DE2558842A1

DE2558842A1 - Selbstgetriebenes pneumatisches rammbohrgeraet, insbesondere fuer erdbohrungen

Info

Publication number: DE2558842A1
Application number: DE19752558842
Authority: DE
Inventors: Paul Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-27
Filing date: 1975-12-27
Publication date: 1977-07-07
Also published as: SU698538A3; GB1517997A; FR2336519B1; US4100979A; FR2336519A1; JPS5611038B2; JPS5282814A; CH614748A5; SE7614442L

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dn.-lng. R. König . Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte - 40oo Düsseldorf 30 · Cecilienallee 7b · Telefon 432732

23. Dezember 1975 30 131 K

Herr Paul Schmidt, 594 Lennestadt/Saalhausen

"Selbstgetriebenes pneumatisches Rammbohrgerät, insbesondere für Erdbohrungen"

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstgetriebenes pneumatisches Rammbohrgerät, insbesondere für Erdbohrungen, mit einer in einem rohrförmigen Gehäuse gehaltenen und von einem im Gehäuse hin- und hergehend bewegten Schlagkolben beaufschlagten Schlagspitze mit einem aufgesetzten, sich in Arbeitsrichtung verjüngenden 'Verdrängungskonus .

Ein solches Rammbohrgerät ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 2 157 259 bekannt; es dient in erster Linie dazu, Versorgungsleitungen, wie beispielsweise Wasserleitungen oder Kabel unter Straßen oder Dämmen zu verlegen, ohne daß gleichzeitig die Straßendecke bzw. der Untergrund aufgerissen werden muß. Dies wird dadurch erreicht, daß sich das Rammbohrgerät durch das Erdreich bewegt und dabei das Erdreich seitlich verdrängt, so daß der kreisförmige Querschnitt des Gehäuses einen im Querschnitt kreisförmigen Kanal hinterläßt, in dem gleichzeitig oder später die Versorgungsleitungen eingezogen werden können. Während der Vorschubbewegung des Rammbohrgerätes durch das Erdreich dient die Schlagspitze der Zertrümmerung von Steinen oder anderen festen Hindernissen, während die

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Aufgabe des Verdrängungskonus das seitliche Ableiten der Erde und die Bildung eines Hohlraums mit verdichteter Seitenwandung ist. Im allgemeinen ist der größte Durchmesser des sich in Arbeitsrichtung verjüngenden Verdrängungskonus etwa gleichgroß wie. der Außendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses, so daß der Verdrängungskonus einen Kanal bildet, der etwa dem Außendurchmesser des rohrförmigen Gehäuses entspricht. Auf diese Weise entsteht zwischen dem Gehäuse und der Kanalwandung ein sehr hohes Reibungsmoment, so daß sich das Rammbohrgerät nur mit sehr großen Kräften fortbewegen läßt. Die Kräfte sind dabei umso höher, je größer das Rammbohrgerät, d.h. dessen Außenumfang ist.

Um die Reibung zwischen dem Gehäuse und dem Erdreich zu verringern und damit den Vortrieb zu verbessern, trägt bei dem bekannten Rammbohrgerät das Vorderteil des GehäiEBS einen Ring mit einem größeren Durchmesser als das Gehäuse. Der Ring verjüngt sich dabei in Anpassung an das Gehäusevorderteil in Arbeitsrichtung der Schlagspitze und verdrängt das Erdreich derart, daß im Erdreich ein Kanal mit einem gegenüber dem Gehäusedurchmesser größeren Durchmesser entsteht und sich somit die Reibung des Gehäuses mit dem Erdreich erheblich verringert. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß der auf dem Gehäusevorderteil befindliche Ring trotz einiger Vorteile nicht zufriedenstellend arbeitet. Insbesondere ist dies darauf zurückzuführen, daß an dem Ring erhebliche Kräfte auftreten, die zu einem frühzeitigen Verschleiß und Ausfall führen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein selbstgetriebenes pneumatisches Rammbohrgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einfachen

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Mitteln einen schnelleren Vortrieb ermöglicht und ein gutes Arbeitsergebnis gewährleistet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verdrängungskonus an seinem Außenumfang mit messerartigen Schneiden versehen ist. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß sich bei einem Verdrängungskonus mit an seinem Außenumfang angeordneten messerartigen Schneiden die Beanspruchung des Verdrängungskonus auf die Schneiden verteilt. Dadurch wird ein Verschleiß der Schneiden wesentlich hinausgezögert, so daß sich der Verdrängungskonus durch eine wesentlich längere Lebensdauer auszeichnet. Des weiteren wird durch die messer-artigen Schneiden der Vortrieb günstig beeinflußt, da die Schneiden feste Hindernisse wie Steine sehr schnell zertrümmern.

Grundsätzlich wäre es möglich, Schneiden aus einem besonders harten Werkstoff in den Verdrängungskonus einzusetzen, beispielsweise in Gestalt von geschlossenen Schneidringen, die in irgendeiner Weise an dem Verdrängungskonus befestigt sind. Vorzugsweise sind jedoch die Schneiden einstückig mit dem Verdrängungskonus ausgebildet. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Schneiden eine umlaufende, hohlkegelförmige Hinterschneidung aufweisen.

Eine besonders gute Verteilung der auftretenden Kräfte am Verdrängungskonus ergibt sich, wenn die Schneiden stufenförmig versetzt hintereinander angeordnet sind. Dabei können die äußeren Umfangskanten entweder auf einer Geraden liegen oder aber auch auf einer gekrümmten Linie bzw. Hüllkurve. Die Ausbildung und Anordnung der Schneiden hängt von dem zu durchdringenden Untergrund und auch von der Größe des herzustellenden Kanals ab.

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Zweckmäßigerweise verhält sich die Höhe zur Länge jeder Schneide etwa wie 1:3. Auch hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Länge und vorzugsweise auch die Höhe jeder Schneide zum größeren Durchmesser des Verdrängungskonus hin größer als die Höhe und Länge der jeweils davorliegenden benachbarten Schneide ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Rammbohrgerät, Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Verdrängungskonus,

Fig;. 5 einen anderen Verdrängungskonus nach der Erfindung und

Fig;. 4 und ^ einen wiederum anderen Verdrängungskonus.

Das in Fig. 1 dargestellte Rammbohrgerät 1 besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Gehäuse 2, in dessen vorderes Ende eine Büchse 3 eingeschraubt ist, in der eine Schlagspitze 4 axial verschiebbar gelagert ist. Die Schlagspitze 4 steht unter der Wirkung einer an einem verdickt ausgebildeten Kopf 6 der Schlagspitze 4 angreifenden Feder 5. An der der Feder 5 gegenüberliegenden Seite der Schlagspitze 4 befindet sich ein Zapfen 7, der in einer im Gehäuse 2 eingesetzten Scheibe 8 geführt ist. Die Schlagspitze 4 weist in ihrem außerhalb des Gehäuses 2 liegenden Bereich einen sich nach vorne verjüngenden Verdrängungskonus 9 auf, der mit einer zentrischen Lagerbohrung 11 auf einem konischen Zwischenstück 12 der Schlagspitze 4 sitzt. Zur axialen

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Sicherung des Verdrängungskonus 9 auf der Schlagspitze 4 dient eine unten näher erläuterte Befestigung 13· Die Schlagspitze 4, die beispielsweise als Hohlmeißel ausgebildet sein kann, wird bei einem nach vorne gerichteten Schlag auf den Zapfen 7 zusammen mit dem Verdrängungskonus 9 unter Zusammenpressen der Feder 5 nach vorne gestoßen. Während der meißelartige Teil der Schlagspitze 4 der Zertrümmerung von Steinen dient, ist die Aufgabe des Verdrängungskonus 9 das seitliche Ableiten der Erde und die Bildung eines Hohlraums mit verdichteter Seitenwandung, so daß sich während der Fortbewegung des Rammbohrgerätes 1 ein fester Kanal ausformt, in den gleichzeitig oder später im Erdreich zu verlegende Versorgungsleitungen eingezogen werden können.

Im Inneren des rohrförmigen Gehäuses 2 ist ein Schlagkolben 14 axial verschiebbar geführt. Zu diesem Zweck besitzt der Schlagkolben 14 vordere und hintere Führungsringe 15» 16 mit eingesetzten Gleitringen 17, 18. Während der hintere Führungsring 16 mit dem Gleitring 18 ein völliges Abdichten zum Gehäuse 2 erfordert, weist der vordere Führungsring 15 eine oder mehrere Axialnuten auf, so daß bei einer Längsverschiebung des Schlagkolbens 14 die in seinem vorderen Teil verdrängte Luft über seine Oberfläche nach hinten fließen kann. Im hinteren Teil ist der Schlagkolben 14 mit einem inneren Zylinderraum 21 versehen, der durch einen Schlagkolbenmantel 22 begrenzt ist. In diesem befinden sich auf den Umfang verteilt Steueröffnungen 23, die eine Strömungsverbindung zwischen dem Zylinderraum 21 oder der freien Atmosphäre und dem äußeren vorderen Raum des Schlagkolbens 14 gewährleisten.

In dem inneren Zylinderraum 21 des Schlagkolbens 14 greift von hinten ein im Betrieb axial feststehender Steuerkol-

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ben 24 ein, dem vom rückwärtigen Ende des Rammbohrgerätes 1 her über einen oder mehrere inneren Kanäle 25 Druckluft zugeführt wird, die an der Vorderseite des Steuerkolbens 24 austreten kann. Die rückwärtige Verlängerung des Steuerkolbens 24 ist in einer Einspannung 26 gehalten, die an ihrem Umfang axiale Luftdurcbschnitte 27 aufweist. Am hinteren Ende des Gehäuses 2 ist die Verlängerung des Steuerkolbens 24 mit einem Druckluftschlauch 28 verbunden, der zu einem nicht dargestellten Kompressor führt. Der Druckluftschlauch 28 ist von einer Büchse 29 und einem Schutzrohr 31 umgeben.

Zu der erwähnten Befestigung 13 gehören im Falle des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 Steckstifte 32, die in eine Ringnut 33 des Zwischenstücks 12 und zylindrische Bohrungen 34 des Verdrängungskonus 9 eingreifen .

Wie oben bereits erwähnt, ist der in Fig. 2 dargestellte Verdrängungskonus 9 für ein kleineres Rammbohrgerät 1 vorgesehen. In diesem Fall sind am Außenumfang des Verdrängungskonus 9 vier stufenförmig hintereinanderliegende Schneiden 35 angeordnet, deren am äußeren Umfang liegenden Schneidkanten 36 auf einer schräg zur Mittelachse 37 des Verdrängungskonus 9 verlaufenden Geraden 38 liegen. Jede Schneide 35 besitzt eine ringförmig umlaufende, hohlkegelförmige Hinterschneidung 39. Die Höhe 41 jeder Schneide 35 verhält sich zur Länge 42 jeder Schneide wie etwa 1:3. Die Schneiden 35 sind unmittelbar mit dem Verdrängungskonus 9 einstückig ausgebildet.

Der in Fig. 3 dargestellte Verdrängungskonus 9 ist im wesentlichen wie der in Fig. 2 dargestellte Verdrängungskonus 9 ausgebildet, lediglich mit dem Unterschied,

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daß es sich hier um einen für ein größeres Rammbohrgerät 1 geeigneten Verdrängungskonus handelt. Auch dieser Verdrängungskonus 9 besitzt an seinem Außenumfang mehrere Schneiden 35. Ein Unterschied gegenüber dem eisten Verdrängungskonus besteht noch darin, daß die Höhen 41 und die Längen 42 der Schneiden 35 zum größeren Durchmesser des Verdrängungskonus 9 hin größer werden. Damit kommen die außenliegenden Schneidkanten 36 der einzelnen Schneiden auf einer gekrümmten Linie 43 zu liegen.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Verdrängungskonen 9 sind gegenüber denen der Fig. 2 und 3 etwas langer aus gebildet. Dies ist auf eine andersartige Befestigung zurückzuführen. Als Lagerbohrung besitzt der Verdrängungskonus 9 eine Gewindebohrung 44 und unter Zwischenschaltung einer Ringausnehmung 45 eine Kegelbohrung Der Verdrängungskonus 9 kann somit an der Schlagspitze 4 festgeschraubt werden, wozu lediglich ein Schlüssel in Werkzeug-Einsteckbohrungen 47 des Verdrängungskonus 9 eingesetzt zu werden braucht. Die Schlagspitze wird dabei mittels eines auf Schlüsselflächen 48 angreifenden üblichen Schlüssels gegen ein Verdrehen festgehalten.

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Claims

Herr Paul Schmidt, 594 Lennestadt/Saalhausen

Patentansprüche;

f 1.1 Selbstgetriebenes pneumatisches Rammbohrgerät, insbesondere für Erdbohrungen, mit einer in einem rohrförmigen Gehäuse gehaltenen und von einem im Gehäuse hin- und herbewegten Schlagkolben beaufschlagten Schlagspitze mit einem aufgesetzten, in Arbeitsrichtung verjüngten Verdrängungskonus, dadurch gekennzeichnet , daß der Verdrängungskonus (9) an seinem Außenumfang mit messerartigen Schneiden (35) versehen ist.
2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (35) einstückig mit dem Verdrängungskonus (9) ausgebildet sind.
3. Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (35) eine umlaufende hohlkegelförmige Hinterschneidung (39) aufweisen.
4. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (35) stufenförmig versetzt hintereinander angeordnet sind.
5. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Umfangskanten (36) der hintereinanderliegenden Schneiden (35) auf einer von einer Geraden (38)

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begrenzten Hüllkurve liegen«

6». Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1: Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Umfangskanten (36) der hinter einanderliegenden Schneiden (35) auf einer von einer gekrümmten Linie (43) begrenzten Hüllkurve liegen.,

7- Kammb ohr gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Höhe (41) zur Länge (42) jeder Schneide (35) wie 1;t3 verhält.

8, Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge und/oder Höhe jeder Schneide (35) zum größeren Durchmesser des Verdrängungskonus (9) hin größer als die Länge (42) und Höhe(4i) der jeweils diavorliegenden benachbarten Schneide (35) ist.

9- Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1i bis 8", dadurch gekennzeichnet, daß: die Schlagspitze am vorderen Ende einander gegenüberliegende Schlüsselflächen (48) besitzt.

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