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DE9001741U1 - Gerät zur Entnahme von Bodenproben - Google Patents

Gerät zur Entnahme von Bodenproben

Info

Publication number
DE9001741U1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
protection
probe
tip
section
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE9001741U
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Dipl Ing Roedel
Manfred Dr Schurig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Georg Fritzmeier GmbH and Co KG
Original Assignee
Georg Fritzmeier GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Georg Fritzmeier GmbH and Co KG filed Critical Georg Fritzmeier GmbH and Co KG
Priority claimed from DE4000677A external-priority patent/DE4000677C2/de
Publication of DE9001741U1 publication Critical patent/DE9001741U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
    • G01N1/08Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting involving an extracting tool, e.g. core bit
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B11/00Other drilling tools
    • E21B11/005Hand operated drilling tools
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/02Core bits
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E21B25/10Formed core retaining or severing means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/02Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil

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  • Soil Sciences (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

Georg Fritzmeier GmbH & Cc.
8011 Großhelfendorf
Die Erfindung berieht sich auf ein Gerat zur Entnahme von Bodenproben gemäß dsm Oberbegriff das Schutzanspruchs 1.
Die Oberdüngung ^es Bodens landwirtschaftlicher Nutzflächen und die damit verbundene Belastung der Gewässer wird in letzter Zeit in der Öffentlichkeit zunehmend diskutiert. Die landwirtschaftlichen Betriebe gehen in immer größerem Maße dazu über, regelmäßig Bodenuntersuchungen durchzuführen. Durch die Untersuchung auf Nährstoffe und einen Wechsel der Anbauprodukte läßt sich die Düngung optimieren und eine Auslaugung des Bodens vermeiden. Es läßt sich feststellen, ob die Bodenstruktur intakt, der Boden gut durchlüftet ist und ob der Boden einen ausreichenden Anteil an Humus enthält.
Bisher erfolgte die Entnahme von Proben mit Sonden, die in den Boden eingetrieben und dann unter Mitnahme des von der Sonde umschlossenen Bodenquerschnitts gehoben werden. Die entnommene Bodenprobe wird dann aus dem Werkzeug herausgekratzt, in Tüten oder Behälter gefüllt und zu einem Untersuchungslabor befördert. Diese Arbeitsweise ist nicht nur
I/D/32
Telefon: 0 89-53 96 53 Telex: 5-24 845 tipat Telefax: 0 89-53 73 7V
Dresdner Bank (München) KIo 3939 944 (BLZ 700 800 00) Deutsche Bank (München) KIo 7*1 1060 (BLZ 700 700 10) , Pojigitoiml (München) KIo 670 13-804 (BLZ 700 100 80) . . THE OAIICHI KANOYO BANK. LIMITED (München) ', KIo 5104? 33007(BLZ 700 ?07 00)
sehr umständlich, sie führt auch dazu, daß kein sauberer Aufschluß über die Bodenschichtung erzielt werden kann, wenn die Probe aus dem Werkzeug herausgekratzt worden ist. Außerdem ist die Bodenstruktur hierdurch gestört und bestimmte Bestatidteile, wie Gase, können praktisch nicht mehr in ihrer korrekten Konzentration ermittelt werden.
Bisher bekannte Sonden haben ei.ien Stechzylinder, der in einer Spitze ausläuft. Beim Eintreiben der Sonde, sei es von Hand (Handbohrstock) oder mittels eines hydraulischen Handlingsgerätes müssen erhebliche Kräfte aufgebracht werden, um die gewünschte Probentiefe von beispielsweise 30 cm zu erreichen. Durch die einwirkenden Kräfte wird einerseits die Spitze der Sonde einem vorzeitigen Verschleiß unterworfen, andererseits muß der Rohrmantel des Stechzylinders eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um die auftretenden Kräfte aufnehmen zu können.
Es ist bereits ein Gerät zur
Entnahme eines Probenkörpers bekannt, bei dem in dem Stechzylinder ein Behältnis angeordnet ist, in das die Probe beim Eintreiben der Sonde hineingedrückt wird, so daß transportfähige, unverfälschte Probenkörper erhalten werden.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Sonden bei der Verwendung als Handbohrstock bedingt durch die aufwendigere Konstruktion zur Halterung der Behältnisse ein höheres Gewicht als herkömmliche Bohrstöcke aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gerät zur Entnahme von Bodenproben gemäß der Patentanmeldung Nr. 39 04 105 derart weiterzubilden, daß bei verringertem apparateteehnischem Aufwand eine vereinfachte Bodenprobenentnahme ermöglicht ist.
liieso Aufgabe ist er f indungsgemäß duich (J ie Merkmale im kenn-
zeichnenden Teil des Srhutzfinspruchs 1 gelöst.
Durch die radial üoer den Mantel des Stechzylinders überstehende Spitze wird der Eintreibwiderstand der sonde erniedrigt, da diese lediglich entlang der Spitze mit dem Erdreich in Berührung steht und der Mantel des Stechzylinders gegenüber der Wandung der Probenbohrung zurückgestuft ist, wodurch in diesem Abschnitt keine Reibung auftritt. Durch die verminderten Reibungsverluste ist auch das Herausziehen der Sonde erleichtert.
Erf indungsgemäß kann der Stechzylinder selbst als Behältnis zur Aufbewahrung des Probenkörpers benutzt werden, indem nach der Probenkörperentnahme die Spitze abgenommen und der Stechzylinder zum Transport des Probenkörpers durch geeignete Verschlußkappen verschlossen wird.
Durch Merkmalkombination der Schutzansprüche 2 bir 4 laßt sich eine besonders stabile Verbindung der Spitze mit dem 2Q Stechzylinder erzielen, wobei die Verjüngung des Außenumfangs der Spitze gemäß Patentanspruch 5 das Herausziehen der Sonde aus dem Erdreich erleichtert.
Durch die Ausbildung der Spitze gemäß den Schutzansprüchen 6 bis 12 läßt sich die Sonde an unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten anpassen und damit deren Eintreiben in den Boden erleichtern.
Durch die Maßnahme, den sich unterhalb der Sondenspitze be-3Q findlichen Volumenanteil der Probenbohrung über eine in der Sonde ausgebildete Ausnehmung zu entlüften, wird beim Herausziehen der Sonde die Bildung eines Vakuums verhindert und somit die zum Herausziehen aufzuwendenden Kräfte wesentlich verringert.
Durch die Ausbildung der Sondenspitze gemäß den Schutzansprü-
chen 14 bis 18, lassen sich die Entlüftungsausnehmungen auf besonders einfache Weise herstellen und auch nachträglich an bereits bestehenden Spitzen gemäß den Schutzansprüchen 1 bis s.2. anbringen. Derartige Ausnehmungen sind auf einfache Weise zu reinigen, so daß ihre Wirkung auch bei Böden mit hohen Adhäsionskräften zum Sondenmaterial gewährleistet ist.
Mit den vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den Schutzansprüchen 19 bis 22 kann sich der Probenkörper beim Eintritt in die Sonde radial entspannen und wird nicht durch Wechselwirkungen mit den benachbarten Mantelflächen des Stechzylinders verdichtet oder aufgestaut.
Durch die gemeinsame Verwirklichung der Schutzansprüche 23 bis 25 und 27 ist ein besonders einfach aufgebauter Handbohrstock gebildet, der mit einem gegenüber den bekannten Handbohrstöcken wesentlich verringerten Widerstand in den Boden eintreibbar bzw. aus diesem herausziehbar ist. Durch Auswechseln der Muffe und der Spitze gegen Verschlußstücke läßt sich der Stechzylinder als Aufbewahrungsbehältnis für den Probenkörper nutzen. Für eine weitere Probenentnahme werden die Muffe und die Spitze auf einen unbenutzten Stechzylinder aufgeschraubt.
Da der Schlagaufsatz über die Muffe auf den Stechzylinder wirkt, wird einer Beschädigung des Stechzylinders durch unmittelbare Schlageinwirkung vorgebeugt.
Nach Schutzanspruch 26 kann der Stechzylinder auch mit der Muffe - bzw. durch Hartlöten - fest verbunden sein, so daß diese bei der Nutzung des Stechzylinders als Transportbehälter auf diesem verbleibt.
Gemäß Schutzanspruch 28 können die Probenkörper mittels einer über ein Kopplungsstück anschließbaren Fördereinrichtung, beispielsweise eines Schläuche direkt zur Weiterverarbeitung transportiert werden.
-&igr;&ogr;-&Igr; 1
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Sonde gemäß den
j Schutzansprüchen 29 bis 33 eine Rückschlageinrichtung hat, die verhindert, daß der Probenkörper beim Herausziehen dei Sonde aus dieser herausrutschen kann. Von besonderem Vorteil ist es
': dabei, die Rückschlageinrichtung an einem Ringkörper zu befestigen. Dieser stützt sich in der Durchgangsbohrung der spitze ab und dient seinerseits zur Axialabstützung des Stechzylinders. Durch diese Maßnahme kann die Sonde durch Auswechseln der Rückschlageinrichtung auf einfache Weise an unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten angepaßt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Handbohrstocks;
Fig. 2 eine Zusammenstellungszeichnung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Handbohrstocks;
Fig. 3 und 4 Ausführungsbeispiele von Spitzen des erfindungsgemäßen Geräts zur Entnahme von Bodenproben;
Fig. 5 einen Stechzylinder des Geräts zur Entnahme von Bodenproben ;
Fig. 6 eine Muffe des Geräts zur Entnahme von Bodenproben;
Fig. 7 einen Schlagaufsatz des Handbohrstocks aus Fig. 2;
Fig. 8 eine Zusammenstellungszeichnung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Handbohrstocks;
Fig. 9 eine Draufsicht auf die Spitze des Handbohrstocks aus Fig. 0;
Fig. 10 eine Seitenansicht, der Spitze des Handbohrs Locks aus Fig. 9; und
Fig. 11 eine erfindungsgemäße Rückschlageinrichtung mit einem Rinqkörper.
IC Die Erfindung wird zunächst anhand eines Fig. 1 entnehmbaren Handbohrstocks 1 erläutert. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das Gerät zur Entnahme von Bodenproben selbstverständlich auch in Zusammenwirkung mit einem Handlingsgerat benutzbar ist.
Der Handbohrstock 1 hat einen Stechzylinder 2, der in eine radial überstehende Spitze 3 übergeht, in die der Stechzylinder 2 eingeschraubt ist. Die Spitze 3 und der Stechzyinder 2 sind von einem Durchgangskanal 6 durchsetzt, der in einem Öffnungsquerschnitt 9 der Spitze 3 mündet. Am oberen Ende des Handbohrstocks 1 ist ein Schlagaufsatz 4 befestigt. Dieser ist von einer Querstange 5 durchdrungen, mittels der der Handbohrstock zur Erleichterung des Herausziehens aus dem Erdreich um seine Längsachse drehbar ist.
Der mit der Spitze 3 versehene Stechzylinder 2 wird von einer Person, beispielsweise durch Hammerschläge auf eine gewünschte Tiefe von 30 cm in den Boden eingetrieben. Dabei schiebt sich der von dem Durchgangskanal 6 überdeckte Bodenkern, d.h. der Probenkörper 7 fortschreitend in das Innere des Stechzylinders 2. Nachdem die gewünschte Probentiefe erreicht ist, wird der Handbohrstock 1 mittels der Querstange 5 um seine Längsachse verdreht und aus der Probenbohrung herausgezogen.
Die Spitze 3 und der Schlagaufsatz 4 können anschließend von dem den Probenkörper 7 aufnehmenden Stechzylinder 2 entfernt und dieser mit Verschlußkappen (nicht gezeigt) verschlossen werden, so daß der Stechzylinder 2 auch als Behältnis zum Transport zur Weiterverarbeitung bzw. zur Untersuchung ins Labor nutzbar ist.
Das Fußende 8 des Stechzylinder 2 ist mit einem Außengewinde in einen Montageabschnitt 9 der Spitze 3 eingeschraubt, so daß der Montageabschnitt 9 den Fußabschnitt des Stechzylinders 2 umgreift und radial über den Außenmantel des Stechzylinders 2 übersteht. Im Übergangsbereich zwischen dem Stechzylinder 2 und dem Montageabschnitt 9 ist dessen Mantel zum kopfseitigen Ende des Handbohrstocks 1 hin verjüngt, so daß der Mantel des Montageabschnitts 9 allmählich in den Mantel des Stechzylinders übergeht. Der zylinderförmige Durchgangskanal 6 durchsetzt den Handbohrstock 1 in Axialrichtung. Um den Verschleiß und eine Verfälschung der Proben durch Korrosion der Sonde oder ähnliches zu minimieren, bestehen sowohl die Spitze 3 als auch der Stechzylinder 2 vorzugsweise aus Edelstahl. Der Kopf 11 der Spitze 3 hat eine stumpfkegelförmige Mantelfläche mit einem Kegelwinkel von beispielsweise 24°, die an ihrem Öffnungsquerschnitt 12 mit der Wandung des Durchgangskanals 12 eine Schneide 13 bildet. Der Öffnungsquerschnitt 12 verläuft bei diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zur Sondenachse.
Um einen Stau des Probenkörpers 7 durch Reibung an der Umfangsflache des Durchgangskanals 6 zu verhindern, ist dieser - wie den Fig. 3 und 4 entnehmbar - in einem vorbestimmten Abstand vom Öffnungsquerschnitt 12 über eine Radialschulter 14 erweitert. Zur Vergleichmäßigung des Fließens des Probenkörpers 7 im Inneren der Sonde ist die näher an der Sondenachse angeordnete Umfangskante 16 der Radialschulter 14 vorzugsweise mit einem Radius von beispielsweise 2 mm abgerundet.
9 «*JL M(f It *·
-&Idigr;3-·1"
Gemäß den Fig. 3 und 4 können je nach Bodenbeschaffenheit verschiedene Schneidenbreiten und Übergangsradien vorgesehen werden.
Der Durchgangskanal 6 (siehe Fig. 3 und 4) ist im Bereich des Montageabschnitts 9 über eine Anlageschulter 18 nochmals gegenüber dem öffnungsquerschnitt 9 und der Radialschulter 14 erweitert und mit einem Innengewinde verseilen. Im eire«?<?- schraubten Zustand liegt dss Fußende 8 des Stechzylinders 2 an der Anlageuehulter 18 des Montageabschnitts 9 an.
10
Om ^u &ngr; TTVF-iden; daß <?er Probenkörper 7 beim Aniicoen des Handbohrstocks .1 aus diesem herausrutscht, kann in der Spitze 3 eine in den Durchgangskanal 6 ragende Rückschlageinrxchtung 20 vorgeseher ^sin (siehe Fig. 3). Vorzugsweise besteht diese bei hochviskosen Proben aus zwei bogenförmigen Federdrähten, die im Mantel der Spitze 3 verankert sind. Es ist jedoch auch möglich, die Rückschlageinrichtung 20 im Mantel des Stechzylinders 2 zu verankern.
Am kopf seit igen Ende des Stechzylinders 2 ist eine Muffe 21 (siehe Fig. 6) derart befestigt, daß sich die Durchgangsbohrung 24 der Muffe 21 an den Durchgangskanal 6 anschließt, wobei ein Innengewindeabschnitt 22 mit dem Außengewinde am kopfseitigen Ende 10 des Stechzylinders 2 in Eingriff steht.
Dieser liegt mit seinem kopfseitigen Endabschnitt 10 an einer Schulter 26 der Durchgangsbohrung 24 an. Der von dem Stechzylinder 2 entfernte Abschnitt 27 der Muffe 21 ist mit einer quer zur Längsachse des Handbohrstocks 1 angeordneten Querbohrung 28 durchsetzt.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, hat der Schlagaufsatz 4 einen zylindrischen Schlagkopf 30, der radial gegenüber dem Außenumfang des Stechzylinders 2 erweitert ist. An den Schlagkopf 30 schließt sich in Richtung zur Spitze 3 ein Zapfen 32 an, der drehbar im Abschnitt 27 der Muffe 21 geführt ist. Der Schlagauf Ratz 4 lierjt im Einbauzustand mit einem Auflegeab-
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&bull; *· * Mti · so
schnitt 33 des Schlagkopfs 30 auf dem Abschnitt 27 der Muffe 21 auf, wobei eine Radialbohrung 36 des Zapfens 32 fluchtend zur Querbohrung 28 ausrichtbar ist. Die Quer stange 5 ist in der Radialbohrung 36 und in der Querbohrung 28 geführt und dient so als formschlüssiges Verbindungselement zwischen der Muffe 21 und dem Schlagaufsatz 4. An den Zapfen 32 schließt sich ein radial zurückgestufter Führungsabschnitt 38 an, der koaxial im Abstand zur Mantelfläche der Durchgang?*bohrung 24 bzw. des Durchgangskanals 6 angeordnet ist. Dieser Führungsabschnitt 38 kann beispielsweise bei entfernt<im Schlagaufsatz 4 als Hilfsmittel zum Entformen des Probenkörpers 7 ve&mdash;st-iet werden, Indern e-c "<- ?n dem tf^fnungsquerschnitt 12 der Spitze 3 h^r in den DurchgantjskaK. ". 6 eingeführt wird und so der Probenkörper 7 im Durchgan-.xanal 6 "um kopfseitigen Ende ^es Handbo.',.. stocks &khgr; verschiebbar ist.
Die be *.m Eintreiben des Handbohrstocks 1 auftretenden Kräfte werden über den Schalgaufsatz 4 und die Muffe 21 gleichmäßig über den Umfang 'erteilt in den Stechzylinder 2 eingeleitet, so daß dessen Wandstärke auf ein Minimum reduzierbar ist.
Der Stechzylinder 2 ist, wie bereits beschrieben, als Behältnis für den Transport des Probenkörpers verwendbar, so daß gegenüber dem bereits
bekannten Handbohrstock eine wesentliche Gewichtsverminderung erzielbar ist, da keine gesonderten Behältnisse zur Aufbewahrung des Bodenkörpers 7 in den Handbohrstock 1 geführt werden müssen,
Fig. 8 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Handbohrstocks. In den Fig. 8 bis 11 sind diejenigen Bauteile, die mit den Bauteilen des Handbohrstocks gemäß den Fig. 1 bis 7 identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß sich eine nochmalige Beschreibung dieser Elemente erübrigt.
Der Handbohrstock 1 gemäß den Fig. 8 bis 11 unterscheidet
'·· * -I1S-
sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen unter anderem in der Ausgestaltung der Spitze 3. Diese weist im Ober gangsbere ich zwischen dem Kopf 11 und dem Montageabschnitt 9 der Spitze acht gleichbeabstandete, am Umfang verteilte Nuten 40, mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Scheitellinien 41 der Nuten 40 verlaufen parallel au der Soridenaehss ur»& Iie~ &eegr; radial außerhalb des Mantels des Stechzylinders 2. Aufgrund der doppel-kegelfr·-...:-; igen Ausbildung des Kopfes 11 und des Montageabschnittes &ldquor; 9 und der geringen Tiefe der Nuten 40 laufen diese in der Mantelfläche des Kopfs 11 bzw. des Montageabschnitts 9 aus. Die Nuten können beispielsweise durch einen Fräsvorgang in die Spitze 3 gemäß den Fig. 3 und 4 eingearbeitet werden.
Die Ausbildung der Nuten 40 ist selbstverständlich nicht nur auf die in den Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungen beschränkt, sondern die Nuten können auch mit einer anderen geeigneten Querschnittsform (beispielsweise im wesentlichen rechteckförmig, dreieckförmig, elliptisch) und/oder in einem Winkel zur Sondenachse angestellt sein.
Die die Rückschlageinrichtung bildenden Federdrähte 20 sind bei dem in Rede stehenden Ausführungsbeispiel an einem Ringkörper 44 gemäß Fig. 11 befestigt. Dieser ist mit der von den Federdrähten 20 axial entfernten Stirnseite an der Anlageschulter IB der Spitze 3 abgestützt, wobei der Außenumfang des Ringkörpers 44 radial in dem Gewindeabschnitt 46 des Montageabschnitts 9 geführt ist und dessen innerer Umfang bündig mit der Durchgangsbohrung der Spitze 3 abschließt. Die sich im wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden Federdrähte 20 sind an einem radial innenliegenden Abschnitt des Ringkörpers 44 befestige und bogenförmig zur Sondenachse hin gekrümmt. Das Fußende 8 des Stechzylinders 2 stützt sich im eingeschraubten Zustand an dnr die Federdrähte 20 tragenden Stirnseite des Ringkörpers 44 ab, wobei die Federdrähte radial innerhalb des Innf'iimantels des Stechzylinders 2 aus der Stirnseite dfs
&bull; ' -&Igr; &dgr;-&Igr; Hingkörpers 44 münden. Dieser ist somit durch den Stechzylinder 2 und die Anlageschulter 18 in Axialrichtung festgelegt.
Wie aus der Fig. 8 ersichtlich ist, kann die Muffe 21 auch durch einen Schmelzvorgang, wie beispielsweise Hartlöten an dem Stechzyl.inder 2 befestigt sein. Die die Muffe 21 und den Schlagaufsatz 4 durchsetzende Querstange 5 kann an einem Endabschnitt eine zylinderförmige Erweiterung 48 aufweisen, iö die als Handgriff oder - falls die Querstange 5 «1« einseitiger Hebel benutzt wird - als Anschlag an den benachbarten Abschnitt der Muffe 21 dient.
Beim Eintreiben des Handbohrstocks gemäß Fig. 8 bilden sich durch die Nuten 40 im Mantel der entstehenden Probenbohrung radial nach innen vorstehende Vorsprünge aus Erdreich. Nach dem Erreichen der gewünschten Probentiefe wird der Handbohrstock mittels der Querstange 5 um die Sondenachse gedreht, so daß die Nuten 40 zwischen den Vorsprüngen angeordnet sind.
Dabei wird der sich zu diesem Zeitpunkt zwischen den Nuten 40 befindliche Abschnitt der Vorsprünge durch die benachbarten Mantelabschnitte 48 der Sonde radial nach außen gedrängt, so daS das Erdreich aus den Nuten 40 verdrängt und entlang den benachbarten Mantelabschnitten der Probenbohrung verteilt wird. Beim Herausziehen der gegenüber der Eintreibstellung verdrehten Sonde kann Luft von dem Ringspalt zwischen dem Stechzylinder 2 und der Probenbohrung durch die Nuten 40 in den sich unterhalb der Spitze 3 befindlichen Volumenanteil der Probenbohrung gelangen, so daß dieser Bereich entlüftet wird. Auf diese Weise wird die Bildung eines Vakuums unterhalb der Sondenspitze zuverlässig unterbunden, so daß weniger Kraft zum Herausziehen des Handbohrstocks benötigt wird. Diese Ausbildung des Handbohrstocks 1 kommt insbesondere bei Böden hoher Viskosität - wie beispielsweise Lehm - zum Tragen, da der Außenumfang der Spitze 2 bei derartigen Böden gasdicht am Mantel der Probenbchrung anliegt.
It · ·
-17-
Im Fall, daß - beispie 1 r.weine bei sehr harten Böden - das sich in den Nuten 40 befindliche Erdreich bei der Drehung nicht verdrängt sondern abgeschert wird, bleibt die Wirkung der Nuten 40 trotzdem erhalten, da das abgescherte Erdreich beim Herausziehen des Handbohrstocks 1 nach unten aus den Nuten austreten kann.
Da die Nuten 40 mit einer vergleichsweise geringen Tiefe am radial außenliegenden Teil der Spitze 3 ausgebildet sind, ist iü beim Verdrehen und fcjöini Herausziehen der Sonde nur ein sehr geringer Anteil an Erdreich zu verdrängen bzw. abzuscheren, so daß die aufzuwendende Kraft gegenüber einer ungenuteten Sonde nur geringfügig erhöht ist.
Da die Muffe 21 fest mit dem Stechzylinder 2 verbunden ist, verbleibt diese bei einer Nutzung des Stechzylinders 2 als Tjiansportbehältnis auf dem Stechzylinder 2, wobei die kopfseitige öffnung der Muffe 21 und der Fußabschnitt 8 des Stechzylinders 2 mit Verschlußkappen verschließbar sind.
Anstelle des Schlagaufsatzes 4 kann an der Muffe 21 oder an dem kopfseitigen Ende 10 der Stechhülse 2 ein Adapter (nicht gezeigt} zum Anschluß einer Förderleitung beispielsweise eines Schläuche angeschlossen werden, wodurch die Probenkörper 7 kontinuierlich einer sich anschließenden Weiterbehandlungsstufe oder einem Analyseschritt zugeführt werden können. Vorteilhafterweise wird in diesem Fall das Gerät zur Entnahme von Bodenproben in Verbindung mit einem an sich bekannten hydraulischen Handlingsgerät benutzt.
Vorteilhafterweise wird der Stechzylinder 2 in einer Länge von ca. 900 mm ausgeführt, so daß bei einer üblichen Probentiefe von 30 cm noch ein ausreichend großer Abstand des Schlagkopfs 30 von der Bodenoberfläche gewährleitet ist, um das Eintreiben bzw. das Herausziehen des Handbohrstocks 1 zu erleichtern.

Claims (1)

  1. Schutzanspräche
    1. Gerät zur Entnahme eines Probenkörpers, mit einer rohrförmigen, am Fußende offenen, mit einem Durchgangskanal versehenen Sonde, die ein Mantelrohr mit einer austauschbaren Spitze hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des Mantelrohrs der Sonde (1) im Übergangsbereich zur Spitze (3) radial nach außen erweitert ist und das Mantelrohr als austauschbarer Stechzylinder (2) zur Probenentnahme nutzbar ist.
    2. Gerät nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Montageabschnitt (9) der Spitze (3) einen Endabschnitt (8) des Stechzylinders (2) umgreift.
    3. Gerät nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet;, daß der Montageabschnitt (9) mit dem Endabschnitt (8) in Gewindeeingriff steht.
    4. Gerät nach Schutzanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (8) des Stechzylinders (2) bis zur bündigen Anlage an eine in dem Durchgangskanal (6) ausgebildete AaLageschulter (18) der Spitze (3) einschraubbar ist.
    Telefon: 0 89-53 96 53 Telex: 5-24 845 tipat Telefax: 0 89-53 73 77
    Dresdner Bank (München) KIo. 3939 844 (BLZ 700 800 00) (Deutsche Bank (München) KIo. 286 1060 (BLZ 700 70010) (MOnchen) Kto. 670-43-804 (BLZ 700100 80) THE OAHCHI KANGYO BANK. LlMTTEO (München) Kto. 51042-33-007 (BLZ 700 207 00)
    5. Gerät nach einem der Schut/.ansprOchc 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des Montageabschnitts (9) zum Stechzylinder (2) hin verjüngt ist.
    6. Gerät nach einem der HchuLzansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Montageabschnitts (9) um 7" gegenüber der Sondenachse geneigt ist.
    7. Gerät nach einem der Schutzansprüche 1 bis 6, dadurch gekennteichntii-. daß der sich an den Montageabschnitt (9) anschließende Kopf (11) der Spitze (3) aus einer stumpf kegeligen Mantelfläche besteht, die an dem Öffnungsquerschnitt (12) des Durchgangskanals (6) in eine Schneide (13) ausläuft.
    8. Gerät nach Schutzanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (11) einen Kegelwinkel von etwa 24° hat.
    9. Gerät nach Schutzanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (13) in einer Ebene senkrecht zur Sondenachse liegt.
    10. Gerät nach Schutzanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (13) in einem vorbestimmten Winkel zur Sondenachse angestellt ist.
    11. Gerät nach einem der Schutzansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (13) durch eine Anfasung des Kopfs (11) der Spitze (3) gebildet ist.
    12. Gerät nach einem der Schutzansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidenwinkel· 30° beträgt.
    13. Gerät nach einem der Schutzansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der sich unterhalb der Spitze (3) befindliche Volumenanteil der Probebohrung mittels zumindest
    Mtt4t
    x einer in der Sonde ausgebildeten Ausnehmung (40) entlüftbar ist.
    14. Gerät nach Schutzanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung eine im wesentlichen in Axialrichtung verlaufende Nut (40) ist, die im radial erweiterten Mantelabschnitt der Spitze (3) ausgebildet und zum Kopfende und zum Fußende der Sonde hin offen ist.
    15. Gerät nach Schutzanspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (40) parallel zur Sondenachse verläuft.
    16. Gerät nach Schutzansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Ausnehmungen (40) entlang dem Umfang der Spitze (3) verteilt sind.
    17. Gerät nach Schutzansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (40) einen im wesentlichen kreisbogenförmigen Querschnitt haben.
    18. Gerät nach Schutzansprüchen 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitellinie (41) jeder Ausnehmung (40) radial außerhalb des Außenumfangs des Rohrmantels liegt.
    19. Gerät nach einem der Schutzansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, da3 der Durchgangskanal (6) im Abstand zu seinem Öffnungsquerschnitt (12) über eine Radialschulter (14) erweitert ist.
    20. Gerät nach Schutzanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die näher an der Sondenachse angeordnete Umfangskante (16) der Radialschulter (14) mit einem Übergangsradius versehen ist.
    7\. Gerät nach Sehn t'/nnnprueh 19 oder 20, dadurch gekenn-
    zeichnet, daß beide Umfangskanten der Radialschulter (14) mit Obergangsradien versehen sind.
    22. Gerät nach einem der Schutzansprache 19 bis 21, dadurch ü gekennzeichnet, daß der Obergangsradius etwa 2 mm betragt.
    23. Gerat nach einem der Scüutzansprüche i bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß atn oberen Ende der Sonde (1) eil Schlagaufsatz (4) zum Eintreiben der Sonde (1) von Haud befestigbar ist.
    24. Gerat nach Schutzansprach 23, dadurch gekennzeichnet, daß am kopfseitigen Ende (10) des Stechzylinders (2) eine Muffe (21) befestig·, ist, in der der Schlagaufsatz (4) mit einem Zapfen (32) geführt ist, der mit einer radial erweiterten Schulter (33) auf einem Endabschnitt (27) der Muffe (21) aufliegt.
    25. Gerät nach Schutzanspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das kopfseitige Ende (10) des Stechzylinders (2) in die Muffe
    (21) einschraubbar ist.
    26. Gerät nach einem der Schutzansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das kopfseitige Ende (10) des Stechzylinders (2) mit der Muffe (21) durch einen Schmelzvorgang verbunden ist.
    27. Gerät nach einem der Schutzansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (21) und der Zapfen (32) von einer Radialbohrung (28, 36) durchsetzt sind, in der eine Querstange (5) zum Ausdrehen der Sonde (1) aus dem Boden ansetzbar ist.
    28. Gerät nach einem der SchutzansprUche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnt, daß am oberen Endabschnitt ein Kopplungsstück für eine Fördereinrichtung zur kontinuierlichen Abführung der Bodenproben (7) befestigt ist.
    29- Gerät nach einem der Schutzanspt-ijcHei l"Äis £8· ,,dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde mit einer in den Durchgangskanal (6) ragenden Rückschlageinrichtung (20) für
    die Bodenprobe (7) versehen ist.
    5
    30. Gerät nach Schutzanspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlageinrichtung (20) von zwei einander diametral gegenüberliegenden Federdrähten (20) gebildet ist.
    31. Gerät nach Schutzanspruch 30. dadurch gekennzeichnet, daß die Federdrähte (20) im Mantel des Kopfs (11) dtr Spitze (3) befestig! sind.
    32. Gerät nach einem de^ iicfr;.: !sansprüche 29 <?is 31, dadurch gekennzeichnet, daß die RücRj. ^lageinr Achtung (20) an einem Ringkörper '44) befestigt ist, der in der Durchgangsbohrung (6) an der Anlageschulter (18) aböffst^zt -st.
    33. Gerät nach Sch^tzanspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (44) seinerseits als Anlage für den Endabschnitt (8) des Stechzylinders (2) vorgesehen ist.
    34. Gerät nach einem der Schutzansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Stechzylinder (2), die Muffe (21), der Schlagaufsatz (4) und die Spitze (3) aus Stahl hergestellt sind.
    35. Gerät nach einem der Schutzansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Stechzylinder (2) eine Länge von 900 mm und einen Durchmesser von 30 mm hat.
    36. Gerät nach einen der Schutzansprüche l bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Stechzylinders (2) der Sonde (1) mittels einer Gelenkmanschette ein Halter angelenkt ist, mit dem das obere Ende des Stechzylinders
    (2) verschließbar ist, und der als Anschluß an ein Handlingsgerät auegeotattet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ304007B6 (cs) * 2012-01-13 2013-08-14 Vysoká Skola Bánská Technická - Univerzita Ostrava Mechanická ruka pro vyjmutí jádrových vývrtu

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CZ304007B6 (cs) * 2012-01-13 2013-08-14 Vysoká Skola Bánská Technická - Univerzita Ostrava Mechanická ruka pro vyjmutí jádrových vývrtu

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