordersten Endfläche des Schlaggestänges verbunden werden. Das hintere Ende des Schlaggestänges muß in diesem Fall mit dem Drehantrieb drehfest verbunden sein, so daß Drehkräfte von der Antriebseinheit außerhalb des Bohrlochs bis zum Bohrkopf übertragen werden können. Auch durch die Übertragung der Drehkräfte über das innere Schlaggestänge läßt sich der Reibungsverlust erheblich reduzieren. Die Drehkräfte müssen nicht entgegen der Reibung innerhalb des gesamten Bohrlochs, sondern nur entgegen der zwischen dem Außenrohr und dem Schlaggestänge wirkenden Reibungskräfte übertragen werden.Alternatively, the torques can be applied to the drill head via the percussion linkage are transmitted when the ends of two abutting Rods interlocking interlocking elements exhibit. For example, one of the ends, in particular the end in Shape of a spherical shell, with a recess into which a Projection at the other end, especially the end in the form of the Ball head, protrudes. The spherical shell can be placed on one in the longitudinal direction of the rod-extending great circle lying groove in the area of have outer circumference of the ball. The ball head can be used on two diametrically opposite positions each have a cylindrical shape Have tenons, each of the tenons in one end of the groove in the spherical shell engages. The pins can be moved in the direction of the groove are and are pivoted about their pin axis. Such claw-shaped connection between the end of the first rod and the the end of the second rod adjoining this allows sufficient transmission high torque. In such an embodiment, too the drill bit rotatably with the foremost end face of the blow rod get connected. The rear end of the blow rod must be in this Case with the rotary drive be rotatably connected, so that rotational forces of the drive unit outside the borehole to the drill head can be. Also by transferring the torque through the inner Percussion linkage can significantly reduce the loss of friction. The Rotational forces do not have to counteract the friction within the whole Borehole, but only contrary to that between the outer tube and the Percussion rods acting friction forces are transmitted.

Die beschriebene klauenförmige Verbindung der Stangenenden stellt lediglich ein Beispiel dar. Es sind beliebige andere formschlüssige Verbindungen möglich, welche ein Verschwenken der einzelnen Stangen des Schlaggestänges gegeneinander erlauben. Dabei ist zu beachten, daß ein Bewegungsspiel um wenige Grad zwischen den beiden Endflächen der Stangen ausreichend sein kann, um die erforderliche Schrägstellung zwischen zwei Stangen zu ermöglichen. Aufgrund der begrenzten Flexibilität des Außenrohres werden in der Regel sehr große Radien der Bohrlochachse erzielt, so daß die einzelnen Stangen jeweils nur um wenige Grad zueinander schräggestellt sind.The claw-shaped connection of the rod ends described only provides is an example. There are any other positive connections possible, which is a pivoting of the individual rods of the blow rod allow against each other. It should be noted that a movement game sufficient by a few degrees between the two end faces of the rods can be to the required inclination between two rods too enable. Due to the limited flexibility of the outer tube usually achieved very large radii of the borehole axis, so that the individual rods are only inclined to each other by a few degrees are.

Vorzugsweise weisen die Enden zweier gegeneinander anliegender Stangen Führungselemente auf, welche beim axialen Gegeneinanderlegen und Andrücken der Stangenenden den Vorsprung zur Drehkraftübertragung in die Aussparung führen. Hierdurch ist gewährleistet, daß beispielsweise beim Ansetzen eines neuen Außenrohres und einer neuen Innenstange an das Bohrgestänge ohne besondere Justierung durch das Bedienpersonal die drehfeste Verbindung zwischen den einzelnen Stangen des Schlaggestänges erzielt wird. Selbst wenn die Stangen des Innengestänges sich beim Einfügen eines neuen Abschnitts des Bohrgestänges voneinander lösen, wird beim anschließenden festen Verbinden des Bohrgestänges mit der Antriebseinheit automatisch aufgrund der Führungselemente die drehfeste Verbindung zwischen den einzelnen Stangen wieder hergestellt. Preferably, the ends of two mutually abutting rods Guide elements, which when axially opposed and Press the rod ends into the projection for torque transmission lead the recess. This ensures that, for example Attach a new outer tube and a new inner rod to the Drill pipe without special adjustment by the operating personnel non-rotatable connection between the individual rods of the blow rod is achieved. Even if the rods of the inner rod are in the process of being inserted of a new section of the drill pipe from each other, is at then firmly connecting the drill pipe to the drive unit the non-rotatable connection automatically due to the guide elements restored between the individual rods.

Bei dieser Ausführungsform muß der Drehantrieb mit dem Schlaggestänge verbunden sein. Um Schlagkräfte nicht in den Drehantrieb bzw, das Getriebe des Drehantriebs einzuleiten, sollte eine Schlagstange axial beweglich aber drehfest in dem Drehantrieb gehalten sein. Hierzu kann ein Antriebsritzel eine Innenverzahnung aufweisen, welche mit einer axial verlaufenden Außenverzahnung der Schlagstange zusammenwirkt und die axiale Bewegungsfreiheit bei Formschluß in Umfangsrichtung gewährleistet.In this embodiment, the rotary drive with the percussion linkage be connected. To avoid impact forces in the rotary drive or the gear of the rotary actuator, an impact bar should move axially though be rotatably held in the rotary drive. A drive pinion can be used for this have an internal toothing, which with an axially extending External toothing of the impact rod interacts and the axial freedom of movement guaranteed in the circumferential direction.

Zwischen dem Schaft des Bohrmeißels und dem Außenrohr ist vorzugsweise eine Dichtung angeordnet, um ein unkontrolliertes Austreten der Spülflüssigkeit zu vermeiden. Der Schaft des Bohrmeißels weist weiterhin einen axial verlaufenden Kanal auf, durch den die Spülflüssigkeit oder das Spülmedium von dem Ringraum zwischen Schlaggestänge und Außenrohr zum Bohrkopf hin geleitet wird.Between the shank of the drill bit and the outer tube is preferred a seal is arranged to prevent uncontrolled leakage of the rinsing liquid to avoid. The shank of the drill bit also has one axially extending channel through which the flushing liquid or the flushing medium from the annular space between the blow rod and the outer tube to Drill head is directed.

Um den Bohrmeißel innerhalb des Endabschnittes des Außenrohres zu fixieren, weist das Außenrohr nahe dem Bohrkopf eine radiale Verengung des Innendurchmessers auf, wobei an dem Schaft des Bohrmeißels eine Durchmessererweiterung angeordnet ist, die größer ist als die Verengung des Innendurchmessers des Außenrohrs. Somit ist der Bohrmeißel durch die radiale Durchmessererweiterung gegen Herausfallen aus dem Endabschnitt des Außenrohres gesichert. Bei einer praktischen Ausführungsform ist das Mitnehmerprofil des Außenrohres in Form einer Innenverzahnung an dem Ende des Außenrohres festgeschraubt. Diese Verschraubung fixiert vorzugsweise einen geteilten, in das Außenrohr einsetzbaren Haltering, der die Verengung des Innendurchmessers des Außenrohres bildet. Auf den Schaft des Bohrmeißels ist ebenfalls ein ringförmiger Körper aufgebracht, der dessen Durchmessererweiterung bildet. Das am Ende des vorderen Abschnittes des Außenrohres angeschraubte Element mit der Verzahnung trägt vorzugsweise weiterhin einen Sensor oder Signalgeber, mittels dessen sich die Position des Bohrkopfes über eine Meßvorrichtung außerhalb des Bohrloches ermitteln läßt, so daß der Bohrantrieb zur Erzielung des gewünschten Bohrverlaufs steuern läßt.To close the drill bit within the end section of the outer tube fix, the outer tube has a radial constriction near the drill head of the inner diameter, one on the shaft of the drill bit Diameter extension is arranged, which is larger than the constriction of the inner diameter of the outer tube. Thus, the drill bit is through radial diameter expansion to prevent it falling out of the end section of the outer tube secured. In a practical embodiment, this is Driver profile of the outer tube in the form of an internal toothing on the Screwed onto the end of the outer tube. This screw connection preferably fixes a split retaining ring which can be inserted into the outer tube and which holds the Narrowing of the inner diameter of the outer tube forms. On the shaft of the drill bit, an annular body is also applied, the whose diameter extension forms. That at the end of the front section screwed element of the outer tube with the teeth preferably also a sensor or signal transmitter by means of which the position of the drill head via a measuring device outside the Drill hole can be determined so that the drill drive to achieve the desired Control the drilling process.

Vorzugsweise sind alle Abschnitte des Außenrohres über Schraubmuffen miteinander verbunden. Die Schraubmuffen können einen bezüglich des Durchmessers der Abschnitte des Außenrohres erweiterten Durchmesser zur Aufnahme des Kugelkopfes aufweisen.All sections of the outer tube are preferably via screwed sockets connected with each other. The screw sockets can one with respect to the Diameter of the sections of the outer tube expanded diameter Have recording of the ball head.

Der Schlagantrieb für das Schlaggestänge schlägt auf die in Vorschubrichtung hinterste Stange des Schlaggestänges. Er ist in der Regel hinter dem Drehantrieb angeflanscht, wobei er auf eine den Drehantrieb durchragende Schlagstange wirkt, die gegenüber dem Drehantrieb axial verschiebbar ist, so daß die auf sie aufgebrachten Schlagkräfte nicht in den Drehantrieb, sondern in das Schlaggestänge eingeleitet werden.The percussion drive for the percussion linkage strikes in the feed direction rearmost rod of the blow rod. He is usually behind that Flanged to the rotary drive, whereby it is on a protruding through the rotary drive Impact rod acts, which is axially displaceable relative to the rotary drive, so that the impact forces applied to them do not enter the rotary drive, but be introduced into the blow rod.

Die Zufuhr für die Spülflüssigkeit ist vorzugsweise nahe dem vorderen Ende der Schlagstange an einer Schraubverbindung zwischen dem Drehantrieb und dem hintersten Abschnitt des Außenrohres angeordnet und wird durch einen radialen Kanal gebildet, der durch das Außenrohr in den Ringraum zwischen Außenrohr und Schlaggestänge wirkt. Zwischen dem Außenrohr und dem vorderen Abschnitt der Schlagstange ist vorzugsweise ein Dichtungspaket angeordnet, welches den Ringraum zwischen Außenrohr und Schlagstange abdichtet. Hierdurch ist gewährleistet, daß das Spülmedium ausschließlich durch den Ringraum zwischen Außenrohr und Schlaggestänge nach vorne zum Bohrkopf gefördert wird und nicht nach hinten in Richtung des Antriebs für das Bohrgestänge.The rinse liquid supply is preferably near the front end the impact rod on a screw connection between the rotary drive and the rearmost section of the outer tube and is arranged by a radial channel formed through the outer tube into the annular space between Outer tube and blow rod works. Between the outer tube and the The front section of the impact bar is preferably a seal package arranged, which is the annular space between the outer tube and impact rod seals. This ensures that the flushing medium only through the annular space between the outer tube and the blow rod to the front is conveyed to the drill head and not backwards in the direction of the drive for the drill pipe.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Schlaggestänge wahlweise in axialer Richtung gegenüber dem Außenrohr arretiert werden. Die Arretierung wirkt zumindest in Vorschubrichtung, in der auch die Schlagkräfte wirken. Durch die Arretierung wird bewirkt, daß die Schlagkräfte von dem Kolben über das Schlaggestänge auf das Außenrohr übertragen werden. Solange die Schlagkräfte dazu genutzt werden sollen, den Bohrmeißel möglichst schnell vorzutreiben, ist das Außenrohr von dem Schlaggestänge zu entkoppeln, damit die Schlagkräfte ausschließlich auf den Bohrmeißel wirken und von diesem in den Grund des Bohrloches übertragen werden. Falls es aber erwünscht ist, das Außenrohr über das Schlagwerk mit Schlägen zu beaufschlagen, z.B. um hohe Reibungskräfte in dem Bohrloch zu überwinden, kann das Außenrohr mit dem Schlaggestänge gekoppelt werden. Die Schlagkräfte können auch temporär in das Außenrohr, welches aus mehreren verschraubten Rohrabschnitten besteht, eingeleitet werden, um die Verschraubungen zwischen den Rohrabschnitten zu lösen. Die Kopplung, das heißt die in axialer Richtung feste Verbindung muß zumindest in der Richtung gewährleistet sein, in der die Schlagkräfte wirken.In a further preferred embodiment, the percussion linkage can can be locked in the axial direction opposite the outer tube. The lock acts at least in the feed direction, in which the Effective. The lock causes the striking forces transferred from the piston to the outer tube via the blow rod become. As long as the impact forces are to be used, the Driving the drill bit as quickly as possible is the outer tube of that To decouple the blow rods so that the impact forces only on the Drill bits act and are transferred from this into the bottom of the borehole become. If it is desired, however, the outer tube with the striking mechanism To strike, e.g. about high frictional forces in the borehole To overcome, the outer tube can be coupled with the blow rod become. The impact forces can also temporarily into the outer tube, which consists of several screwed pipe sections, to be introduced loosen the screw connections between the pipe sections. The coupling, that is, the connection fixed in the axial direction must at least in the Direction in which the impact forces act.

Vorzugsweise erfolgt die Kopplung zwischen Außenrohr und Schlaggestänge im Bereich des Bohrmeißels am vorderen Ende des Bohrgestänges. Somit wird das Schlaggestänge von dem Schlagwerk auf Druck belastet und seine Druckkräfte am vorderen Ende im Bereich des Bohrmeißels auf das Außenrohr übertragen. Dieses wird durch die Schlagkräfte in die Vorschubrichtung oder Schlagrichtung gezogen. Vorzugsweise wird die Durchmessererweiterung des Bohrmeißels, welche diesen in dem Außenrohr fixiert, genutzt, um die axiale Kopplung zu bewirken. Dazu kann die Durchmessererweiterung in axialer Richtung gegen die Durchmesserverengung des Außenrohrs anliegend arretierbar ausgeführt sein.The coupling between the outer tube and the blow rod is preferably carried out in the area of the drill bit at the front end of the drill pipe. Consequently the percussion linkage is loaded by the percussion mechanism and its Compressive forces at the front end in the area of the drill bit on the outer tube transfer. This is due to the impact forces in the feed direction or direction of impact. The diameter expansion is preferred the drill bit, which fixes it in the outer tube, used to effect the axial coupling. This can be done by expanding the diameter in the axial direction against the narrowing of the diameter of the Outer tube can be designed to be lockable.

Dies läßt sich dadurch erreichen, daß das Außenrohr an der Vortriebsmaschine in axialer Richtung verschiebbar und in mindestens zwei verschiedenen axialen Positionen festlegbar befestigt ist. Beispielsweise kann ein Teil des Außenrohres radiale Zapfen aufweisen, die in einer Schiebemuffe geführt sind, welche an der Vortriebsmaschine befestigt ist. Die Schiebemuffe weist für jeden radialen Zapfen eine Führungsnut mit einem axialen Abschnitt und zwei in Umfangsrichtung verlaufenden Halteabschnitten an den beiden Enden des axialen Abschnittes auf. Die radialen Zapfen des Außenrohrs können in der Führungsnut entweder in dem ersten oder in dem zweiten Halteabschnitt aufgenommen sein. In dem ersten Halteabschnitt liegt das stirnseitige Ende des vorderen Rohr-Endabschnittes des Außenrohres gegen die rückwärtige Anlagefläche des Bohrmeißels an, so daß der Bohrmeißel nach vorne, das heißt in Schlag- und Vorschubrichtung, frei in dem Außenrohr gehalten ist. In dem zweiten Halteabschnitt liegt dagegen die Durchmesserverengung des Außenrohrs gegen die Durchmessererweiterung des Bohrmeißels an, so daß über den Bohrmeißel die axialen Schlagkräfte auf das Außenrohr übertragen werden.This can be achieved in that the outer tube on the tunneling machine Slidable in the axial direction and in at least two different is fixed axially fixed positions. For example, a part of the outer tube have radial pins which are in a sliding sleeve are guided, which is attached to the tunneling machine. The sliding sleeve has a guide groove with an axial one for each radial pin Section and two circumferential holding sections the two ends of the axial section. The radial spigot of the Outer tube can be in the guide groove in either the first or in the second holding section may be included. In the first holding section the front end of the front tube end section of the outer tube against the rear contact surface of the drill bit, so that the drill bit forward, that is in the direction of impact and feed, freely in the Outer tube is held. In the second holding section, however, is the Diameter narrowing of the outer tube against the diameter expansion of the drill bit so that the axial impact forces are exerted on the drill bit be transferred to the outer tube.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Richtungsbohrens,
Fig. 2
einen erfindungsgemäßen Bohrstrang eines Richtungsbohrsystems,
Fig. 3
eine alternative Ausführungsform des Bohrkopfes des Richtungsbohrsystems aus Fig. 2,
Fig. 4
eine vergrößerte Ansicht der Antriebsvorrichtung des erfindungsgemäßen Bohrsystems,
Fig. 5
eine Ansicht eines Verbindungsbereiches, in dem zwei Abschnitte des Bohrgestänges aneinandergefügt sind,
Fig. 6
den Endabschnitt des Bohrgestänges mit der ersten Ausführungsform des Bohrkopfes aus Fig. 2,
Fig. 7 - 10
eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Richtungsbohrsystems mit einem zur Drehkraftübertragung ausgebildeten Schlaggestänge,
Fig. 11-12
eine den Fig. 7-10 entsprechende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Richtungsbohrsystems mit einer Schlagkraftübertragung von dem Schlaggestänge auf das Außenrohr.
The invention is described below using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. The drawings show in:
Fig. 1
1 shows a schematic representation of a device for performing directional drilling,
Fig. 2
a drill string according to the invention of a directional drilling system,
Fig. 3
2 shows an alternative embodiment of the drilling head of the directional drilling system from FIG. 2,
Fig. 4
2 shows an enlarged view of the drive device of the drilling system according to the invention,
Fig. 5
2 shows a view of a connection area in which two sections of the drill pipe are joined together,
Fig. 6
the end section of the drill pipe with the first embodiment of the drill head from FIG. 2,
7-10
An alternative embodiment of the directional drilling system according to the invention with a blow rod designed for torque transmission,
Fig. 11-12
7-10 corresponding embodiment of the directional drilling system according to the invention with an impact force transmission from the impact rod to the outer tube.

In Fig. 1 ist die Funktionsweise des Richtungsbohrens zu erkennen. Mit einer Vortriebsmaschine 1 wird zur Erzeugung einer Bohrung ein Bohrkopf 2 mittels eines Bohrgestänges 3 in einem Winkel in das Erdreich eingetrieben. Das Bohrgestänge 3 ist auf einem schienengeführten Schlitten der Vortriebsmaschine 1 gelagert und wird mit einem Linearantrieb in das Erdreich getrieben. Nach einem Vortrieb um eine bestimmte Strecke wird an das Bohrgestänge 3 ein neuer Abschnitt des Bohrgestänges 3, bestehend aus einem Außenrohrabschnitt 15 und einer darin eingefügten Stange 14 eines Schlaggestänges 13 (vgl. Fig. 2) angefügt und der Schlitten zurückgezogen, um das verlängerte Bohrgestänge 3 weiter vorzutreiben.The mode of operation of directional drilling can be seen in FIG. 1. With A boring machine 1 becomes a drilling head for producing a bore 2 driven into the ground at an angle by means of a drill pipe 3. The drill pipe 3 is on a rail-guided carriage Jacking machine 1 is stored and is with a linear drive in the Soil driven. After driving through a certain distance, is on the drill pipe 3 is a new section of the drill pipe 3, consisting of an outer tube section 15 and a rod 14 inserted therein Percussion linkage 13 (cf. FIG. 2) added and the slide pulled back, to advance the extended drill pipe 3.

In der Nähe des Bohrkopfes 2 ist eine üblicherweise magnetische Sonde 4 angeordnet, die es erlaubt, über ein Navigationssystem und eine Monitoreinheit jeweils die genaue Position des Bohrkopfes 2 zu ermitteln. Die Vortriebsmaschine 1 weist ferner einen Drehantrieb auf, mit dem das Bohrgestänge 3 um seine Längsachse gedreht und in einer bestimmten Winkelstellung arretiert werden kann. Auf diese Weise kann die Ebene des Krümmungsradius der erzeugten Bohrung in beliebige Richtungen geneigt werden. Die Bohrung kann somit weitgehend parallel zur Erdoberfläche in beliebige Richtungen geführt werden. Insbesondere kann die Bohrung - wie in Fig. 1 erkennbar - mit einem großen Krümmungsradius von einer Eintrittsöffnung in das Erdreich bis zu einer Austrittsöffnung geführt werden, so daß ohne einen offenen Verbau Hindernisse wie Gebäude, Gewässer oder Verkehrsflächen überwunden werden können. Wenn gerade Bohrlochabschnitte realisiert werden sollen, wird der Bohrkopf 2 gleichmäßig um seine Achse gedreht.In the vicinity of the drill head 2 there is a usually magnetic probe 4 arranged, which allows a navigation system and a monitor unit to determine the exact position of the drill head 2. The tunneling machine 1 also has a rotary drive with which the drill pipe 3 rotated about its longitudinal axis and in a certain angular position can be locked. In this way, the plane of the radius of curvature of the generated bore can be inclined in any direction. The hole can thus be largely parallel to the surface of the earth in any Directions. In particular, the bore - as in FIG. 1 recognizable - with a large radius of curvature from an inlet opening be led into the ground to an outlet opening, so that without an open shoring obstacles such as buildings, water or traffic areas can be overcome. When just drilling sections to be, the drill head 2 is rotated evenly around its axis.

Eine Pump- und Mischeinheit 5 für ein Spülmedium, auch Stützflüssigkeit genannt, welches aus einem Gemisch aus Bentonit und Wasser besteht, ist mit dem Bohrgestänge 3 verbunden. Die Stützflüssigkeit wird unter hohem Druck in das Bohrgestänge 3 geleitet und tritt aus Spüldüsen in dem Bohrkopf 2 aus. Hierdurch wird der Materialabtrag im Bereich des Bohrkopfes 2 bewirkt. Das Bentonit in der Stützflüssigkeit legt sich anschließend in den Ringspalt zwischen dem Bohrgestänge und dem Bohrloch. Hierdurch wird einerseits das erzeugte Bohrloch gestützt und andererseits ein recht reibungsarmer Gleitfilm erzeugt, der den Widerstand gegen den Vortrieb des Bohrgestänges 3 reduziert.A pumping and mixing unit 5 for a rinsing medium, also support liquid called, which consists of a mixture of bentonite and water connected to the drill pipe 3. The support fluid is under high Pressure is passed into the drill pipe 3 and emerges from flushing nozzles in the drill head 2 out. As a result, the material removal in the area of the drill head 2 causes. The bentonite in the support fluid then settles in the Annular gap between the drill pipe and the borehole. This will on the one hand supports the borehole produced and on the other hand it is quite low-friction Generated sliding film, the resistance to the propulsion of the Drill pipe 3 reduced.

Nach der Fertigstellung der Pilotbohrung wird der Bohrkopf 2, der aus der Austrittsöffnung der Bohrung herausgetreten ist, vom Bohrgestänge 3 entfernt. Anschließend kann ein Erweiterungs-Bohrkopf am Bohrgestänge 3 befestigt werden, welcher mit dem Bohrgestänge 3 wiederum durch die Pilotbohrung hindurchgezogen wird.After completion of the pilot hole, the drill head 2, which is from the Exit opening of the bore has emerged from the drill string 3 away. An extension drill head can then be attached to drill pipe 3 are attached, which in turn with the drill string 3 through Pilot hole is pulled through.

Der wesentliche Anteil des Materialabtrags während des Bohrens wird durch das aus den Spüldüsen des Bohrkopfes 2 austretende Spülmedium bewirkt. Insbesondere in härterem Gestein wird der Materialabtrag durch auf den Bohrkopf ausgeübte Schlagkräfte und ggf. kontinuierliche schnelle Rotationsbewegungen erhöht.The major part of the material removal during drilling is due to the flushing medium emerging from the flushing nozzles of the drilling head 2. In hard rock in particular, the material is removed by the Impact forces exerted by the drill head and, if necessary, continuous rapid rotational movements elevated.

Die Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Bohrgestänge, welches die Übertragung von Schlagkräften und Rotationsbewegungen von der Vortriebsvorrichtung 1 auf den Bohrkopf 2 ermöglicht. Diese Ausführungsform umfaßt einen Richtungsbohrkopf, der als Lenkschuh ausgebildet ist. Die vordere Stirnfläche 6 des Bohrkopfes 2 ist zur radialen Richtung der zu erstellenden Bohrung geneigt. Beispielhaft sind drei Austrittsdüsen 7,8,9 für die Stützflüssigkeit dargestellt, welche dem Bohrkopf 2 durch einen axialen Kanal 10 zugeführt wird. Das aus der Austrittsdüse 8 austretende Medium strömt entlang einer Nut 11 in der Stirnfläche des Bohrkopfes 2 und verteilt sich anschließend im Bohrloch. Mehrere Austrittsdüsen 9 sind an dem Umfang des Bohrkopfes 2 verteilt und eine mündet in dessen Stirnfläche 6. Die Stirnfläche 6 des Bohrkopfes 2 weist weiterhin gehärtete Bohrspitze 47 auf. Aufgrund der Schrägstellung der Stirnfläche 6 entsteht die Ablenkung des Bohrkopfes 2 auf einer Kreisbahn, wie in Fig. 1 dargestellt. Wird der Bohrkopf 2 durch Drehen des Bohrgestänges 3 gedreht, so dreht sich die Ebene, in der der Bohrkopf 2 abgelenkt wird.Fig. 2 shows an inventive drill pipe, which the transmission of impact forces and rotational movements from the propulsion device 1 on the drill head 2. This embodiment includes a directional drilling head, which is designed as a steering shoe. The front one End face 6 of the drill head 2 is to the radial direction of the to be created Hole inclined. Three outlet nozzles 7, 8, 9 for the supporting liquid are exemplary shown, which the drill head 2 through an axial channel 10th is fed. The medium emerging from the outlet nozzle 8 flows along a groove 11 in the end face of the drill head 2 and is distributed then in the borehole. Several outlet nozzles 9 are on the circumference the drill head 2 distributed and one opens into the end face 6. Die End face 6 of the drill head 2 also has hardened drill tip 47. Due to the inclined position of the end face 6, the deflection of the Drill head 2 on a circular path, as shown in Fig. 1. Will the Drill head 2 rotated by rotating the drill string 3, so the rotates Level in which the drill head 2 is deflected.

Das Bohrgestänge 3 besteht - wie in Fig. 2 erkennbar - aus einem Außenrohr 12 und einem Schlaggestänge 13. Das Schlaggestänge 13 besteht dabei aus einzelnen Stangen 14 und das Außenrohr 12 aus einzelnen Rohrabschnitten 15. Die Rohrabschnitte 15 sind jeweils über Verbindungsmuffen 16 miteinander verschraubt. Die Stangen 14 des Schlaggestänges 13 liegen ohne Verbindung in axialer Richtung mit ihren Stirnflächen gegeneinander an.As can be seen in FIG. 2, the drill pipe 3 consists of an outer tube 12 and a blow rod 13. The blow rod 13 is there from individual rods 14 and the outer tube 12 from individual tube sections 15. The pipe sections 15 are each via connecting sleeves 16 screwed together. The rods 14 of the blow rod 13 are without Connection in the axial direction with their end faces against each other.

Auf die hinterste Stange 14 wirkt eine Schlagstange 17, auf welche durch einen hydraulisch angetriebenen Kolben 18 (vgl. Fig. 4) axiale Schläge aufgebracht werden.On the rearmost rod 14 there is an impact rod 17, through which a hydraulically driven piston 18 (see FIG. 4) axial impacts be applied.

Wie in Fig. 1 erkennbar, muß auf das gesamte Bohrgestänge 3 eine leichte Krümmung aufgebracht werden, um dem für das Richtungsbohren typischen gekrümmten Verlauf des Bohrlochs zu folgen. Das Außenrohr 12 bzw. seine Rohrabschnitte 15 weisen eine ausreichende Flexibilität auf, um elastisch innerhalb des Bohrlochs gekrümmt zu werden. Die einzelnen Stangen 14 des Schlaggestänges 13 sollten dagegen weitgehend starr sein, um die Schlagenergie möglichst verzögerungsfrei und verlustfrei auf den Bohrkopf 2 zu übertragen. Aus diesem Grund sind die gegeneinander anliegenden Stirnflächen der Stangenenden gewölbt, so daß die Achsen der Stangen 14 einen Winkel zueinander aufweisen können und dennoch ein flächiges Anliegen der Stangenenden zur Schlagkraftübertragung gewährleistet ist.As can be seen in Fig. 1, a light on the entire drill string 3 Curvature can be applied to the typical for directional drilling to follow the curved course of the borehole. The outer tube 12 or its Pipe sections 15 have sufficient flexibility to be elastic to be curved within the borehole. The individual rods 14 of the Percussion linkage 13, however, should be largely rigid to the impact energy towards the drilling head 2 without any delay or loss transfer. For this reason, the end faces are against each other of the rod ends arched so that the axes of the rods 14 one Can have angles to each other and still a flat concern the rod ends for the transmission of impact force is guaranteed.

Die Fig. 5 zeigt insbesondere die Merkmale der Ausbildung der verschiedenen Stangenenden. Dabei ist das in Vortriebsrichtung hintere Stangenende 19 kugelförmig ausgebildet. Das vordere Stangenende 20 weist einen kleineren Durchmesser auf und hat die Form einer Kugelschale, deren Durchmesser dem Durchmesser des kugelförmigen Stangenendes 19 entspricht. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß auch bei einer Schrägstellung der Längsachsen der beiden in Fig. 5 erkennbaren Stangen 14 ein flächiges Anliegen der Stangenenden 19,20 gegeneinander gewährleistet ist. Dies stellt die wirkungsvolle Schlagkraftübertragung von dem Schlagantrieb zu dem Bohrkopf 2 sicher. Wie Fig. 5 zeigt, ist der Durchmesser des hinteren kugelförmigen Stangenendes 19 größer als der Durchmesser in dem restlichen Bereich der Stange 14. Der Bereich des kugelförmigen Stangenendes 19 ist ebenfalls größer als der Innendurchmesser eines Rohrabschnitts 15. Das kugelförmige Stangenende 19 ist in die Verbindungsmuffe 16 eingefügt, welche einen größeren Innendurchmesser aufweist als die mit ihr verbundenen Rohrabschnitte 15. So ist das Stangenende über eine gewisse Strecke axial verschiebbar in der Verbindungsmuffe 16 gehalten, ohne aus ihr herausfallen zu können. Ferner ist in Fig. 5 zu erkennen, daß die Oberfläche des kugelförmigen Stangenendes 19 radial außenliegende Aussparungen 21 aufweist, die sich in axialer Richtung erstrecken und das Hindurchtreten des Spülmediums ermöglichen. Der Innendurchmesser eines Rohrabschnitts 15 ist etwas größer als der Außendurchmesser einer Stange 14, so daß eine Schrägstellung der Stange 14 um wenige Grad innerhalb des Rohrabschnitts 15 ermöglicht ist.5 shows in particular the features of the formation of the various Rod ends. The rear end of the rod in the direction of advance 19 spherical. The front rod end 20 has one smaller diameter and has the shape of a spherical shell, whose Diameter corresponds to the diameter of the spherical rod end 19. It can easily be seen that even with an inclination the longitudinal axes of the two bars 14 shown in Fig. 5 a flat The rod ends 19, 20 against one another are ensured. This delivers the effective transmission of impact power from the impact drive the drill head 2 safely. 5 shows the diameter of the rear spherical rod end 19 larger than the diameter in the rest Area of the rod 14. The area of the spherical rod end 19 is also larger than the inner diameter of a pipe section 15. Das spherical rod end 19 is inserted into the connecting sleeve 16, which has a larger inner diameter than that connected to it Pipe sections 15. This is the end of the bar over a certain distance held axially displaceably in the connecting sleeve 16 without out of it to fall out. It can also be seen in FIG. 5 that the surface of the spherical rod end 19 radially outer recesses 21 has, which extend in the axial direction and the passage of the Allow flushing medium. The inside diameter of a pipe section 15 is slightly larger than the outer diameter of a rod 14, so that a Inclination of the rod 14 by a few degrees within the pipe section 15 is made possible.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die Krümmung des Bohrloches einen sehr großen Radius auf, so daß sich die Bohrstangen nur um wenige Grad zueinander schrägstellen werden und der relativ kleine Spalt zwischen der Schlagstange 14 und dem Abschnitt 15 des Außenrohrs 12 ausreichend ist, um die Biegung des Bohrgestänges 3 zu ermöglichen.As shown in Fig. 1, the curvature of the borehole is very large Radius on, so that the boring bars are only a few degrees to each other be inclined and the relatively small gap between the bumper 14 and section 15 of the outer tube 12 is sufficient to To allow the drill string 3 to bend.

Die Fig. 4 zeigt den Drehantrieb 22 und den Schlagantrieb 23, welche auf der Linearführung der Vortriebsmaschine 1 (Fig. 1) befestigt sind. Der Drehantrieb 22 besteht aus einem Hydraulikmotor 24, auf dessen Motorwelle ein Ritzel 25 befestigt ist, welches mit einem Zahnrad 26 kämmt, das drehfest über eine Anschlußmuffe 27 mit dem Außenrohr 12 verbunden ist. Die Anschlußmuffe 27 wird von einer abgedichteten Manschette 28 umgriffen, in die eine Zufuhrleitung 29 für ein Spülmedium mündet. Die Anschlußmuffe 27 weist zwei radiale Zufuhrkanäle 30 auf, durch welche das Spülmedium hindurch in das Innere des Außenrohrs 12 treten kann.Fig. 4 shows the rotary drive 22 and the percussion drive 23, which the linear guide of the tunneling machine 1 (Fig. 1) are attached. The Rotary drive 22 consists of a hydraulic motor 24, on the motor shaft a pinion 25 is attached, which meshes with a gear 26, the is rotatably connected to the outer tube 12 via a connecting sleeve 27. The connecting sleeve 27 is encompassed by a sealed sleeve 28, into which a feed line 29 for a flushing medium opens. The connection sleeve 27 has two radial feed channels 30 through which the Flushing medium can enter the inside of the outer tube 12.

Das Zahnrad 26 ist entlang seiner Achse hohl ausgebildet und wird von einer Schlagstange 17 durchragt, deren vordere Stirnfläche kugelschalenförmig ausgebildet ist und gegen die in Vorschubrichtung hintere Stirnfläche der hintersten Stange 14 des Schlaggestänges 13 anliegt. Die Schlagstange 17 ist gegenüber der Anschlußmuffe 27 durch mehrere Dichtungen 33 abgedichtet, um ein rückwärtiges Austreten von Spülflüssigkeit zu vermeiden. Auf das hintere Ende der Schlagstange 17 wirkt der bereits erwähnte hydraulisch angetriebene Kolben 18 des Schlagantriebs 23. Von dem Kolben 18 und dem Schlagantrieb 23 sind in Fig. 4 nur jeweils der vordere Endabschnitt dargestellt. Derartige Schlagantriebe zur Beaufschlagung von Bohrgestängen sind in der Fachwelt hinlänglich bekannt.The gear 26 is hollow along its axis and is one Thrust rod 17 protrudes, the front end face of a spherical shell is formed and against the rear end face in the feed direction the rearmost rod 14 of the blow rod 13 rests. The beater bar 17 is sealed with respect to the connecting sleeve 27 by a plurality of seals 33, to prevent rinsing liquid from escaping backwards. On the rear end of the impact rod 17 acts the already mentioned hydraulic driven piston 18 of the impact drive 23. Of the piston 18 and the Impact drive 23 are only the front end section in FIG. 4 shown. Such percussion drives for loading drill pipes are well known in the professional world.

Beim Vortrieb des Bohrkopfes 2 wird durch die Vortriebsmaschine 1 (Fig. 1) das Bohrgestänge 3 jeweils um ein bestimmtes Längenmaß nach vorne bewegt. Anschließend wird eine Einheit des Bohrgestänges 3, bestehend aus einer Stange 14 und einem Außenrohrabschnitt 15, angefügt, wobei vorher der Schlitten der Vortriebsmaschine 1 zurückgezogen wird. In einem neuen Vortriebsschritt wird der Schlitten der Vortriebsmaschine 1 nach vorne geschoben.When the boring head 2 is being driven, the boring machine 1 (FIG. 1) the drill pipe 3 each forward by a certain length emotional. Then a unit of the drill string 3, consisting of a rod 14 and an outer tube section 15, previously attached the carriage of the tunneling machine 1 is withdrawn. In a new one The carriage step is the carriage of the tunneling machine 1 to the front pushed.

Das in Fig. 2 dargestellte Bohrgestänge 3 besteht somit im Anschluß an den aus der Fig. 4 erkennbaren Dreh/Schlagantrieb aus einer Vielzahl von Bohrgestängeabschnitten, wobei der in Vorschubrichtung vorderste Abschnitt des Bohrgestänges 3 mit einem Endabschnitt 31 des Außenrohrs und einem Bohrmeißel 32 verbunden ist. Der Endabschnitt 31 des Außenrohrs 12 sowie der Bohrmeißel 32 sind insbesondere in der Fig. 6 zu erkennen. Die Fig. 6 zeigt eine bezüglich des Maßstabes der Fig. 2 vergrößerte Darstellung des Bohrkopfes 2 mit der schrägen Stirnfläche 6, den Austrittsdüsen 7 - 9 für das Spülmedium, welche aus dem axialen Kanal 10 gespeist werden. Der in Vortriebsrichtung vorne gelegene Bohrkopf 2 und ein zylinderstangenförmiger Schaft 34 bilden die beiden Hauptbestandteile des Bohrmeißels 32.The drill string 3 shown in Fig. 2 thus follows the 4 recognizable rotary / impact drive from a variety of Drill pipe sections, the foremost section in the feed direction of the drill pipe 3 with an end portion 31 of the outer tube and a drill bit 32 is connected. The end portion 31 of the outer tube 12 and the drill bit 32 can be seen in particular in FIG. 6. The FIG. 6 shows a representation enlarged with respect to the scale of FIG. 2 of the drill head 2 with the inclined end face 6, the outlet nozzles 7-9 for the flushing medium, which are fed from the axial channel 10. The in the forward direction of the drill head 2 and a cylinder rod-shaped Shank 34 form the two main components of drill bit 32.

Der Bohrmeißel 32 ist drehfest in dem vorderen Endabschnitt 21 des Außenrohrs 12 gehalten. Der Schaft 34 des Bohrmeißels 32 weist eine Außenverzahnung 35 auf, die mit einem Innenzahnprofil 36 kämmt. So ist der Bohrschaft 34 axial verschiebbar und in Drehrichtung fest in dem Rohr-Endabschnitt 31 gehalten. Der Rohr-Endabschnitt 31 wird von einer Hülse gebildet, welche an dem in Vortriebsrichtung hinteren Ende ein Außengewinde trägt und mit einer Verbindungsmuffe 37 am vorderen Ende des vordersten Rohrabschnitts 15 des Außenrohrs 12 festgeschraubt ist. Über diese Gewindeverbindung wird ein Haltering 38 fixiert, der eine Durchmesserverengung des Außenrohrs 12 nahe seinem Endabschnitt 31 bildet. Dieser Haltering 38 wirkt mit einem ringförmigen Absatz 39 zusammen, der auf das hintere Ende des Schaftes 34 des Bohrmeißels 32 aufgebracht ist und eine Durchmessererweiterung des Schaftes 34 bildet. Hierdurch wird der Bohrmeißel 32 beim Zurückziehen des Bohrgestänges 3 entgegen der Vortriebsrichtung gegen Herausfallen gesichert.The drill bit 32 is non-rotatably in the front end portion 21 of the Outer tube 12 held. The shaft 34 of the drill bit 32 has one External teeth 35 which meshes with an internal tooth profile 36. So is the drill shaft 34 axially displaceable and in the direction of rotation in the Pipe end portion 31 held. The tube end portion 31 is one Sleeve formed, which at the rear end in the direction of advance Carries external thread and with a connecting sleeve 37 at the front end of the foremost pipe section 15 of the outer pipe 12 is screwed tight. Via this threaded connection, a retaining ring 38 is fixed, one Diameter narrowing of the outer tube 12 near its end portion 31 forms. This retaining ring 38 interacts with an annular shoulder 39, which is applied to the rear end of the shaft 34 of the drill bit 32 is and forms a diameter extension of the shaft 34. hereby the drill bit 32 when the drill string 3 is pulled back secured against falling out against the direction of advance.

In dem Haltering 36 ist ferner eine Dichtung 40 angeordnet, welche den Innenraum des Außenrohres 12 gegenüber dem Schaft 34 des Bohrmeißels 32 abdichtet. Am hinteren Ende des Schaftes 34 des Bohrmeißels 32 sind zwei schräg verlaufende Kanalabschnitte 41 angeordnet, welche in dem Ringspalt zwischen dem Schaft 34 und dem Außenrohr 12 münden und das Eintreten von Spülmedium in den axialen Kanal 10 des Bohrmeißels 32 ermöglichen.In the retaining ring 36, a seal 40 is also arranged, which the Interior of the outer tube 12 opposite the shaft 34 of the drill bit 32 seals. Are at the rear end of the shaft 34 of the drill bit 32 two inclined channel sections 41 are arranged, which in the Annular gap between the shaft 34 and the outer tube 12 open and that Entry of flushing medium into the axial channel 10 of the drill bit 32 enable.

Die Fig. 7 sowie die vergrößerten Detaildarstellungen 8a - 8c, 9a - 9c und 10 zeigen eine alternative Ausführungsform des Bohrsystems, bei dem über das Schlaggestänge 13' auch Drehkräfte auf den Bohrkopf 2 übertragen werden.7 and the enlarged detail representations 8a - 8c, 9a - 9c and 10 show an alternative embodiment of the drilling system in which over the impact rod 13 'also transmit torsional forces to the drill head 2 become.

Die vergrößerten Einzelteildarstellungen 8a - 8c zeigen die beiden Enden 19' und 20' der Stangen 14'. Dabei zeigt Fig. 8a im Längsschnitt das kugelschalenförmige Stangenende 20', in welches das kugelkopfförmige Stangenende 19' eingefügt ist. Fig. 8b zeigt nur das kugelkopfförmige Stangenende 19' in Draufsicht und zwei Seitenansichten. Die Fig. 8c zeigt das kugelschalenförmige Stangenende 20' in Draufsicht, Im Längsschnitt und in Seitenansicht. Jede Stange 14' des Schlaggestänges 13' umfaßt ein hinteres, kugelkopfförmig gewölbtes Stangenende 19', an welchem Vorsprünge 42 in Form eines Sterns angeordnet sind. Das vordere, kugelschalenförmig gewölbte Stangenende 20' weist sternförmige Nuten 43 zur Aufnahme der Vorsprünge 42 des hinteren Stangenendes 19' der angrenzenden Stange 14' auf. Durch die in die Nuten 43 eingreifenden Vorsprüngen 42 sind die gegeneinanderliegenden Stangenenden 19', 20' in Drehrichtung fest miteinander verbunden. Vorzugsweise ist das vordere Stangenende 20' mit Führungsflächen versehen, welche die Vorsprünge 42 an dem hinteren Stangenende 19' in die Nuten 43 am vorderen Stangenende 20' der angrenzenden Stange 14' hineinführen, wenn die Enden gegeneinandergedrückt werden. Auf diese Weise müssen die Stangenenden 19',20' bei der Montage nicht in Drehrichtung zueinander ausgerichtet werden. The enlarged individual parts representations 8a-8c show the two ends 19 '. and 20 'of bars 14'. 8a shows the spherical shell-shaped in longitudinal section Rod end 20 ', into which the spherical head-shaped rod end 19 'is inserted. Fig. 8b shows only the ball-shaped rod end 19 'in plan view and two side views. 8c shows the spherical shell shape Rod end 20 'in plan view, in longitudinal section and in Side view. Each rod 14 'of the blow rod 13' comprises a rear, spherical head-shaped curved rod end 19 ', on which projections 42 in Form a star are arranged. The front, spherical shell-shaped curved rod end 20 'has star-shaped grooves 43 for receiving the Projections 42 of the rear bar end 19 'of the adjacent bar 14' on. By engaging in the grooves 43 projections 42 are opposite rod ends 19 ', 20' in the direction of rotation together connected. The front rod end 20 'is preferably with guide surfaces which the protrusions 42 at the rear rod end 19 'in the grooves 43 at the front rod end 20' of the adjacent Insert rod 14 'when the ends are pressed together. In this way, the rod ends 19 ', 20' need not be in during assembly Direction of rotation to be aligned with each other.

Es ist nicht störend, wenn die Vorsprünge 42 und Nuten 43 die freie Verschwenkbarkeit des Kugelgelenkes, welches durch die Stangenenden 19',20' gebildet wird, einschränken. Wie bereits erwähnt, ist der Winkel der Schrägstellung zweier aneinandergrenzender Stangen zueinander sehr gering. So reicht ein gewisses Spiel zwischen den Vorsprüngen 42 und den Nuten 43 aus, um eine ausreichende Verschwenkbarkeit aneinandergrenzender Stangen 14' um die parallele Stellung herum zu erlauben.It is not disturbing if the projections 42 and grooves 43 are free Swiveling of the ball joint, which through the rod ends 19 ', 20' is formed. As mentioned earlier, the angle is the Slanting of two adjacent rods to each other very little. A certain amount of play between the projections 42 and the grooves 43 is thus sufficient to ensure sufficient swiveling of adjacent bars 14 'to allow around the parallel position.

In einer alternativen, in den Fig. 9a - 9c dargestellten vergrößerten Einzelteildarstellung der Stangenenden 19' und 20' zur Drehkraftübertragung zeigt die Fig. 9a die ineinandergefügten Stangenenden 19' und 20', die Fig. 9b das kugelkopfförmige Stangenende 19' in Seitenansicht und die Fig. 9c das kugelschalenförmige Stangenende 20' im Längsschnitt. Hier sind die Vorsprünge 42' als sich radial erstreckende, einander diametral gegenüberliegende Zapfen ausgebildet. Die Nuten 43' in der im kugelschalenförmigen Stangenende 20' liegen ebenfalls einander diametral gegenüber und nehmen die Zapfen 42' auf. Die hier dargestellte Ausführungsform der drehfesten Verbindung läßt einen größeren Schwenkwinkel des Kugelkopfes 19' gegenüber der Kugelschale 20' zu.In an alternative, enlarged partial representation shown in FIGS. 9a-9c shows the rod ends 19 'and 20' for torque transmission FIG. 9a, the rod ends 19 ′ and 20 ′ which are inserted into one another, FIG. 9b the ball-shaped rod end 19 'in side view and Fig. 9c that spherical shell-shaped rod end 20 'in longitudinal section. Here are the Projections 42 'as radially extending, diametrically opposite one another Cones formed. The grooves 43 'in the spherical shell Rod ends 20 'are also diametrically opposite one another and take the pins 42 '. The embodiment of the non-rotatable shown here Connection leaves a larger swivel angle of the ball head 19 ' compared to the spherical shell 20 '.

Aufgrund der Übertragung der Drehbewegung mittels des Schlaggestänges 13' wird die Antriebskraft des Drehantriebs 22 nicht mehr durch Reibung des Außenrohrs 12 an der Wandung des Bohrlochs reduziert.Due to the transmission of the rotary movement by means of the blow rod 13 ', the driving force of the rotary drive 22 is no longer due to friction of the outer tube 12 reduced on the wall of the borehole.

Wegen der Drehkraftübertragung mittels des Schlaggestänges 13' ändern sich selbstverständlich andere konstruktive Details des Bohrsystems. So ist der Bohrmeißel 34', der den Bohrkopf 2 aufweist, frei drehbar in dem vorderen Ende des Außenrohrs 12' gehalten. Zur Einleitung der Drehkraft in das Schlaggestänge 13' ist das hohle Zahnrad 26' drehbar in dem Gehäuse 44 des Drehantriebs 22 gelagert und nicht mit dem Außenrohr 12' in Drehrichtung verbunden. Das hohle Zahnrad 26' weist ein inneres Zahnprofil 45 auf, das mit einer Außenverzahnung 46 auf der Schlagstange 17' zusammenwirkt. Über das innere Zahnprofil 45 und die Außenverzahnung 46 wird somit die Drehkraft des Drehantriebs 22 auf die Schlagstange 17' übertragen, wobei die Schlagstange 17' bezüglich des Zahnrades 26' axial verschiebbar ist, so daß die von dem Kolben 18 des Schlagantriebs 23 auf das hintere Ende der Schlagstange 17' übertragenen Schlagkräfte nicht auf das Zahnrad 26', sondern nur auf das Schlaggestänge 13' übertragen werden. Alle gegeneinander anliegenden kugelförmigen und kugelschalenförmigen Endflächen weisen die Vorsprünge 42, 42' und Nuten 43,43' zur in Drehrichtung festen Verbindung auf, so daß der Drehantrieb 22 drehfest mit dem Bohrkopf 2 verbunden ist.Change because of the torque transmission by means of the impact linkage 13 ' other structural details of the drilling system. So is the drill bit 34 ', which has the drill head 2, freely rotatable in the held front end of the outer tube 12 '. To initiate the torque in the hammer rod 13 'is the hollow gear 26' rotatable in the housing 44 of the rotary drive 22 mounted and not with the outer tube 12 'in Direction of rotation connected. The hollow gear 26 'has an inner tooth profile 45 on that with an external toothing 46 on the impact rod 17 ' interacts. Via the inner tooth profile 45 and the external toothing 46, the torque of the rotary drive 22 is thus on the impact rod 17 ' transmitted, the impact rod 17 'axially with respect to the gear 26' is displaceable, so that the piston 18 of the impact drive 23 the rear end of the impact rod 17 'transmitted impact forces the gear 26 ', but only transferred to the percussion linkage 13' become. All spherical and spherical shell-shaped The end faces have the projections 42, 42 'and grooves 43, 43' connection in the direction of rotation, so that the rotary drive 22 is rotationally fixed is connected to the drill head 2.

Wenn das innere Schlaggestänge 13' drehfest mit dem Zahnrad 26' des Drehantriebs verbunden ist, kann selbstverständlich die drehfeste Kopplung des Außengestänges 12' an diesem Zahnrad 26' entfallen. Die Detaildarstellung 10 zeigt, daß das Außenrohr 12' gegenüber dem Zahnrad 26' durch ein Wälzlager 48 in Drehrichtung entkoppelt ist. Dabei können formschlüssige Verbindungskörper 49 lösbar im Bereich der Verbindung zwischen Außenrohr 12' und Zahnrad 26' angeordnet werden. Beim Einfügen dieser Verbindungskörper 49 wirkt der Drehantrieb sowohl auf das Schlaggestänge 13' als auch auf das Außenrohr 12'. Werden die formschlüssigen Verbindungskörper 49' entfernt, so wird nur das innere Schlaggestänge 13' gedreht.If the inner impact rod 13 'rotatably with the gear 26' of Rotary drive is connected, of course, the non-rotatable coupling of the outer linkage 12 'on this gear 26' is eliminated. The detailed display 10 shows that the outer tube 12 'opposite the gear 26' a roller bearing 48 is decoupled in the direction of rotation. It can be form-fitting Connection body 49 detachable in the area of the connection between Outer tube 12 'and gear 26' are arranged. When inserting this Connecting body 49, the rotary drive acts both on the percussion linkage 13 'as well as on the outer tube 12'. Become the positive connection body 49 'away, so only the inner punch rod 13' turned.

Die Figur 11 mit den Detaildarstellungen 11a und 11b und die Figur 12 mit den Detaildarstellungen 12a und 12b zeigen eine Ausführungsform, in der die Schlagenergie zum einen auf den Bohrmeißel 32' allein und zum anderen auf Bohrmeißel 32' und Außenrohr 12' übertragen werden können. Hierzu ist das Außenrohr 12' über eine Schiebemuffe 50 mit der Vortriebsmaschine verbunden. Die Schiebemuffe 50 ist in Vorschubrichtung vor der Anschlußmuffe 27 angeordnet und wirkt mit einem Kupplungsabschnitt 51 zusammen, der an einem verkürzten hinteren Rohrabschnitt 52 des Außenrohrs 12' angeschraubt ist.Figure 11 with the detailed representations 11a and 11b and Figure 12 with the detailed representations 12a and 12b show an embodiment in which the impact energy on the one hand on the drill bit 32 'and on the other hand can be transferred to drill bit 32 'and outer tube 12'. For this is the outer tube 12 'via a sliding sleeve 50 with the tunneling machine connected. The sliding sleeve 50 is in the feed direction in front of the connecting sleeve 27 arranged and cooperates with a coupling section 51, the on a shortened rear tube section 52 of the outer tube 12 ' is screwed on.

Der Kupplungsabschnitt 51 weist an drei Umfangspositionen in gleichmäßigen Abständen jeweils einen Zapfen 53 auf, der in einer Führungsnut in der Schiebemuffe 50 aufgenommen ist. Jede der drei Führungsnuten umfaßt einen axialen Abschnitt 54, der in zwei in Umfangsrichtung verlaufende Halteabschnitte 55, 56 übergeht. Die Zapfen-Nut-Verbindung zwischen dem Kupplungsabschnitt 51 und der Schiebemuffe 50 wirkt wie ein Bajonettverschluß. In der ersten, in den Fig. 11b und 12b links dargestellten Drehpositionen des Kupplungsabschnitts 51 können die Zapfen 53 in dem axialen Abschnitt 54 der Führungsnut verschoben werden. In der zweiten, in den Fig. 11b und 12b rechts dargestellten Drehpositionen des Kupplungsabschnitts 51 sind die Zapfen 53 in den in Umfangsrichtung verlaufenden Halteabschnitten 55,56 der Führungsnuten aufgenommen. Die beiden Drehpositionen sind in den Figuren 11a und 12a zum einen oberhalb der Mittellinie (Zapfen 53 im Halteabschnitt 55 oder 56 aufgenommen) und zum anderen unterhalb der Mittellinie (Zapfen im axialen Abschnitt 54 der Führungsnut verschiebbar) dargestellt.The coupling section 51 has three uniform circumferential positions Distances each on a pin 53 which in a guide groove in the Sliding sleeve 50 is added. Each of the three guide grooves includes an axial portion 54 which is circumferential in two Holding sections 55, 56 merges. The pin-groove connection between the Coupling section 51 and the sliding sleeve 50 acts like a bayonet lock. In the first rotational positions shown on the left in FIGS. 11b and 12b of the coupling portion 51, the pin 53 in the axial Section 54 of the guide groove are moved. In the second, in the 11b and 12b the rotational positions of the coupling section shown on the right 51 are the pins 53 in the circumferential direction Holding portions 55,56 of the guide grooves added. The two Rotational positions are in Figures 11a and 12a on the one hand above the Center line (pin 53 received in the holding section 55 or 56) and to others below the center line (pins in the axial section 54 of the Slidable guide groove) shown.

Befinden sich die Zapfen 53 in dem vorderen Halteabschnitt 56, wie in Fig. 11 und 11a dargestellt, so ist das Außenrohr 12' relativ zum Schlaggestänge 13' und dem Bohrmeißel 32' in die vordere Position geschoben. Der Bohrmeißel 32' ist weitgehend in das Außenrohr 12' eingeschoben und kann durch das Schlaggestänge 13' axial aus dem Außenrohr 12' herausgetrieben werden. Es ist zu erkennen, daß der ringförmige Absatz 39, der die Durchmessererweiterung des Bohrmeißels 32' bildet, bis zum Haltering 38 in der Verbindungsmuffe 37 in der Vorschub- oder Schlagrichtung ein ausreichendes Bewegungsspiel aufweist.Are the pins 53 in the front holding portion 56, as in Fig. 11 and 11a, the outer tube 12 'is relative to the percussion linkage 13 'and the drill bit 32' pushed into the front position. The drill bit 32 'is largely inserted into the outer tube 12' and can axially driven out of the outer tube 12 'by the percussion linkage 13' become. It can be seen that the annular shoulder 39, which the diameter expansion of the drill bit 32 'forms up to the retaining ring 38 in the Connection sleeve 37 in the feed or lay direction a sufficient Has movement play.

Befinden sich die Zapfen 53 dagegen in dem hinteren Halteabschnitt 55, wie in Fig. 12 und 12a dargestellt, so ist das Außenrohr 12' relativ zum Schlaggestänge 13' und dem Bohrmeißel 32' in die hintere Position geschoben. Der Bohrmeißel 32' ist weitgehend aus dem Außenrohr 12' herausgeschoben. Der ringförmige Absatz 39, der die Durchmessererweiterung des Bohrmeißels 32' bildet, liegt dabei axial gegen den Haltering 38 in der Verbindungsmuffe 37 an, so daß die Schläge, die von dem Schlaggestänge 13' auf den Bohrmeißel 32' übertragen werden, von dem Bohrmeißel 32' in das Außenrohr 12' geleitet werden. Auf diese Weise können beim Bohren von dem Grund des Bohrlochs ausgehend Schlagkräfte in das Außenrohr 12' eingeleitet werden, welche z.B. das Gestänge bei großer Reibung an seiner Außenseite weiter in das Bohrloch hineinziehen. Vor der Demontage der Anordnung können die Schläge, die in das Außenrohr 12' übertragen werden, die Verbindungsgewinde zwischen den einzelnen Rohrabschnitten 15 des Außenrohrs 12' lösen. However, the pins 53 are in the rear holding section 55, such as 12 and 12a, the outer tube 12 'is relative to the percussion linkage 13 'and the drill bit 32' pushed into the rear position. The Drill bit 32 'is largely pushed out of the outer tube 12'. The annular shoulder 39, which is the diameter extension of the drill bit 32 'forms, lies axially against the retaining ring 38 in the connecting sleeve 37 so that the blows from the striking linkage 13 'on the drill bit 32 'are transferred from the drill bit 32' into the Outer tube 12 'are passed. This way when drilling impact forces into the outer tube 12 'starting from the bottom of the borehole which are e.g. the linkage with great friction on his Pull the outside further into the drill hole. Before dismantling the The arrangement can transmit the blows transmitted into the outer tube 12 ' the connecting thread between the individual pipe sections 15 of the outer tube 12 'loosen.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vortriebsmaschineboring machine
2,2'2,2 '
Bohrkopfwellhead
33
Bohrgestängedrill pipe
44
Magnetsondemagnetic probe
55
Pump- und Mischvorrichtung/ FördervorrichtungPumping and mixing device / conveying device
66
Stirnflächeface
77
Austrittsdüseexhaust nozzle
88th
Austrittsdüseexhaust nozzle
99
Austrittsdüseexhaust nozzle
1010
Kanalchannel
1111
Nutgroove
12, 12'12, 12 '
Außenrohrouter tube
13, 13'13, 13 '
Schlaggestängeshock linkage
14, 14'14, 14 '
Stangepole
1515
Rohrabschnittpipe section
1616
Verbindungsmuffecoupling sleeve
17, 17'17, 17 '
Schlagstangeimpact bar
1818
Kolbenpiston
19, 19'19, 19 '
hinteres Stangenende, hintere Endfläche, Kugelkopfrear rod end, rear end face, ball head
20, 20'20, 20 '
vorderes Stangenende, vordere Endfläche, Kugelschalefront rod end, front end face, spherical shell
2121
Aussparungrecess
2222
Drehantriebrotary drive
2323
Schlagantriebpercussion drive
2424
Hydraulikmotorhydraulic motor
2525
Ritzelpinion
26, 26'26, 26 '
Zahnradgear
2727
Anschlußmuffeconnecting sleeve
2828
Manschettecuff
2929
Zufuhrleitungsupply line
3030
Zufuhrkanalsupply channel
3131
Rohr-EndabschnittTube end portion
32, 32'32, 32 '
Bohrmeißeldrill bit
3333
Dichtungpoetry
34, 34'34, 34 '
Schaftshaft
3535
Außenverzahnungexternal teeth
3636
Innenzahnprofil Internal tooth profile
3737
Verbindungsmuffecoupling sleeve
3838
Haltering, DurchmesserverengungRetaining ring, diameter narrowing
3939
ringförmiger Absatz, Durchmessererweiterungring-shaped heel, diameter extension
4040
Dichtungpoetry
4141
schräge Kanalabschnittesloping channel sections
42,42'42.42 '
Vorsprunghead Start
43,43'43.43 '
Nutgroove
4444
Gehäusecasing
4545
Zahnprofiltooth profile
4646
Außenverzahnungexternal teeth
4747
Bohrspitzedrill
4848
Wälzlagerroller bearing
4949
Verbindungselementconnecting element
5050
Schiebemuffesliding sleeve
5151
Kupplungsabschnittcoupling section
5252
verkürzter Rohrabschnittshortened pipe section
5353
Zapfenspigot
5454
axialer Abschnitt der Führungsnutaxial section of the guide groove
5555
vorderer Halteabschnitt der Führungsnutfront holding portion of the guide groove
5656
hinterer Halteabschnitt der Führungsnutrear holding portion of the guide groove

Claims (26)

Bohrsystem mit einem Bohrkopf (2, 2'), der an einem Bohrgestänge (3) befestigt ist, welches aus einem Außenrohr (12, 12') und einem darin eingefügten Schlaggestänge (13, 13') besteht, wobei das Schlaggestänge (13, 13') aus mehreren mit ihren Endflächen (19,20; 19',20') gegeneinander anliegenden Stangen (14, 14') besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (12, 12') entlang seiner Längsachse verformbar ausgebildet ist und die gegeneinander anliegenden (19,20; 19',20') Endflächen zweier (14, 14') Stangen derart ausgebildet sind, daß sie bei einer Schrägstellung der Achsen der beiden Stangen (14, 14') zueinander im wesentlichen flächig gegeneinander anliegen.Drilling system with a drill head (2, 2 ') which is fastened to a drill rod (3), which consists of an outer tube (12, 12') and a hammer rod (13, 13 ') inserted therein, the hammer rod (13, 13 ') consists of a plurality of rods (14, 14') bearing against one another with their end faces (19, 20; 19 ', 20'), characterized in that the outer tube (12, 12 ') is designed to be deformable along its longitudinal axis and the (19, 20; 19 ', 20') end faces of two (14, 14 ') rods which are in contact with one another are designed such that they lie essentially flat against one another when the axes of the two rods (14, 14') are at an angle to one another. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Stange (14, 14') nur in einem oder zwei kurzen Bereichen ihrer Länge gegen die Innenwand des Außenrohres (12, 12') abstützt.System according to claim 1, characterized in that each rod (14, 14 ') is supported against the inner wall of the outer tube (12, 12') only in one or two short areas of its length. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich, in dem sich jede Stange (14, 14') gegen die Innenwand des Außenrohres (12, 12') abstützt, in axialer Richtung verlaufende Aussparungen (21) oder Kanäle für den Durchtritt eines Spülmediums vorgesehen sind.System according to claim 2, characterized in that in the area in which each rod (14, 14 ') is supported against the inner wall of the outer tube (12, 12'), recesses (21) or channels for the passage running in the axial direction a flushing medium are provided. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander anliegenden Endflächen (19,20; 19',20') zweier Stangen (14, 14') einerseits konvex und andererseits konkav gewölbt sind.System according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mutually abutting end faces (19, 20; 19 ', 20') of two rods (14, 14 ') are convex on the one hand and concave on the other hand. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (19,19') jeder Stange von einem Kugelkopf und das andere Ende (20,20') jeder Stange von einer Kugelschale gebildet wird.System according to claim 4, characterized in that one end (19, 19 ') of each rod is formed by a spherical head and the other end (20, 20') of each rod by a spherical shell. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kugelkopfes (19, 19') im wesentlichen dem Innendurchmesser des Außenrohres (12, 12') entspricht.System according to claim 5, characterized in that the diameter of the ball head (19, 19 ') essentially corresponds to the inside diameter of the outer tube (12, 12'). System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des an den Kugelkopf (19, 19') angrenzenden Abschnittes jeder Stange (14, 14') kleiner ist als der Durchmesser des Kugelkopfes (19, 19').System according to Claim 5 or 6, characterized in that the diameter of the section of each rod (14, 14 ') adjoining the spherical head (19, 19') is smaller than the diameter of the spherical head (19, 19 '). System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkopf (19, 19') in seinem in radialer Richtung der Stange außen liegenden Bereich Aussparungen (21) aufweist, die sich in axialer Richtung der Stange (14, 14') erstrecken.System according to one of claims 5 to 7, characterized in that the spherical head (19, 19 ') has recesses (21) in its region lying on the outside in the radial direction of the rod, which recesses extend in the axial direction of the rod (14, 14') extend. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Vorschubrichtung des Bohrgestänges (3) vorderste Stange (14, 14') mit einer Endfläche (20, 20') gegen eine Endfläche eines Bohrmeißels (32, 32') anliegt, der den Bohrkopf (2, 2') trägt.System according to one of the preceding claims, characterized in that the foremost rod (14, 14 ') in the advancing direction of the drill pipe (3) has an end face (20, 20') against an end face of a drill bit (32, 32 ') which carries the drill head (2, 2 '). System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrmeißel (32) axial beweglich und drehfest in dem Außenrohr (12) gehalten ist.System according to claim 9, characterized in that the drill bit (32) is held in the outer tube (12) in an axially movable and rotationally fixed manner. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrmeißel (32) einen Schaft (34) mit einer Außenverzahnung (35) aufweist, die in einer Innenzahnprofil (36) des Außenrohrs (12) axial verschiebbar geführt ist.System according to claim 10, characterized in that the drill bit (32) has a shaft (34) with external toothing (35) which is guided axially displaceably in an internal tooth profile (36) of the external tube (12). System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Außenrohr (12) ein Drehantrieb (22) verbunden ist, der vorzugsweise hydraulisch betätigt ist.System according to claim 10 or 11, characterized in that a rotary drive (22) is connected to the outer tube (12), which is preferably actuated hydraulically. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (19', 20') zweier gegeneinander anliegender Stangen (14') formschlüssig ineinander eingreifende Verbindungselemente (42,43, 42',43') zur Drehkraftübertragung aufweisen.System according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ends (19 ', 20') of two mutually abutting rods (14 ') have interlocking engagement elements (42, 43, 42', 43 ') for the transmission of torque. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente einerseits aus mindestens einer Ausnehmung (43,43') in einer (20') der gegeneinander anliegenden Endflächen (19',20') der Stangen (14') und andererseits aus mindestens einem Vorsprung (42,42') an der Endfläche (20') der anderen Stange (14') bestehen.System according to claim 13, characterized in that the connecting elements on the one hand from at least one recess (43, 43 ') in one (20') of the mutually abutting end faces (19 ', 20') of the rods (14 ') and on the other hand from at least one There is a protrusion (42, 42 ') on the end face (20') of the other rod (14 '). System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (19',20') zweier gegeneinander anliegender Stangen Führungselemente umfassen, die beim axialen Andrücken der Stangenenden (19',20') gegeneinander den Vorsprung (42,42') in die Ausnehmung (43,43') führen.System according to Claim 14, characterized in that the ends (19 ', 20') of two rods lying against one another comprise guide elements which, when the rod ends (19 ', 20') are pressed axially against one another, have the projection (42, 42 ') into the recess (43.43 ') lead. System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schlaggestänge (13') ein Drehantrieb (22) verbunden ist, der vorzugsweise hydraulisch betätigt ist.System according to one of Claims 13 to 15, characterized in that a rotary drive (22), which is preferably actuated hydraulically, is connected to the percussion linkage (13 '). System nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schaft (34) des Bohrmeißels (32) und dem Außenrohr (12) eine Dichtung (40) angeordnet ist.System according to one of claims 9 to 16, characterized in that a seal (40) is arranged between the shaft (34) of the drill bit (32) and the outer tube (12). System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vor der Dichtung (40) innerhalb des Außenrohres (12) befindlichen Bereich des Schaftes (34) mindestens ein Kanal (41) zur Weiterleitung eines Spülmediums mündet.System according to claim 17, characterized in that in the area of the shaft (34) located in front of the seal (40) inside the outer tube (12), at least one channel (41) opens for the forwarding of a flushing medium. System nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Außenrohr (12) nahe dem Bohrkopf (2) eine Verengung (38) des Innendurchmessers angeordnet ist und daß an dem vor der Verengung (38) innerhalb des Außenrohres befindliche Bereich des Schaftes (34) des Bohrmeißels (32) eine Durchmessererweiterung (39) angeordnet ist, die größer ist als die Verengung (38) des Innendurchmessers des Außenrohrs (12).System according to one of claims 9 to 18, characterized in that a constriction (38) of the inner diameter is arranged in the outer tube (12) near the drill head (2) and in that on the area of the Shank (34) of the drill bit (32) is arranged a diameter extension (39) which is larger than the constriction (38) of the inner diameter of the outer tube (12). System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (12) aus über verschraubbare Verbindungsmuffen (16) miteinander verbundenen Rohrabschnitten (15) besteht.System according to one of the preceding claims, characterized in that the outer tube (12) consists of tube sections (15) which are connected to one another via screwable connecting sleeves (16). System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen vorzugsweise hydraulisch betätigten Schlagantrieb umfaßt, dessen Kolben (18) auf die in Vorschubrichtung des Bohrgestänges hinterste Stange (14, 14') des Schlaggestänges (13, 13') wirkt.System according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a preferably hydraulically operated percussion drive, the piston (18) of which acts on the rearmost rod (14, 14 ') of the percussion linkage (13, 13') in the direction of advance of the drill pipe. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem in Vorschubrichtung hinteren Ende des Bohrgestänges (3) mindestens ein das Außenrohr (12) durchragender Zufuhrkanal (30) für ein Spülmedium angeordnet ist. System according to one of the preceding claims, characterized in that at least one feed channel (30) for a flushing medium which extends through the outer tube (12) is arranged near the rear end of the drill pipe (3) in the feed direction. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen Außenrohr (12) und Schlaggestänge (13) am hinteren Ende des Bohrgestänges (3) abgedichtet ist.System according to claim 22, characterized in that the annular space between the outer tube (12) and percussion rod (13) is sealed at the rear end of the drill rod (3). System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlaggestänge (13') in axialer Richtung gegenüber dem Außenrohr (12') zumindest in Vorschubrichtung festlegbar ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the percussion linkage (13 ') can be fixed in the axial direction with respect to the outer tube (12') at least in the feed direction. System nach Anspruch 19 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmessererweiterung (39) des Bohrmeißels (32') gegenüber dem Außenrohr (12') arretierbar ist, wobei sie in axialer Richtung gegen die Durchmesserverengung (38) des Außenrohrs (12') anliegt.System according to claims 19 and 24, characterized in that the diameter widening (39) of the drill bit (32 ') can be locked in relation to the outer tube (12'), whereby it bears in the axial direction against the diameter narrowing (38) of the outer tube (12 ') , System nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (12') an der Vortriebsmaschine (1) in axialer Richtung verschiebbar und in mindestens zwei verschiedenen axialen Positionen festlegbar befestigt ist.System according to Claim 24 or 25, characterized in that the outer tube (12 ') is fastened to the tunneling machine (1) in an axial direction and can be fixed in at least two different axial positions.
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