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Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben Zusatz zum Patent:
1177 854 Gegenstand des Hauptpatents 1 177 854 ist eine Vorrichtung
zur Entnahme von Bodenproben mit einem Sondierrohr, das einen für den Bohrkern vorgesehenen
Einsatz aufnimmt, der relativ zum Sondierrohr in diesem in Längsrichtung verschiebbar
und mit nach innen bewegbaren Lippen versehen ist, mit denen er den Bohrkern vom
Untergrund trennt, wobei mindestens eine der Lippen des Einsatzes auf einem im Sondierrohr
nach innen vorspringenden Bund ruht und die Lippen durch eine mit Hilfe eines Stempels
in Längsrichtung des Sondierrohres auf den Einsatz und die Lippen ausübbare Druckkraft
in die Richtung auf die Achslinie des Sondierrohres bis zum Verschließen des Einsatzes
einknickbar sind.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Vorrichtung
nach dem Hauptpatent in dem Sinne, daß man mit weniger zusätzlichen Teilen auskommen
kann und daß eine Beschädigung des Einsatzes (Probenkastens) durch den zusätzlichen
Druck vermieden wird, so daß dieser Einsatz wenigstens zum Teil einfacher konstruiert
sein kann. Zudem wird mit dieser Vorrichtung ein Abschluß des Rohres ermöglicht,
der das Austreten der Flüssigkeit verhindert.
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Die Verbesserungen werden erfindungsgemäß dadurch erreicht -, daß
in dem Sondierrohr oberhalb des vorspringenden Bundes, in dem die Lippen in einer
ersten Stellung ruhen, ein zusätzlicher, nach innen vorspringender Bund vorhanden
ist, der als Gegenlager für die in eine zweite Stellung geführten Lippen dient,
und daß der Stempel als Druckhohlstange ausgebildet ist, die zusammen mit dem unteren
Teil des Einsatzes gegenüber dem Sondierrohr um eine den Abstand zwischen den beiden
vorspringenden Bundstellen übersteigende Länge axial verschiebbar ist.
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Bei dieser Ausbildung wird die Aufgabe des Stempels der Vorrichtung
nach dem Hauptpatent, nämlich auf die Lippen des Einsatzes eine Druckkraft auszuüben,
durch die Wandung des Sondierrohres mit übernommen, so daß der Stempel eingespart
wird. Außerdem kann die Druckkraft kurz oberhalb der Lippen angreifen, so daß der
übrige Teil des Einsatzes keine Kraft übertragen muß und deshalb einfacher konstruiert
sein kann. Dieser Teil besteht vorzugsweise aus wenigstens einer innerhalb der Bohrung
der Druckhohlstange liegenden rundgebogenen Folie, die sich durch ihre Eigensteifigkeit
elastisch gegen die Bohrung anpreßt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer Zeichnung näher beschrieben,
die einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtun-
darstellt.
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C
Ein mit einer Schneidkante versehener Hohlschneidkopf
1 ist mit einem Schraubengewinde 2 an einem Ansatzstück 3 befestigt,
mit dem zusammen er das eigentliche Sondierrohr bildet. Das Ansatzstück paßt um
eine Druckhohlstange 4, in bezug auf welche es aber bewegbar ist. Jedoch ist die
Bewegung in der Längsrichtung dadurch begrenzt, daß ein Stift 5 im Ansatzstück
3 in eine Längsnut 6 in der Druckhohlstange 4 hineinragt. Um eine
angemessene Abdichtung zwischen dem Ansatzstück 3 und der Druckhohlstange
4 zu erhalten, ist in einer Nut 7 des Ansatzstückes 3 ein O-Ring
8 angeordnet, der mit einer so großen Spannung anliegt, daß eine Verschiebung
infolge des Eigengewichtes des Schneidkopfes 1
und des Ansatzstückes
3 nicht stattfindet.
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Im Schneidkopf 1 und im Ansatzstück 3 sind eine Anzahl
Ausweitungen 9, 10, 11 und 12 vorgesehen. Die Ausweitung 9 unten dient
in erster Instanz zur Lockerung der entnommenen Probe von der Innenwand des Schneidkopfes
1.
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Die Ausweitung bzw. ein nach innen vorspringender Bund 10 bildet
eine Stufe, hinter der beim Entnehmen der Probe die nach außen gebogenen federnden
Lippen 13 des unteren Teils 14 eines Probenkastens bzw. Einsatzes liegen,
so daß sie nicht beschädigt werden können.
Die Ausweitung bzw. ein
zusätzlicher nach innen vorspringender Bund 11 liegt gegenüber dem Bund
10 in einem Abstand, der etwas kleiner ist als die Bewegung, die das Ansatzstück3
gegenüber der Druckhohlstange 4 ausführen kann, d. h., der Ab-
stand
ist kleiner als die Länge der Längsnut 6.
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Der zusätzliche Bund 11 ist überdies nach außen hin fallend
abgeschrägt (bei Stellung des Probenehmers mit dem Schneidkopf nach unten), so daß,
wenn die Druckhohlstange4 mit dem unteren Teil 14 des Einsatzes relativ zum Ansatzstück3
hochgezogen ist, die Lippen 13 immer hinter den zusätzlichen Bund
11 fallen und nach der Außenseite hin gegen die Wand des Ansatzstückes
3 gedrückt werden.
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Die Ausweitung 12 schließlich bildet den Anschlag für das untere Randstück15
der Druckhohlstange4. Auf diese Ausweitung12 wird die oberirdisch ausgeübte Druckkraft
zum Eintreiben der Vorrichtung in den Boden auf das Ansatzstück3 und über das Schraubengewinde2
auf den Schneidkopf 1 übertrauen.
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In dem unteren Randstück15 befindet sich eine Kammer 16, in
die ein kragenförmiger Ring 17 hineinpaßt. Dieser Ring 17 ist auf
dem unteren Teil 14 des Einsatzes aufgelötet und wird in der Kammer16 von einem
O-Ring 18 festgehalten, der sich gegen die Außenwand des unteren Teils14
des Einsatzes stützt und zum Teil in eine ringförmige Nut 19 im unteren Randstück
15 eingreift.
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Der untere Teil 14 des Einsatzes wird somit abnehmbar in der Druckhohlstange
4 festgehalten.
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Der untere Teil des Einsatzes wird in die Höhlung der Druckhohlstange
4 hinein als eine aus einer oder mehreren Folien 20 bestehende Büchse weiter fortgesetzt.
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Diese Folien 20 können aus verschiedenem Material hergestellt sein,
bestehen aber vorzugsweise aus Kunststoffblättern, die in die Höhlung gestellt werden
und von ihrer eigenen Elastizität gegen die Wand der Druckhohlstange gespannt gehalten
werden, so daß eine jede von ihnen ein Rohr bildet, wobei die Seitenränder 21 stumpf
gegeneinandergelegt sind oder einander ein wenig überlappen.
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Da die Druckhohlstange 4 aus Teilen von je ungefähr 1 m Länge
aufgebaut ist, die über Schraubengewinde22 miteinander verbunden sind, haben auch
die Folien vorzugsweise eine Länge, die der Länge der Stangenteile gleich ist.
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Mit dieser Vorrichtung wird wie folgt gearbeitet: Der mit dem Ansatzstück
3 und der Druckhohlstange 4 versehene Schneidkopf 1 wird in den Boden
hineingedrückt, nachdem der untere Teil 14 des Einsatzes und eine erste Folie 20
eingefügt worden sind, während das Innere mit einer thixotropen Flüssigkeit angefüllt
ist, die auch zwischen die Folie 20 und die Wand der Druckhohlstange 4 eindringt.
Wenn die Vorrichtung in den Boden hineingetrieben wird, ruht das untere Randstück
15 auf der Ausweitung 12 auf. Während des Hineintreibens bleibt diese Position
beibehalten, und die Bodenprobe steigt in die Höhlung des Schneidkopfes
1, des Teils 14 und der Folie 20 hinauf. Die thixotrope Flüssigkeit verteilt
sich längs der Wand und führt ein starke Abnahme der Reibund zwischen der Probe
und der Wand herbei.
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Sobald nach der jeweiligen Verlängerung der Druckhohlstange4 der Schneidkopf
1 auf der gewünschten Tiefe angelangt ist, wird das Eintreiben beendet. Hiernach
- wird die Druckhohlstange 4 über eine beschränkte Länge aufgezogen. Dadurch,
daß der Schneidkopf 1 mit seinem Ansatzstück 3 in bezug auf die Druckhohlstange
4 bewegbar ist, werden diese Teile jedoch infolge der Reibung der umgebenden Bodenschichten
an ihrem,Platz gehalten. Jedoch geht der Einsatz zusammen mit der Druckhohlstange
4 hoch, weil der O-Ring 18 den Ring 17 mit der Kammer 16 festhält.
Die Lippen 13 verlassen daher ihre geschützte Lage hinter der Ausweitung
10. Das Auf ziehen der Druckhohlstange relativ zum Ansatzstück wird aber
von der Länge der Längsnut 6 eingeschränkt.
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Dann gleiten die Lippen über den Bund 11 und federn wegen ihrer
Elastizität hinter diesem nach außen hinaus.
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Wenn jetzt das Aufziehen der Druckhohlstange 4 beendet wird und das
Eintreiben von neuem anfängt, liegt das untere Randstück 15 nicht mehr auf
der Ausweitung 12 auf, sondern es wird die Druckkraft von den Lippen 13 auf
den Bund 11 übertragen. Die Lippen 13 sind aber schwach und knicken
nach der Mittellinie der Vorrichtung hin durch, bis sie aufeinandertreffen und dadurch
die Bodenprobe im Einsatz vom Probenrest im Schneidkopf 1 abtrennen. Diese
Abschließung ist jedoch oft nicht vollständig flüssigkeitsdicht. Während die Druckhohlstange
4 noch ein wenig weiter in den Boden getrieben wird, wird auch der Schneidkopf
1 noch weggedrückt und wird der im Schneidkopf befindliche Probenrest, der
schon zum Teil verdichtet worden ist, durch die Knickung der Lippen 13 noch
weiter verdichtet, wobei sich hinter der Ausweitung 9 ein flüssigkeitsdichter
Pfropfen bildet.
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Wenn die Vorrichtung gemäß der Erfindung bis über die Bodenoberfläche
hochgezogen wird, so kann kein Teil der entnommenen Probe oder der thixotropen Flüssigkeit
aus dem Schneidkopf 1 ausfließen. Das Herausnehmen der Probe aus dem aus
dem unteren Teil 14 und den Folien 20 zusammengesetzten Einsatz bereitet nicht die
geringste Schwierigkeit.
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Oberirdisch läßt sich der O-Ring 18 leicht herausziehen, und
der Ring 17 läßt sich bequem aus der Kammer 16 herausheben, während
durch die Anwendung der thixotropen Flüssigkeit zwischen der Wand der Druckhohlstange
4 und der Folie 20 und zwischen der Folie 20 und der entnommenen Probe nur eine
geringe Zugkraft zum Herausziehen der Folie mit ihrem Inhalt aus der Höhlung nötig
ist. Zugleich öffnet sich die Folie, sobald sie außerhalb der Stange gelangt, durch
ihre eigene Elastizität und bildet so eine flache Platte, auf der die Probe frei
liegt.
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Wenn die Probe versandt werden soll, so können die Folien auch von
Ringen umgeben werden, so daß sie sich nicht öffnen, und es können die Nähte und
die Endöffnungen mit Paraffin vergossen werden.
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Es ist klar, daß eine einfachere Ausführung mit nur zwei Ausweitungen
ausgestattet zu sein braucht, wobei dann die Ausweitungen 9 und
10 ebenso wie die Ausweitungen 11 und 12 sozusagen kombiniert werden.
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Auch der untere Teil 14 des Einsatzes kann vereinfacht werden, indem
man den Ring 17 mit einem gekrallten Rand versieht. Dies ist um so wichtiger,
als im allgemeinen die Lippen 13 nach einmaligem Gebrauch des Einsatzes derart
verbogen sind, daß eine zweite Verwendung unmöglich ist.
Da man
den zusätzlichen Druck auf den Ring 17
bzw. einen Kragen nahe den Lippen
13 wirken läßt, wird der übriae Teil des Einsatzes von diesem zusätzlichen
Druck befreit und kann somit viel einfacher ausaeführt werden.
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Zudem ist es nicht unbedingt notwendig, daß sich C
die Folie
20 unmittelbar an den unteren Teil 14 des Einsatzes anschließt. Sie kann teilweise
über ihn gezogen und in einer Nut des Ringes 17 oder auch gegen einen Rand
in der Druckhohlstange 4 abgestützt sein. Dieses letztere empfiehlt sich auf für
die einzelnen Folienabschnitte in den Ansatzstücken der Druckhohlstange 4, um zu
verhüten, daß sich die Folien in der Längsrichtung relativ zueinander verschieben.