JP2708067B2 - 自動推進式衝撃掘削機 - Google Patents

自動推進式衝撃掘削機

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JP2708067B2
JP2708067B2 JP2091936A JP9193690A JP2708067B2 JP 2708067 B2 JP2708067 B2 JP 2708067B2 JP 2091936 A JP2091936 A JP 2091936A JP 9193690 A JP9193690 A JP 9193690A JP 2708067 B2 JP2708067 B2 JP 2708067B2
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トラクト―テクニーク パウル シュミット マシーネンファブリーク カーゲー
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動推進式衝撃掘削機、とくに土穿孔用のも
のであって円筒形ハウジングの前進側に取付けてある、
衝撃ピストンから衝撃インパルスを受ける衝撃工具を備
えており、衝撃ピストンは脈動的並進的作動行程におい
て気力式駆動可能であるものに関する。
［従来の技術］ ドイツ国特許第2157259号からは、円筒形ハウジング
内に保持されている衝撃尖頭とハウジング内で往復運動
する衝撃ピストンとを備えた気力式に駆動される衝撃掘
削機が公知である。この機械の自動制御式ピストンは周
期的な衝撃を可動の衝撃尖頭に加える。この衝撃の影響
下に、押圧ばねを介してハウジングに支えられている衝
撃尖頭が往復しながら土中へ進入し、その行程が完了す
ると最後にハウジングを引きつける。
ドイツ国特許出願公開第2105229号からは、これに反
して衝撃尖頭がハウジングの固定の構成部品である衝撃
掘削機が公知である。
この種の衝撃掘削機はとくに公共事業用導管導線、た
とえば給水及び排水、電力又は電話線用のものなどを地
下に埋設するのに、このための埋設用溝を掘開する必要
なしに、役立つ。その際衝撃掘削機は前進時に土を押し
やりかつ圧密しながら土中を進んでトンネルを設け、そ
れに導管又はケーブルを問題なく挿入することができ
る。
この技術の水準に該当する衝撃掘削機は、本質的には
直線状のすなわち一旦定めた前進方向からそらし得ない
穿孔、すなわちトンネルを設け得るように作ってある。
この種の構造の機械はたとえばドイツ国特許第2340751
及び2634066号にも記載してある。
しかし実地においてはとくに不均等な土質において、
とりわけ長距離を克服する際には制御不能の方向偏倚に
至ることがあることが分った。その結果としてその作業
方向の制御可能かつ操縦可能の衝撃掘削機の緊急な技術
的需要となる。方向操作の必要性はたとえばとくに困難
な障害又は交差する他の導管を迂回するためにも生じ
る。
ドイツ国特許第3027990号からはハウジング内で往復
運動する衝撃ピストンによって力を加えられる衝撃尖頭
と進行方向を制御する案内面とを備えた、とくに土穿孔
用の自動推進式衝撃掘削機が公知である。この機械の特
徴は、衝撃尖頭に前方傾斜面があることである。これで
はたとえばさまざまな傾斜角度の交換可能の傾斜面とす
ることができる。傾斜面を屋根状に形成しておくことも
できる。
この種の機械構造の利点は、土中において傾斜面が衝
撃掘削機にその中心線に垂直の運動成分を付与しこれが
衝撃掘削機によって設けられるトンネルの円弧状の道程
へ導くことにある。傾斜面の傾斜角度に応じて円弧状ト
ンネルの半径の大きさが異なるので交換可能の衝撃尖頭
のさまざまな傾斜角度のさまざまな傾斜面によって有利
にさまざまな半径が達成できることになる。衝撃尖頭の
調整可能の傾斜面も円弧状トンネルを作ることを可能に
する。付加的に可能な屋根状構造によって更に機械の掘
進性能が向上する。
この公知の機械の場合も間断なく推進中は予め定めら
れた曲線走行経路を任意に変更し又は影響を及ぼし、よ
って機械を目標を定めて操縦することはできない。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、冒頭にあげた種類の衝撃掘削機であ
って従来存在している従来的限界を克服して、たとえば
間断なく運転中に推進方向に任意に作用しこれを制御
し、目標を定めての操縦により推進方向を変えるよう
に、機械尖頭すなわち機械の先端に取付けた衝撃工具を
推進中に回転させることの出来るようにすることであ
る。
［課題を解決するための手段］ この課題を解決は、冒頭にあげた種類の自動推進式衝
撃掘削機において本発明をもって、衝撃工具（これは機
械尖頭であってもよい）はハウジング内に回転中心線の
周りに回転可能に取付けてあり、これと協力する、衝撃
ピストンの各衝撃に続く並進運動を漸進的回転運動に変
えるための動的手段ならびに回転運動の起動又は中断の
ための望ましくは気力式で制御可能の手段があることに
よって達成される。
機械の運動方向（推進方向）に影響を及ぼすため、衝
撃工具乃至機械尖頭に傾斜面を設けておくことができ
る。
本発明による自動推進式衝撃掘削機の構造により、有
利に、その推進方向を間断なく推進作業中に外部から制
御しかつ影響を及ぼし、よって目標を定めての操縦によ
り土中で機械の作動方向を制御する可能性が生じる。こ
のことは簡易なしかたで、衝撃工具が間断なく回転運動
する操業状態において、衝撃掘削機頭部は機械の長軸の
周りで衝撃ピストンの衝撃数に同調して回転し、直線状
の推進が実質上方向偏倚なしに行なわれることによって
達成される。そのあと方向偏倚の制御のために、長さ方
向に可動の衝撃ヘッドの回転は中断され、前方の傾斜し
た案内面の傾斜姿勢に対応して円弧状トンネル部分が作
られる。
この円弧状推進の平面は衝撃工具の傾斜した案内面に
ほぼ垂直である。それゆえこの傾斜した案内面の基準
面、たとえば水平面に対する角度姿勢を求めかつ調整し
得ることが必要である。
このため本発明の一実施形式は、衝撃工具に、ハウジ
ング長軸と交差するハウジングに固定した勾配のある基
準面に対する工具の回転角度姿勢を発信するセンサを従
属させておくように考えてある。このセンサは望ましく
はハウジングの前部に取付けてある。すなわち自動推進
式衝撃掘削機の方向安定性が、機械に推進方向において
できるだけ前方にセンサを取付けることによって改善で
きることは公知である。
機械の一実施形式では、衝撃工具を本質的には円筒形
衝撃心金であって傾斜面つき衝撃ヘッドを支えて衝撃尖
頭で終っている前方軸部と衝突面のある後方軸部とそれ
らの間のピストン環状面つきピストンの形の直径の拡大
された範囲とがあるものとして形成しておくように考え
てある。
この場合衝撃工具の一方の軸部には、ハウジング内に
固定してある、対応の急ピッチのねじ山を備えて形成し
てある環状ナットと係合する急ピッチの運動ねじ山を備
えた、軸部に回転中心線の方向に摺動不能だが回転可能
に取付けてあるスリーブ状ねじがあり、軸部とねじとの
間にはフリーホィールが取付けてある。
ねじとナットとのねじ山輪郭の動的係合の結果とし
て、ピストンが衝撃尖頭の面を打つごとに、衝撃工具は
その作動行程だけ並進で前方あたりまで移動し、ねじと
ナットとは相互相対的に螺旋状運動を並進方向にも回転
方向にも実施することが達成される。その際フリーホィ
ールは、衝撃尖頭が予め定められた方向に前進又は後退
の何れかでのみ回転するように計らう。
その際構造は有利に、衝突尖頭が衝撃心金の後退の際
のみ回転するようにしてある。これによって極めて穏和
な作動のしかたが得られる。このシステムはまた衝撃心
金が前進では並進−回転で、後退では並進でのみ動くよ
うに設計しておくこともできよう；しかしこの場合比較
的に極めて衝撃的な、従ってまた機械的に高い負荷をフ
リーホィールへまたねじとナットとのねじ山側面へ与え
ることになり、結局は故障のない運転の負荷となる。こ
のことを顧慮してその場合機械の望ましい実施形式で
は、フリーホィール装置に対応して、斜めに切断した衝
撃ヘッドを備えた衝撃尖頭が衝撃工具の後退ごとに特定
の角度だけハウジング中心線の周りで回転するように考
えてある。
衝撃ピストンの単位時間あたりの衝撃が増大すればす
るほど衝撃ヘッド全体の単位時間あたりの回転も頻繁と
なる。その際には行程ごとの回転角度はねじ及びナット
のねじ山のピッチならびに衝撃工具の行程の長さによっ
て左右される。
回転運動の起動又は中断のための気力式制御可能の手
段の一実施形式では、両軸部間のピストンとハウジング
内に取付けてある円筒形スリーブとをピストン／シリン
ダ単位として協力するよう形成し配置しておくように考
えてある。その場合さらにピストン／シリンダ単位の作
動空間は、ハウジング壁体内に軸に平行の圧縮空気管路
として形成してある穿孔を介して圧縮空気源に連結可能
である。
これらの制御要素によって回転の中断は、ピストン／
シリンダ単位の作動空間を無圧とすることによって導入
でき、その際衝撃心金は前方の位置に保持され、よって
衝撃ピストンの衝撃の際に並進運動は行われず、従って
また回転運動も行なわれない。
水平面に対する傾斜面の姿勢の絶対的測定のために
は、長軸の周りの衝撃掘削機の回転方向と掘削機に対す
る衝撃ヘッドの回転姿勢とを把握する必要がある。この
目的のため別の提案によると、空間中の基準面たとえば
水平面に対するハウジングに固定してある縦断面の傾斜
について測定したハウジングの角度姿勢の測定のため機
械にはハウジングに回転不能に取付けてある傾斜計、た
とえば捻り剛性の金属線などがあるように考えてある。
このものは曲線形のトンネルの場合にも機械によって同
伴され得、その稔り剛性の特性の結果として、長大な、
曲線部分を含むトンネルの場合にも長軸の周りの衝撃掘
削機の捻れを認識させる。
この機械は穿孔棒を備えた、とくに水平の穿孔装置を
形成するのにも極めて有利に制御機種として頭部前方に
取付け、棒と回転不能に結合しておくことができる。
さらにまたこの機械はその推進及び穿孔性能の強化の
ため穿孔棒を介してこれに助勢する推進装置と摩擦係合
により結合することができる。また最後にその推進装置
はとくに簡易な構造の場合に棒回転駆動部と協力するよ
うに形成しておくことができる。
本発明を望ましい実施形式において図解的な図面に示
す。これらの図面から本発明のその他の有利な詳細が読
みとることができる。
［実 施 例］ 第１図に示したその衝撃掘削機は円筒形ハウジング１
の推進側に、軸方向に１行程の長さ102だけ可動に取付
けてある、衝撃ピストン２から衝撃インパルスを加えら
れ得る、前方傾斜面20を備えた衝撃工具100がある。こ
の場合衝撃ピストン２は圧縮空気により脈動性並進性作
動行程において気力式駆動可能に形成し配置してある。
衝撃工具100はその傾斜面20をもってハウジング内で
回転中心線Ｘ−Ｘの周りに回転可能に取付けてあり、こ
れと協力する、衝撃ピストン２の各衝撃に続く並進運動
を漸進的な回転運動に変えるための動的手段12,13,14な
らびに回転運動の起動又は中断のための気力式制御可能
の手段8,19,105,106がある。
衝撃工具100は本質的には、前方の、衝撃尖頭６で終
わる、傾斜面20つき衝撃ヘッド７を支えている軸部18.
1、後方の、衝突面101のある軸部18.2及びそれらの間
の、ピストン環状面108を備えたピストン19の形の拡大
された直径の範囲がある円筒形衝撃心金として形成して
ある。軸部18.1及び衝撃ヘッドは取付ピン10によって互
いに堅固に結合してある。
衝撃工具100にハウジングの長軸Ｘ−Ｘと交差する、
ハウジングに固定してある基準面Ｙ−Ｙ（第４図）に対
する工具の回転角度姿勢を発信するセンサの少なくとも
１個が従属させてあり、望ましくは実施例のとおりハウ
ジング１の前部に取付けてある。このセンサは望ましく
は軸部18.1の周回範囲に、これと接触せずに周回方向に
等間隔にハウジング１内に取付けてある少なくとも２個
の感応コイル16ならびにこれらと協力する、偏心子103
として形成してある軸部18.1の範囲を備えた感応発信機
を備えることができる。
ここに図示した測定システムは、衝撃工具100の回転
の際にセンサ、コイル16の範囲における偏心子103を備
えた軸部18.1の構造により偏心範囲103の強磁性材料と
コイル16乃至その鉄心16.1との距離112が衝撃心金の角
度姿勢に応じて変化してこの変化に対応して感応信号を
発するように作動する。コイル導線はそのとき軸に平行
の壁体内穿孔105（第４図）を通って機械後端に、さら
にトンネルを通って操作台へ達している。
土中の衝撃掘削機の制御及び位置測定のためにはさら
に広汎な測定システムが必要である。たとえば地表から
の掘削機の深さ及び側方位置を求めなくてはならない。
さらにまた水平面に対する傾斜面の姿勢も測定できなく
てはならない。
衝撃掘削機の深さ及び側方位置測定のために衝撃工具
100の尖頭６に穿孔111が方位測定用発信機収容のために
設けてある。この発信機（図示してない）は信号を送り
出し、それらの出口として長孔115が衝撃尖頭６に設け
てある。出口長孔115があるので発信インパルスの強さ
が水平面に対する長孔の回転姿勢に応じて変化し、よっ
て第２図によく図解する様に水平面に対する傾斜面20の
姿勢を求めることが出来る。同図には発信インパルスに
記号116が施こしてある。
すでに前記したとおり、水平面に対する傾斜面20の回
転姿勢の測定は長軸Ｘ−Ｘの周りの衝撃掘削機の旋回及
びハウジング１に対する衝撃ヘッドの回転姿勢を測定し
て実施できる。両測定値はそのとき水平面に対する傾斜
面20の絶対的姿勢を示す。衝撃掘削機のその長軸Ｘ−Ｘ
の周りの旋回の測定のためにはこれに第２図の図解のと
おり傾斜計27を固定しておくことができ、これは衝撃掘
削機末端にあり又はその直後に回転不能の継手を介して
たとえば継手要素24,25を用いて掘削機と結合してあ
る。電流供給導線ならびに測定値監視用導線は感応コイ
ル16から出て環状通路114及び穿孔105を通り機械末端へ
さらに電源乃至データ収集装置へ達する。
すでに言及した、傾斜面20の姿勢を測定する及びそれ
によって場合によっては前記測定を制御もする可能性
は、衝撃工具100の尖頭６内に組みこんである方位測定
発信機の発信インパルス116が評価されることにある。
受発信システムは、発信インパルスは傾斜面20が上向
のとき信号Ｘを、それが下向のとき信号X2を発する、傾
斜面が左に向いているとき信号X3を、右に向いていると
き信号X4を発するように構成してある。
これに基いて傾斜面20の四つの姿勢を360゜の全円周
上に示す。それらの間では360゜の全円周上の傾斜面の
任意の姿勢が対応の電子式分析によって示され得る。こ
れによって衝撃掘削機を直線方向からずらすため単純な
操縦により傾斜面20を対応して目標を定めて設定して
右、左、上又は下へ制御することができる。
上記の測定装置及びこれに基いての測定法は本発明の
枠内において例としてのみ把握できる。これらはそれら
の単純性からとくに有利である。しかしこのことは他の
装置及び方向も衝撃工具100の傾斜面20の姿勢測定のた
め採りあげることを排除するものではない。たとえば傾
斜面20の姿勢を、機械直後の圧縮空気ホース118に又は
機械末端にポデンショメータ２個を固定しておいて求め
ることもできる。一方のポテンショメータは垂線（衝撃
掘削機の回転姿勢）を測定し他方のポテンショメータは
たとえば掘削機中心を軸方向に衝撃尖頭６まで通してこ
れに回転不能に結合してある可撓性軸によって衝撃工具
100の回転姿勢及び頭部姿勢を示す。
土中でハウジング自体乃至衝撃掘削機は回転せず衝撃
工具100のみが回転するようにするには衝撃掘削機に捻
転防止に役立つ安定面17を装備しておく必要が生じるこ
とがある。
本発明による機械の機械的実施形式の範囲において第
１図はさらに衝撃心金の前方の軸部18.1と後方の軸部1
8.2との間のピストン19の構成を示す。心金には後端に
衝突面101があり、これが衝撃ピストン２により脈動的
に衝撃される。ピストン後面と２個の止めナットとして
作用するナット11との間には軸部18.2上で回転中心線Ｘ
−Ｘの方向に摺動不能だが回転可能に取付けてあるスリ
ーブ状のねじ１があり急ピッチの運動ねじ山109を備え
ていてこれがハウジング１内に固定してある環状ナット
13の対応の急ピッチのねじ山110と係合する。軸部18.2
とねじ12との間にはフリーホィール14が取付けてある。
後者は前述のとおり、衝撃心金が前方へ移動する際に、
衝撃ピストン２の衝撃インパルスの作用の下にねじ12が
軸部18.2に対しては空転するが、これに反して衝撃工具
の後退の際には回転運転を実施する。この後退はピスト
ン19と、ハウジング１内に固くねじこんであるスリーブ
８との構造からならびにピストン／シリンダ単位として
の、スリーブ８により囲まれた室106内の圧縮空気の作
用によりピストン19の環状面108に圧縮空気を打ちあて
て行なわれる。この圧縮空気は穿孔113及びその接続開
孔104を通って圧力室106内へ導入される。
衝撃工具100の回転の抑止は、圧力室106を無圧とし、
よってピストン109が、従ってまた衝撃工具100が前方位
置に保持されることによって行なわれ、その際ピストン
19の前面がねじ８の衝撃縁107に接している。圧力室106
が無圧に止まる限り、衝撃ピストン２の後退中は空間21
内の空気圧により衝撃工具はこの位置に保持される。
スリーブ８に組み込んであるセンサコイル16は汚れ及
び湿気の侵入から守るねじつけられた帽30によって囲ま
れている。穿孔113及び開孔104を通り圧力室106内へ圧
縮空気を送入する際に、軸部18.1と前方のスリーブ８と
の間の嵌めあいから生じる嵌めあい間隙32に対応するこ
れら料部品間のパッキン間隙にそっての減圧の下に圧縮
空気の逸出が生じる。この逸出空気は一方ではそれに伴
なわれる油霧により衝撃心金乃至その軸部18.2のための
案内、滑動及び潤滑剤として役立つ。さらにこの空気は
衝撃工具100とその帽（前方ねじ）30を囲んでいる円筒
形カラー33との間から外部へ出して行きその流れによっ
てこれらの部品間にある保護間隙内へ湿気又は汚染の侵
入を阻止する。
第２図は全く図解的に開始溝26から土中へ進入する機
械を側面図において示す。機械はその後端に、衝撃工具
100及びその傾斜面20の回転の際に、ハウジング１がそ
の中心線Ｘ−Ｘの周りに反対方向に、又推進作業中に
も、回転するのを阻止する案内又は安定面を備えてい
る。後端には圧縮空気ホース118が認められる。さらに
継手要素24,25及び固定具23を介して、可撓性だが捻り
剛性の傾斜計27も装備してある。衝撃工具100の頭部内
に組みこんである発信機はとくに長孔115を通って方位
測定信号116を発し、これが地上でそれ自体公知のしか
たで受けられ分析される。よって、すでに述べたとお
り、水平面に対する傾斜面20の姿勢、深さ及び進行方向
が測定できる。ハウジング１の回転姿勢は傾斜計27を介
して機械的、電気的又は電子的受信機へ伝達されて別の
測定信号を生じ、これがたとえばセンサ・コイル16の回
転姿勢信号と組合せられて傾斜面20の正確な回転方向方
位測定をもたらす。
この場合一方の測定信号に又は上記双方の信号に基く
ことができるが、またすべての信号をまとめて極めて正
確な方位測定システムで共通に評価することもできる。
第３図には開始溝26から出発する水平の掘削装置が全
く図解的に示してある。これには穿孔棒28があり、この
穿孔棒28の頭部前方に推進ならびに制御装置の機能のあ
る衝撃掘削機29が取付けてある。制御機能は機械が不断
に回転する衝撃工具100を用いて駆動され得る乃至傾斜
面20の姿勢を水平面及び／又は垂直線に対して特定の角
度に調整して操向操縦後に、ときどき回転不能に導かれ
る衝撃工具100において方向補正に実施することから生
じる。
その場合機械はその推進及び穿孔性能強化のため穿孔
棒28を介して機械に助勢する推進装置31と摩擦結合で結
合することができる。対応の実施形式ではこの推進装置
31がまた、掘削装置において通常のとおり、穿孔棒28へ
並進運動エネルギーも回転のものも供給できる。この目
的のためたとえば推進装置31には加圧油導管37つきの付
加的な水力学的駆動部35がある。水平掘削装置によって
土中に設けられたトンネルには記号34が施こしてある。
この機械も案内面17を備えており、これらが方向安定性
を高め、同時に操縦性を改良する。
第３図に示してある衝撃掘削機は、衝撃ピストン２に
助勢する穿孔棒28とは無関係に気力式駆動部により圧縮
空気を導入しながら往復する衝撃運動を起こさせ得るよ
うに、形成しておくことができる。
第４図には第１図の機械の切断面IV−IVにそって横断
面が表わしている。ここで同じ機能要素には第１図に対
応して同じ記号が施こしてある。比較的厚肉のハウジン
グ１内には圧縮空気用113と測定用導線用105との２本の
管路が設けてある。さらにこの断面図は中心に軸部18.2
及びこの周りで回転可能だが軸方向には摺動不能に取付
けてある螺旋状ねじ山110つきのスリーブ状ねじ12また
は同じくスリーブ状の、ハウジング１内に堅固に固定し
てある、相手のねじ山109つきのナット13を示す。ねじ1
2と軸部18.2との間にはフリーホィール14が組みこんで
ある。空間内の一平面たとえば水平面に対するハウジン
グ１の回転位置を確定するための基準面はＹ−Ｙで示し
てある。
本発明による回転駆動部は操縦可能の衝撃掘削機のみ
でなく、そのうえに長軸の周りに回転可能のハウジング
部分又は工具を備えた、たとえば回転可能の衝撃尖頭を
備えたすべての機械に適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は機械の縦断面図、第２図は機械の側面図、第３
図は穿孔棒及び頭部前方に取付けてある、前方傾斜面の
ある回転可能の衝撃工具を備えた衝撃掘削機のある水平
掘削装置を示し、第４図は第１図の切断面IV−IVにそっ
た機械の横断面図を示す。 １……ハウジング、1.1……その壁体 ２……衝撃ピストン、６……衝撃尖頭 ７……衝撃ヘッド、８……スリーブ 10……取付ピン、11……とめナット 12……スリーブねじ、13……環状ナット 14……フリーホィール 12〜14……並進／回転運動転換手段 16……コイル、16.1……鉄心 17……安定面 18.1,18.2……軸部、19……ピストン 20……傾斜面、21……空間 23……固定具、24,25……継手要素 26……開始溝、27……傾斜計 28……穿孔棒、29……制御装置 30……帽（前部ねじ） 31……推進装置、32……嵌めあい間隙 33……カラー、34……トンネル 35……棒回転駆動部 36.1,36.2……継手、37……加圧油導管 100……衝撃工具、101……衝突面 102……１行程の長さ 103……偏心子、104……接続開孔 105……穿孔 106……作動空間（圧力室） 8,19,105,106……回転運動起動／中断手段 107……衝突縁 108……ピストン環状面 109,110……ねじ山、111……穿孔 112……距離、113……穿孔 114……環状通路、115……長孔 116……発信インパルス 118……圧縮空気ホース Ｘ−Ｘ……回転中心線（機械長軸） Ｙ−Ｙ……基準面

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】円筒形ハウジングの前進側に取付けてあ
    る、衝撃ピストンから衝撃インパルスを受け得る衝撃工
    具を備え、衝撃ピストンは脈動的並進的作動行程におい
    て駆動可能である自動推進式衝撃掘削機において、衝撃
    工具（100）はハウジング（１）内に回転中心線（Ｘ−
    Ｘ）の周りに回転可能に取付けてありかつ衝撃ピストン
    （２）の各中心衝撃に続く並進運動を逐次回転運動に転
    換する動的手段（12,13,14）ならびに回転運動の起動又
    は中断のための手段（8,19,105,106）があることを特徴
    とする自動推進式衝撃掘削機。
  2. 【請求項２】衝撃工具（100）には傾斜面（20）が設け
    てあることを特徴とする請求項１記載の機械。
  3. 【請求項３】衝撃工具（100）にはハウジング（１）の
    長軸（Ｘ−Ｘ）と交差する、ハウジングに固定してある
    基準面（Ｙ−Ｙ）に対する工具の回転角度姿勢を発信す
    るセンサ（16）が付属させてあることを特徴とする請求
    項１又は２記載の機械。
  4. 【請求項４】センサ（16）はハウジング（１）の前部に
    取付けてあることを特徴とする請求項１乃至３のうちの
    一つに記載の機械。
  5. 【請求項５】衝撃工具（100）は本質的には円筒状衝撃
    心金であって前方の、衝撃尖頭（６）で終る、傾斜面
    （20）つき衝撃ヘッド（７）を支えている軸部（18.1）
    と、後方の、衝撃面（101）のある軸部（18.2）と、そ
    れらの間の、ピストン環状面（108）つきピストン（1
    9）の形の直径の拡大された範囲とを備えたものとして
    形成してあることを特徴とする請求項１乃至４のうちの
    一つに記載の機械。
  6. 【請求項６】衝撃工具（100）の軸部（18.2）は回転中
    心線（Ｘ−Ｘ）の方向に軸部（18.2）に摺動不能にただ
    し回転可能に取付けてある、急ピッチの駆動ねじ山（10
    9）を備えたスリーブ状ねじ（12）があり、そのねじ山
    は対応の急ピッチのねじ山（110）を備えて形成されハ
    ウジング（１）内に固定してある環状ナット（13）と係
    合し、軸部（18.2）とねじ（12）との間にフリーホィー
    ル（14）が取付けてあることを特徴とする請求項１乃至
    ５のうちの一つに記載の機械。
  7. 【請求項７】ピストン（19）及びハウジング（１）内に
    取付けてある円筒形スリーブ（８）はピストン／シリン
    ダ単位として協力するよう形成してあり配置してあるこ
    とを特徴とする請求項１乃至６のうちの一つに記載の機
    械。
  8. 【請求項８】ピストン／シリンダ単位の作動空間（10
    6）は、ハウジング（１）の壁体（1.1）中に軸に平行に
    延びている、圧縮空気管路として形成してある穿孔（10
    5）を介して圧縮空気源と連結可能であることを特徴と
    する請求項１乃至７のうちの一つに記載の機械。
  9. 【請求項９】ハウジングに固定した勾配のあるハウジン
    グ縦断面（Ｙ−Ｙ）に対する衝撃工具（100）の角度姿
    勢測定のためのセンサ（16）には、軸部（18.1）の周囲
    にこれと接触することなく、等しい周囲間隔にハウジン
    グ（１）内に取付けてある少なくとも２個の感応コイル
    （16）ならびにこれらと協力する、偏心子（103）とし
    て形成してある軸部（18.1）の範囲を備えた感応発信機
    があることを特徴とする請求項１乃至８のうちの一つに
    記載の機械。
  10. 【請求項１０】軸部（18.1）にはその尖頭（６）の範囲
    に方位発信機収容のための穿孔（111）があることを特
    徴とする請求項１乃至９のうちの一つに記載の機械。
  11. 【請求項１１】空間内の基準平面たとえば水平面に対す
    るハウジングに固定した勾配のある縦断面（Ｙ−Ｙ）の
    傾斜について測定したハウジング（１）の角度姿勢測定
    のため、ハウジング（１）に回転不能に取付けてある傾
    斜計、たとえば稔り剛性の金属線などがあることを特徴
    とする請求項１乃至10のうちの一つに記載の機械。
  12. 【請求項１２】穿孔棒（28）を備えた水平穿孔装置を形
    成しながら、制御装置（29）として頭部の前方に取付け
    てありこれと回転不能に結合してあることを特徴とする
    請求項１乃至11のうちの一つに記載の機械。
  13. 【請求項１３】推進性能及び穿孔性能強化のため、穿孔
    棒（28）を介してこれを推進する推進装置（31）と摩擦
    結合で連結してあることを特徴とする請求項１乃至12の
    うちの一つに記載の機械。
  14. 【請求項１４】推進装置（13）は棒回転駆動部（35）と
    協力するよう形成してあることを特徴とする請求項１乃
    至13のうちの一つに記載の機械。
  15. 【請求項１５】衝撃工具（100）はハウジング（１）内
    に軸方向に可動に取付けてあることを特徴とする請求項
    １乃至14のうちの一つに記載の機械。
  16. 【請求項１６】衝撃工具の回転運動起動又は中断のため
    の手段（8,19,105,106）は気力式に制御可能であること
    を特徴とする請求項１乃至15のうちの一つに記載の機
    械。
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Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4103196C2 (de) * 1991-02-02 1994-06-09 Tracto Technik Bohrgerät
DE4122503C2 (de) * 1991-07-03 1995-07-13 Mueller Gerhard Antrieb eines Erddurchdringungskörpers mit explosiver Gasmischung
DE4122350C2 (de) * 1991-07-05 1996-11-21 Terra Ag Tiefbautechnik Verfahren zur Richtungssteuerung eines Raunbohrgerätes sowie Vorrichtung zur Herstellung von Erdbohrungen
DE4142343C2 (de) * 1991-12-20 1996-10-24 Terra Ag Tiefbautechnik Vorrichtung zur Herstellung von Erdbohrungen
US5255749A (en) * 1992-03-16 1993-10-26 Steer-Rite, Ltd. Steerable burrowing mole
DE4309387C2 (de) * 1993-03-23 1999-04-08 Terra Ag Tiefbautechnik Rammbohrgerät
US5350254A (en) * 1993-11-22 1994-09-27 Foster-Miller, Inc. Guided mole
US5597046A (en) * 1995-04-12 1997-01-28 Foster-Miller, Inc. Guided mole
US6003606A (en) * 1995-08-22 1999-12-21 Western Well Tool, Inc. Puller-thruster downhole tool
BR9610373A (pt) 1995-08-22 1999-12-21 Western Well Toll Inc Ferramenta de furo de tração-empuxo
GB2304755A (en) * 1995-09-04 1997-03-26 Weatherford Lamb Casing shoe for oil and gas wells
DE19645222C2 (de) * 1996-11-02 2000-11-09 Tracto Technik Vorrichtung zum horizontalen Schlagbohren
DE19650271C2 (de) * 1996-12-04 1999-04-15 Tracto Technik Rammbohrgerät mit mindestens zwei Sensor- oder Senderelementen
CA2194079C (en) * 1996-12-19 2005-11-29 Murray P. Craigmile Methods and apparatus for directionally drilling a bore and placing pipe
GB9704181D0 (en) * 1997-02-28 1997-04-16 Thompson James Apparatus and method for installation of ducts
US6283229B1 (en) * 1998-02-17 2001-09-04 Earth Tool Company, L.L.C. Impact device for directional boring
DE19839714C2 (de) * 1998-09-01 2002-07-25 Tracto Technik Ortungsvorrichtung
GB2351308B (en) 1998-12-18 2003-05-28 Western Well Tool Inc Electro-hydraulically controlled tractor
US6347674B1 (en) 1998-12-18 2002-02-19 Western Well Tool, Inc. Electrically sequenced tractor
DE19904864C2 (de) * 1999-02-06 2001-02-22 Tracto Technik Verwendung eines Druckluftschlauchs
US6371223B2 (en) 1999-03-03 2002-04-16 Earth Tool Company, L.L.C. Drill head for directional boring
US6454025B1 (en) 1999-03-03 2002-09-24 Vermeer Manufacturing Company Apparatus for directional boring under mixed conditions
DE19947645C1 (de) * 1999-10-04 2001-03-15 Tracto Technik Lenkbare Erdrakete und ein Verfahren zum Lenken
AU7785800A (en) 1999-10-04 2001-05-10 Tracto-Technik Gmbh Guidable land-based rocket
US6367366B1 (en) 1999-12-02 2002-04-09 Western Well Tool, Inc. Sensor assembly
US6273201B1 (en) 2000-02-16 2001-08-14 Earth Tool Company, L.L.C. Pneumatic ground piercing tool with movable chisel head
US6464003B2 (en) 2000-05-18 2002-10-15 Western Well Tool, Inc. Gripper assembly for downhole tractors
DE10052574C2 (de) 2000-10-23 2003-02-06 Tracto Technik Lenkbare Erdrakete und ein Verfahren zum Lenken einer Erdrakete
CA2436944C (en) * 2000-12-01 2012-05-08 Western Well Tool, Inc. Tractor with improved valve system
US7121364B2 (en) * 2003-02-10 2006-10-17 Western Well Tool, Inc. Tractor with improved valve system
US8245796B2 (en) * 2000-12-01 2012-08-21 Wwt International, Inc. Tractor with improved valve system
US6431291B1 (en) 2001-06-14 2002-08-13 Western Well Tool, Inc. Packerfoot with bladder assembly having reduced likelihood of bladder delamination
US6715559B2 (en) 2001-12-03 2004-04-06 Western Well Tool, Inc. Gripper assembly for downhole tractors
WO2005090739A1 (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Western Well Tool, Inc. Roller link toggle gripper for downhole tractor
US7624808B2 (en) 2006-03-13 2009-12-01 Western Well Tool, Inc. Expandable ramp gripper
US20080217024A1 (en) * 2006-08-24 2008-09-11 Western Well Tool, Inc. Downhole tool with closed loop power systems
US20080053663A1 (en) * 2006-08-24 2008-03-06 Western Well Tool, Inc. Downhole tool with turbine-powered motor
CA2669151C (en) 2006-11-14 2013-05-14 Rudolph Ernst Krueger V Variable linkage assisted gripper
US8196677B2 (en) 2009-08-04 2012-06-12 Pioneer One, Inc. Horizontal drilling system
US8485278B2 (en) * 2009-09-29 2013-07-16 Wwt International, Inc. Methods and apparatuses for inhibiting rotational misalignment of assemblies in expandable well tools
DE102010015465A1 (de) 2010-04-16 2011-10-20 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Erdbohrvorrichtung
US8875807B2 (en) 2011-09-30 2014-11-04 Elwha Llc Optical power for self-propelled mineral mole
US8746369B2 (en) 2011-09-30 2014-06-10 Elwha Llc Umbilical technique for robotic mineral mole
US9447648B2 (en) 2011-10-28 2016-09-20 Wwt North America Holdings, Inc High expansion or dual link gripper
US9488020B2 (en) 2014-01-27 2016-11-08 Wwt North America Holdings, Inc. Eccentric linkage gripper
DE102014002986B3 (de) 2014-02-28 2015-03-12 Krinner Innovation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Schraubfundamenten ins Erdreich
DE102014016154A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Rammbohrvorrichtung
US10697245B2 (en) 2015-03-24 2020-06-30 Cameron International Corporation Seabed drilling system
DE102017005767B4 (de) * 2017-06-20 2019-04-25 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Erdbohrvorrichtung, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwenden eines Fügeprozesses
DE102018209564B4 (de) * 2018-06-14 2021-05-20 Krinner Innovation Gmbh Eindrehvorrichtung mit schlagwirkung

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3480092A (en) * 1967-11-08 1969-11-25 Bell Telephone Labor Inc Rotary impact burrowing device
US3525405A (en) * 1968-06-17 1970-08-25 Bell Telephone Labor Inc Guided burrowing device
US3712387A (en) * 1968-11-04 1973-01-23 Amoco Prod Co Rotary percussion drilling motor
DE2157259C3 (de) * 1971-11-18 1973-06-07 Tracto Technik Rammbohrgerät
DE2340751C2 (de) * 1973-08-11 1974-09-26 Tracto-Technik Paul Schmidt, 5940 Lennestadt Steuervorrichtung für den Vor- und Rücklauf von Rammbohrgeräten
DE2551292C3 (de) * 1975-11-14 1980-03-27 Institut Gornogo Dela Sibirskogo Otdelenija Akademii Nauk Ssr, Nowosibirsk (Sowjetunion) Druckluftbetriebene Tiefloch-Schlagbohrmaschine
DE2634066C3 (de) * 1976-07-29 1984-09-20 Paul 5940 Lennestadt Schmidt Vorrichtung für den Vor- und Rücklauf von selbstangetriebenen, pneumatischen Rammbohrgeräten
JPS5433441A (en) * 1977-08-19 1979-03-12 Nippon Denso Co Ltd Car wiper drive apparatus
DE3027990A1 (de) * 1980-07-24 1982-03-04 Paul 5940 Lennestadt Schmidt Selbstgetriebenes rammbohrgeraet
DE3306070A1 (de) * 1983-02-22 1984-08-23 Witte Bohrtechnik GmbH, 3060 Stadthagen Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines unterirdischen rohrvortriebes
US4621698A (en) * 1985-04-16 1986-11-11 Gas Research Institute Percussion boring tool
US4632191A (en) * 1985-04-05 1986-12-30 Gas Research Institute Steering system for percussion boring tools
GB8605009D0 (en) * 1986-02-28 1986-04-09 Roxbury Ltd Soil displacement tools
US4694913A (en) * 1986-05-16 1987-09-22 Gas Research Institute Guided earth boring tool
AT388407B (de) * 1987-12-04 1989-06-26 Hammer Friedrich Vorrichtung zum unterirdischen verlegen von leitungen od.dgl.
US4834193A (en) * 1987-12-22 1989-05-30 Gas Research Institute Earth boring apparatus and method with control valve
US4867255A (en) * 1988-05-20 1989-09-19 Flowmole Corporation Technique for steering a downhole hammer
US4907658A (en) * 1988-09-29 1990-03-13 Gas Research Institute Percussive mole boring device with electronic transmitter

Also Published As

Publication number Publication date
DE3911467A1 (de) 1990-10-11
EP0392237A2 (de) 1990-10-17
DE3911467C2 (ja) 1992-01-30
US5010965A (en) 1991-04-30
JPH02296988A (ja) 1990-12-07
EP0392237A3 (de) 1991-11-06

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