DE10052574C2 - Lenkbare Erdrakete und ein Verfahren zum Lenken einer Erdrakete - Google Patents
Lenkbare Erdrakete und ein Verfahren zum Lenken einer ErdraketeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine lenkbare Erdrakte für das horizontale Erdbohren
mit einem in Bezug auf den Raketenkorpus rotierbaren Vortriebskopf und ein
Verfahren zum Lenken einer solchen Erdrakete.
Grundsätzlich besteht beim Erdbohren das Bedürfnis, die unterirdisch ar
beitende Erdrakete an ein bestimmtes Ziel zu leiten bzw. auf einer ge
wünschten Bahn zu bewegen. Insbesondere beim Horizontalbohren spielt die
Zielgenauigkeit der Erdrakete, die teilweise in dicht bebauten Gebieten mit
umfangreicher Infrastruktur besonders im Untergrund eingesetzt wird, eine
große Rolle. Zum einen muß die Erdrakete eine häufig eng umgrenzte
Zielgrube treffsicher erreichen können, um eine Leitung oder ein Kabel in
eine gewünschte Lage zu bringen oder an einem bestimmten Punkt aus der
Erdoberfläche austreten zu können. Zum anderen kann eine unkontrollierte
Abweichung der Erdrakete von der Sollbohrachse zur Beschädigung unter
irdisch verlegter Leitungen oder Bauten führen.
Im Stande der Technik sind daher in den letzten 20 Jahren zahlreiche Erdra
keten und -verfahren für solche Geräte entwickelt worden, um ein möglichst
zielgenaues Lenken oder eine möglichst zuverlässige Geradeausfahrt einer
solchen Erdrakete zu erreichen.
Die entwickelten Erdraketen arbeiten in der Mehrzahl entweder nach dem
Prinzip, daß die Rakete einen Vortriebskopf aufweist, der aus einer zentri
schen bzw. symmetrischen Lage heraus in eine asymmetrische Lage ver
stellbar ist, um eine Kurvenfahrt der Erdrakete einzuleiten (Gruppe I), oder
sie besitzen einen asymmetrischen Vortriebskopf, wobei für einen Gerade
auslauf der Vortriebskopf oder die Erdrakete kontinuierlich rotiert und die
Rotation zum Einleiten einer Kurvenfahrt in einer bestimmten Winkelposition
unterbrochen wird (Gruppe II).
Ein Gerät der Gruppe I, d. h. mit verstellbarem Vortriebskopf, ist beispiels
weise in der DE 37 35 018 A1 beschrieben. Derartige Geräte besitzen einen
Mechanismus, um entweder einen in der Ausgangslage symmetrischen
Vortriebskopf, beispielsweise mittels eines Exzenterrings, aus der sym
metrischen Lage herauszuschwenken, oder einen exzentrisch gelagerten
symmetrischen Vortriebskopf durch Rotation aus der Bohrachse relativ zu
dem Gerät zu verschieben. In allen Fällen führt der Mechanismus, der
mechanisch oder hydraulisch betätigt sein kann, dazu, daß das Gerät von
einer symmetrischen Grundanordnung "Geradeauslauf" in eine asymmetri
sche Anordnung "Kurvenfahrt" gebracht wird. Zur Steuerung dieser Geräte ist
die Kenntnis über die relative Stellung des Vortriebskopfs zur Erdrakete
erforderlich. Diese kann mittels entsprechender Sensoren an eine Bedie
nungsperson übermittelt werden, die dann mit Hilfe weiterer Meß- und
Anzeigeeinrichtungen die Position der Erdrakete bestimmen und die Lauf
richtung verändern kann.
Bei den lenkbaren Erdraketen der Gruppe II, wie sie beispielsweise in der
US-Patentschrift 4 907 658 beschrieben sind, führt ein permanent asymmetri
scher, beispielsweise abgeschrägter Vortriebskopf zu einer ständigen Lenk
bewegung der Erdrakete beim Vortrieb. Für einen Geradeauslauf wird die
Erdrakete oder der Vortriebskopf in Rotation versetzt, was zu einer taumeln
den, aber im wesentlichen geradeaus verlaufenden Bohrbewegung des Ge
rätes führt. Um die laufende Rotation des Kopfes oder des Gerätes beizube
halten, ist bei der US-Patentschrift 4 694 913 eine maschinelle Einrichtung
vorgesehen, die außerhalb des Bohrlochs angeordnet ist und die Rotation
der Erdrakete über ein Gestänge bewirkt. Diese Vorrichtung und Verfah
rensweise erlaubt zwar eine gewisse Steuerung der Erdrakete, erfordert aber
einen erheblichen konstruktiven und maschinellen Aufwand, da neben dem
Aggregat für den Vortrieb der Erdrakete ein Aggregat für die Rotation und ein
Gestänge für die Übertragung der Rotation zur Verfügung stehen muß. Die
Gestänge sind relativ starr, behindern den Lenkvorgang und können nicht
aus der Grube zur Oberfläche gelegt werden. Bei solchen Geräten wird zum
Teil als erstes Gestänge hinter der Erdrakete ein tailliertes flexibles Gestänge
eingesetzt, damit die Erdrakete überhaupt Lenkbewegungen ausführen kann.
Andere Erdraketen vermeiden diesen Aufwand für den Geradeauslauf durch
eigenvermitteltes Drehen der Erdrakete oder des Vortriebskopfes, wie z. B. in
der DE 39 11 467 A1 beschrieben.
In allen Fällen führt der Vorteil der Lenkbarkeit einer Erdrakete zu einem nicht
unerheblichen Material-, Kosten- und Bedienungsaufwand.
Neben erdraketenvermittelten Horizontalbohrverfahren sind auch Bohrver
fahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen ein mit einem Vortriebskopf
versehenes Gestänge über eine außerhalb der Bohrung angreifende Vor
triebseinheit in das Erdreich eingebracht wird, wie beispielsweise in der DE 92 07 047 U1
beschrieben. Bei diesen Verfahren ist das zur Steuerung oder
Rotation des asymmetrischen Vortriebskopfes erforderliche Gestänge bereits
für den Vortrieb vorhanden und wird für die Rotation eingesetzt, so daß sich
das für die Erdrakete bestehende Problem der Rotation beim Geradeauslauf
nicht stellt. Dafür muß aber bei jeder Bohrung eine umfangreiche Ausrüstung
bereitgestellt und insbesondere transportiert (Gestänge, Antrieb) werden,
was Aufwand und Kosten erhöht.
Die PCT-WO 94/05941 A1, auf die hiermit bezug genommen wird, versucht das
Problem des Lenkens einer Erdrakete durch ein Gerät der Gruppe I zu lösen,
bei dem der Vortriebskopf aus einer symmetrischen Lage (Geradeausbohren)
durch Rotation relativ zur Erdrakete in eine asymmetrische Anordnung
(Kurvenfahrt) gebracht werden kann. Bei diesem Gerät ist der Vortriebskopf
als Kegel mit sich von der Kopfspitze längs der Vortriebskopfachse
erstreckenden Leitblechen zur Fixierung des Kopfes beim Vortrieb und beim
Lenken ausgebildet und besitzt eine Vortriebsachse, die in bezug auf die
Gerätelängsachse geneigt ist. Der Vortriebskopf weist eine hintere
Auflagefläche auf, mit der er auf einer vorderen Auflagefläche der Erdrakete
aufliegt und auf der der Vortriebskopf gedreht wird. Die Ebene dieser Aufla
geflächen ist in bezug auf die Gerätelängsachse geneigt. Auf diese Weise ist
es möglich, das Gerätegehäuse um seine Längsachse zu drehen, während
das Erdreich den Vortriebskopf über die Leitbleche festhält.
Durch eine solche Gehäusedrehung läßt sich der Vortriebskopf in eine
exzentrische Lage gegenüber dem Gerätegehäuse bringen, in der eine Kur
venfahrt stattfindet.
Den Drehwinkel - im folgenden Differenzwinkel - zwischen dem Vortriebskopf
und dem Gerätegehäuse bzw. die beiden Endstellungen des Vortriebskopfs
bestimmt ein mit dem Vortriebskopf verbundener, in einen kreisförmigen
Schlitz im Gerätegehäuse eingreifender Mitnehmerzapfen. Liegt der Zapfen
an dem einen Ende des Geräteschlitzes an, dann befindet sich der Vor
triebskopf in seiner Position für die Geradeausfahrt (Geradeausposition),
während er sich am anderen Ende des Geräteschlitzes in der Position für die
Kurvenfahrt (Lenkposition) befindet.
Um die Erdrakete von einer Geradeausfahrt auf eine bestimmte Kurvenbahn
zu bringen, kann das Gerätegehäuse mit Hilfe des Druckluftschlauchs so
weit gedreht werden, bis das Gerät die erforderliche Winkellage
(Ausgangslage) für die gewünschte Kurvenbahn erreicht hat.
Diese Drehbewegung kann sich aus zwei Phasen zusammensetzen. In die
sem Falle besteht die erste Phase darin, daß zunächst nur das Gerätege
häuse gedreht wird, bis der Mitnehmerzapfen über den gesamten Diffe
renzwinkel aus der Geradeausposition in die Lenkposition gelangt ist. Sobald
das geschehen ist, sind der Vortriebskopf und das Gerätegehäuse für die
weitere Drehbewegung miteinander gekoppelt, d. h. das Gerätegehäuse und
der Vortriebskopf drehen sich gemeinsam, bis die Ausgangslage für die Kur
venfahrt erreicht ist. Dabei müssen erhebliche Kräfte aufgewandt werden, da
das Auslenken des Vortriebskopfes ein seitliches Bewegen des
umgebenden Erdreichs bewirkt und der Vortriebskopf durch seine Leitbleche
bei der Drehung Erdreich bewegen muß. Dies um so mehr, da es sich um
verdichtetes Erdreich der Ortsbrust des Vortriebskopfes handelt.
Oberirdisch muß dann festgestellt werden, in welcher Winkelstellung,
bezogen auf die Gerätelängsachse, sich die Lenkposition, d. h. das für die
Kurvenfahrt maßgebende Ende des Gehäuseschlitzes befindet.
Befindet sich die Lenkposition beispielsweise beim Geradeausbohren in der
6-Uhr-Lage und soll die Erdrakete aus dieser Lage heraus auf eine in einer
vertikalen Ebene nach oben verlaufende Kurvenbahn gebracht werden, dann
wird die Lenkposition in die 12-Uhr-Lage gebracht. Dies geschieht durch
Drehen des Gerätegehäuses mit Hilfe des Druckluftschlauchs. Befindet sich
der Vortriebskopf bzw. dessen Mitnehmerzapfen in der Geradeausposition,
dann dreht sich das Gerätegehäuse zunächst über den Differenzwinkel
solange alleine, bis sich der Mitnehmerzapfen am anderen Schlitzende in der
Lenkposition befindet und sich dann das Gehäuse zusammen mit dem nun
mehr in der Lenkposition befindlichen Vortriebskopf in die 12-Uhr-Lage dreht.
Da die Lenkkopfposition außerhalb des Bohrlochs nicht bekannt ist, läßt sich
dort auch nicht feststellen, welche Schlauchdrehung - mit oder ohne Über
windung des Differenzwinkels - erforderlich ist, um die Lenkposition in die
richtige Ausgangslage für die Kurvenfahrt zu bringen.
Aufgrund dieser Schwierigkeiten wird das vorbeschriebene Gerät in der DE 199 10 292 A1,
auf die hiermit Bezug genommen wird, dahingehend weiter
gebildet, daß beim Übergang von der Geradeausfahrt zur Kurvenfahrt
zunächst die aktuelle Vortriebskopfposition in bezug auf das Gerätegehäuse
bzw. die Position des Mitnehmerzapfens im Gehäuseschlitz ermittelt und
sodann das Gerät mit dem Vortriebskopf durch Drehen am Druckluftschlauch
auf die gewünschte Kurvenbahn eingestellt bzw. in die Ausgangslage für die
Kurvenfahrt gebracht wird.
Es verbleibt aber weiterhin das Problem, daß der Vortriebskopf in dem ihn
umgebenden stark verdichteten Erdreich fixiert ist. In der Praxis ist das in der
PCT-WO 94/05941 A1 beschriebene Gerät kaum einsetzbar, da die für das Dre
hen der Erdrakete und des Vortriebskopfes erforderlichen Kräfte so groß
sind, daß ein Drehen häufig unmöglich ist oder zum Abknicken des Druck
luftschlauches führt. Des weiteren bewirken die Leitbleche auf dem Vor
triebskopf häufig eine unkontrollierte Ablenkung des Gerätes in eine nicht
gewollte Richtung, z. B. durch Steine o. ä..
In der DE 199 47 645 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem die Erdra
kete über die Versorgungsleitung manuell zwischen zwei oder mehreren
Positionen streckenabschnittsweise, d. h. diskontinuierlich über die Versor
gungsleitung gedreht wird, wobei der Vortriebskopf permanent asymmetrisch
angeordnet ist.
Für eine Kurvenfahrt wird die Erdrakete ohne Veränderung ihrer Winkelposi
tion über einen bestimmten Streckenabschnitt vorgetrieben. Für einen Gera
deauslauf kann die streckenabschnittsweise Pendelbewegung über einen
Wechsel zwischen der 12-Uhr-Position und der 6-Uhr-Position erreicht
werden. Dies führt beim Geradeauslaufen zu einer Pendelbewegung in der
Vertikalachse.
Bei diesem Verfahren wird zwar das Lenken erleichtert, da der Vortriebskopf
nicht mehr relativ zur Erdrakete gedreht wird und folglich keine Leitbleche
aufweisen muß. Es besteht aber die Notwendigkeit beim Geradeausfahren
ein ständiges Hin- und Herlenken mittels des Druckluftschlauches durchzu
führen, was in einigen Fällen zu einem unerwünschten Bedienungsaufwand
führt.
Eine Erdrakete gemäß DE 199 10 292 A1 weist Mitnehmerzapfen zur
Bestimmung der Position des Vortriebskopfes und seiner relativen Drehung
zum Korpus auf, jedoch keine Haltemittel, um den Vortriebskopf beim Len
ken zu fixieren.
Eine in der PCT-WO 94/05941 A1 beschriebene Vorrichtung weist Leitble
che längs der Vortriebskopfachse auf, die den Vortriebskopf einerseits als
Leitelemente in der bestehenden Lenkposition halten und anderseits als
Halteelemente verhindern sollen, daß der Vortriebskopf sich beim Lenken,
d. h. bei der Veränderung der bestehenden Lenkposition, ungewollt mit dem
Korpus mitdreht. Die Verwendung solcher Leitbleche erfordert einen großen
Kraftaufwand beim Lenken und ist mit der Gefahr unkontrollierter Ablenkung
an Hindernissen verbunden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
welches ein einfaches Lenken und Geradeausfahren mit einer Erdrakete
erlaubt. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine für dieses
Verfahren geeignete Erdrakete zu schaffen.
Die Aufgabe wird gelöst, durch eine lenkbare Erdrakete gemäß dem
Anspruch 1 und einem Verfahren zum Betrieb einer
lenkbaren Erdrakete gemäß dem Verfahrensanspruch 8.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die an dem
herkömmlichen Vortriebskopf angeordneten Leitbleche für den Betrieb der
lenkbaren Erdrakete nicht erforderlich sind. Der Vortriebskopf behält nämlich
beim Vortrieb der Erdrakete bereits aufgrund des ihn umgebenden Erd
reichs im wesentlichen seine ursprünglich eingestellte Lenkposition (Weg
des geringsten Widerstandes). So entstehen im Erdreich beim Vortrieb
keine Kräfte, die den Vortriebskopf zu einem Auslenken aus der Gerade
ausfahrt oder zu einem Zurückschwenken aus der Lenkposition veranlassen.
Vielmehr führen die beim Bohren auf den Vortriebskopf wirkenden
Kräfte gerade dazu, daß dieser seine Position in Bezug auf die Erdrakete im
wesentlichen beibehält.
Um die Lenkposition des Vortriebskopfes in Bezug auf die Erdrakete zu ver
ändern, muß nun allerdings gewährleistet sein, daß ein Drehen des Korpus
der Erdrakete über die Versorgungsleitung nicht gleichzeitig zu einem unge
wollten Drehen des Vortriebeskopfes führt, so daß sich seine Längsachse in
Bezug auf die Gerätelängsachse nicht verändert. Im Stande der Technik
wird diese Funktion ebenfalls durch die Leitbleche am Vortriebskopf erfüllt.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß Haltemittel im
Bereich der Schwenkachse des Vortriebskopfes, d. h. im hinteren Bereich
des Vortriebskopfes, angeordnet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Haltemittel ausschließlich
im Bereich der Schwenkachse angeordnet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Haltemittel in
Form eines ein Übermaß aufweisenden Vortriebskopfes ausgebildet. Dies
hat den Vorteil, daß ein Drehen des Vortriebskopfes möglich ist, da lediglich
der höhere Reibungswiderstand der Haltemittel im Erdreich überwunden
werden muß, aber die Haltemittel auch ein isoliertes Drehen des Korpus
gewährleisten, da beim Drehen des Raketenkorpus ein geringerer Rei
bungswiderstand überwunden werden muß als beim Drehen des Vortriebs
kopfes. Dabei läßt sich die Haltewirkung der Haltemittel durch die Wahl ihrer
Form beliebig erhöhen oder bis zu der relativ geringen aber ausreichenden
Haltekraft eines Übermaßkopfes mit glatter Außenfläche verringern.
Um auch den Schwenkwiderstand in der Ortsbrust zu vermeiden, kann die
Erdrakete erfindungsgemäß eine Einrichtung für den Rückwärtsbetrieb auf
weisen und zum Lenken aus der Ortsbrust herausgefahren werden. Der vordere
Bereich des Vortriebskopfes ist dann nicht mehr von komprimiertem
Erdreich umgeben, sondern liegt frei in dem Erdkanal vollen Querschnitts,
so daß bei einem Schwenken Reibungskräfte lediglich im hinteren Bereich
des Vortriebskopfes auftreten und ein seitliches Bewegen von Erdreich beim
Schwenken des Vortriebskopfes erheblich reduziert und vorzugsweise ver
mieden wird.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der Technik des Zurückfahrens der
Erdrakete in Verbindung mit einem Übermaßkopf zum Durchführen des
Lenkvorgangs. Durch das Übermaß des Vortriebskopfes ist nicht nur sicher
gestellt, daß sich der Korpus der Erdrakete, der einen geringeren Durch
messer aufweist, ohne weiteres mit Hilfe des Langkörpers (z. B. Versor
gungsleitung) drehen läßt und dabei ein ausreichender Halt des Kopfes im
Erdreich gewährleistet ist, sondern auch, daß der Kopf beim Schwenken
einen ausreichenden Schwenkraum vorfindet, wenn die Erdrakete und damit
der Vortriebskopf zurückbewegt wurde, um den Vortriebskopf aus der
Ortsbrust zu entfernen. Das Übermaß kann aber auch getrennt vom
Vortriebskopf vorgesehen sein. Es kann dann über ein Kupplungselement
mit dem Vortriebskopf verbindbar sein.
Dabei ist es von Vorteil, wenn der Vortriebskopf keine Elemente aufweist,
die beim Verschwenken nach dem Zurückfahren der Erdrakete ein Ver
schieben des umgebenden Erdreichs bewirken. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung kann das Übermaß auch an einem Element, beispielsweise
einem Ring, vorgesehen sein, welches beim Schwenken des Vortriebskop
fes seine Achslage nicht verändert, so daß beim Schwenken auch kein Rei
bungswiderstand des Erdreichs zu überwinden ist.
Beim Verschwenken des Kopfes kann die Erdrakete mehrfach vor- und
zurückverfahren werden, um den Lenkvorgang weiter zu erleichtern.
Die Erdrakete ist vorzugsweise mit einer Sonde und Rollsensoren ausge
stattet, wobei mindestens ein Hallsensor zur Detektion der Lenkrichtung des
Vortriebskopfes dienen kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestell
ten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine erfindungsgemäße Erdrakete in symmetrischer Geradeaus
stellung;
Fig. 2: die Erdrakete der Fig. 1 in asymmetrischer Kurvenstellung;
Fig. 3: die Erdrakete der Fig. 1 mit in der Ortsbrust befindlichem Vortriebs
kopf;
Fig. 4: die Erdrakete der Fig. 2 mit in der Ortsbrust befindlichem Vortriebs
kopf;
Fig. 5: die Erdrakete der Fig. 1 nach dem Zurückfahren, vor dem Lenkvor
gang;
Fig. 6: die Erdrakete der Fig. 5 nach dem Lenkvorgang.
Die Erdrakete 1 weist einen Vortriebskopf 2 und einen Korpus 4 mit einem
Schlagwerk auf. Der Kopf 2 weist einen Drehzapfen 7 auf und ist über ein
Drehlager 8 mit Spannstiften 9 drehbar in dem vorderen Ende des Korpus
gelagert. Der Drehzapfen 7 bzw. das Drehlager 8 ist so angeordnet, daß die
Drehachse V des Vortriebskopfes 2 in einem Winkel α in Bezug auf die
Achse K des Korpus 4 angeordnet ist.
Senkrecht auf der Rotationsachse V des Vortriebskopfes liegt die durch die
hintere Auflagefläche 10 des Vortriebskopfes 2 und die vordere Auflageflä
che 12 des Korpus 4 ausgebildete Rotationsebene R. Diese Ebene und
damit auch die hintere Auflagefläche 10 des Vortriebskopfes weist ebenfalls
einen Winkel α in Bezug auf die Symmetrieebene bzw. Rotationssymmetrie
achse A des Vortriebskopfes 2 auf, der dem Winkel zwischen der Dreh
zapfenachse und der Symmetrieachse A entspricht. Dies führt dazu, daß
der Vortriebskopf 2 sich bezüglich seiner Symmetrieachse A mit der Achse
K des Korpus 4 zur Deckung bringen läßt. In dieser Position ist die Erdra
kete auf "Geradeausfahrt" eingestellt.
Für eine Kurvenfahrt wird der Vortriebskopf 2 um eine senkrecht auf der
Bildebene stehende Achse durch Drehen des Korpus 4 um die Achse K ver
schwenkt, so daß die Symmetrieachse A des Vortriebskopfes 2 aus der
Achse K des Korpus heraustritt. Dies kann mit Hilfe des Druckluftschlauches
für das Schlagwerk (nicht dargestellt) erfolgen.
Zum Einstellen der gewünschten Bohrrichtung kann der Vortriebskopf 2 auch
zusammen mit dem Korpus 4 über einen Anschlag 18 gedreht werden,
sobald er die Stellung "Kurvenfahrt" (asymmetrisch) erreicht hat.
Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, befindet sich der Vortriebskopf 2 beim Bohren
in der Ortsbrust, die in der Regel komprimiertes Erdreich aufweist und so die
Position des Vortriebskopfes 2 in Bezug auf den Korpus 4 fixiert, gleichzeitig
aber ein Verschwenken der Vortriebskopfachse A in Bezug auf die Kor
pusachse K erschwert oder verhindert.
Wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, kann die Erdrakete mit Hilfe einer Schlagum
steuerung rückwärts aus der Ortsbrust herausbewegt werden, um dann ein
problemloses Verschwenken der Achse A des Vortriebskopfes innerhalb des
Erdkanals in die, und aus der Lenkposition zu ermöglichen.
Der Vortriebskopf 2, der als Stufenkopf ausgebildet ist, weist an seinem hin
teren korpusnahen Ende ein Übermaß 3 auf.
Das Übermaß 3 gewährleistet nicht nur ein problemloses Verschwenken des
Kopfes, sondern verringert auch die Reibung des Korpus 4 der Erdrakete bei
gleichzeitiger Fixierung des Vortriebskopfes 2 bezüglich einer Rotation im
Erdreich.
Um den Lenkvorgang noch weiter zu erleichtern, kann die Erdrakete beim
Durchführen des Lenkvorgangs vor und zurück bewegt werden.
Zum Ermitteln der Lage des Vortriebskopfes 2 in Bezug auf den Korpus 4
weist der Korpus eine Sonde mit Positonshallsensoren 20 auf. Die Sonde 20
ist über Puffer 22, 24 gegen die Schlagwirkung der Vortriebseinheit der
Erdrakete geschützt. Der Korpus 4 weist Sendeschlitze 26 zum Verbessern
der Signalübertragung der Sonde und eine Verdrehsicherung 28 zum
Gewährleisten einer Reproduzierbarkeit des Sensorensignals in Bezug auf
den Rotationswinkel zwischen Vortriebskopf 2 und Korpus 4 auf.
Claims (9)
1. Lenkbare Erdrakete für das horizontale Erdbohren mit einem über einen
Langkörper rotierbaren Korpus (4) und einem in bezug auf den Korpus
drehbar gelagerten Vortriebskopf (2), wobei eine Relativrotation des
Korpus (4) zu dem Vortriebskopf (2) ein Ausschwenken des Vortriebs
kopfes (2) in eine asymmetrische Konstellation oder ein Einschwenken
des Vortriebskopfes (2) in eine symmetrische Konstellation bewirkt und
mit Haltemitteln (3) zum Halten in der Umgebung, die eine Relativrota
tion des Korpus (4) und gleichzeitiges Schwenken des Vortriebskopfes
(2) erlauben, dadurch gekennzeichnet, daß Haltemittel (3) im Bereich
der Schwenkachse des Vortriebskopfes angeordnet sind.
2. Lenkbare Erdrakete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erdrakete vor- und rückwärts betrieben werden kann.
3. Lenkbare Erdrakete nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Haltemittel ausschließlich im Bereich der Schwenkachse
angeordnet sind.
4. Lenkbare Erdrakete nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vortriebskopf ein Übermaß (3) aufweist.
5. Lenkbare Erdrakete nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch eine Sonde (20).
6. Lenkbare Erdrakete nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch mindestens einen Rollsensor (20).
7. Lenkbare Erdrakete nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch mindestens einen Hallsensor (20) zur Detektion
der Stellung des Vortriebskopfes (2).
8. Verfahren zum Umlenken einer in der Ortsbrust einer Bohrung befindli
chen lenkbaren Erdrakete mit einem zwischen einer symmetrischen und
einer asymmetrischen Ausrichtung rotierbaren Vortriebskopf (2) mit
Haltemitteln (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Erdrakete zum
Umlenken aus der Ortsbrust zurückgefahren und über einen mit dem
Korpus der Erdrakete verbundenen Langkörper gedreht wird, so daß
eine Relativrotation zwischen dem Korpus (4) der Erdrakete und dem
Vortriebskopf (2) bewirkt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdra
kete bei der Rotation vor- und zurückbewegt wird.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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DE102009043716B4 (de) * | 2009-10-01 | 2020-04-02 | Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg | Bohrelement einer Erdbohrvorrichtung |
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EP2474703A1 (de) | 2011-01-11 | 2012-07-11 | British Telecommunications Public Limited Company | Rammbohrgerät |
DE102020005980A1 (de) * | 2020-09-30 | 2022-03-31 | Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg | Steuerbarer Bohrkopf |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4694913A (en) * | 1986-05-16 | 1987-09-22 | Gas Research Institute | Guided earth boring tool |
DE3735018A1 (de) * | 1987-07-25 | 1989-04-27 | Schmidt Paul | Rammbohrgeraet |
US4907658A (en) * | 1988-09-29 | 1990-03-13 | Gas Research Institute | Percussive mole boring device with electronic transmitter |
DE3911467A1 (de) * | 1989-04-08 | 1990-10-11 | Tracto Technik | Selbstantreibbares rammbohrgeraet, insbesondere fuer die herstellung von rohrfoermigen erdbohrungen |
DE9207047U1 (de) * | 1991-06-04 | 1992-09-03 | Schenk, Peter, Heldswil | Vorrichtung zur grabenlosen Kabel- und Rohrverlegung |
WO1994005941A1 (en) * | 1992-09-01 | 1994-03-17 | Foster-Miller, Inc. | Guided mole |
DE19910292A1 (de) * | 1998-08-27 | 2000-03-09 | Tracto Technik | Verfahren und Vorrichtung zum Lenken von Rammbohrgeräten |
DE19947645C1 (de) * | 1999-10-04 | 2001-03-15 | Tracto Technik | Lenkbare Erdrakete und ein Verfahren zum Lenken |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE865955A (fr) * | 1978-04-13 | 1978-07-31 | Foraky | Perfectionnements aux installations de forage |
DE2911419C2 (de) * | 1979-03-23 | 1984-03-01 | Wolfgang Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Ständer | Vorrichtung zum richtungsgesteuerten Herstellen von Bohrlöchern in Lockergestein |
US4823888A (en) * | 1986-12-30 | 1989-04-25 | Smet Nic H W | Apparatus for making a subterranean tunnel |
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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 |
DE19904864C2 (de) * | 1999-02-06 | 2001-02-22 | Tracto Technik | Verwendung eines Druckluftschlauchs |
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Patent Citations (8)
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---|---|---|---|---|
US4694913A (en) * | 1986-05-16 | 1987-09-22 | Gas Research Institute | Guided earth boring tool |
DE3735018A1 (de) * | 1987-07-25 | 1989-04-27 | Schmidt Paul | Rammbohrgeraet |
US4907658A (en) * | 1988-09-29 | 1990-03-13 | Gas Research Institute | Percussive mole boring device with electronic transmitter |
DE3911467A1 (de) * | 1989-04-08 | 1990-10-11 | Tracto Technik | Selbstantreibbares rammbohrgeraet, insbesondere fuer die herstellung von rohrfoermigen erdbohrungen |
DE9207047U1 (de) * | 1991-06-04 | 1992-09-03 | Schenk, Peter, Heldswil | Vorrichtung zur grabenlosen Kabel- und Rohrverlegung |
WO1994005941A1 (en) * | 1992-09-01 | 1994-03-17 | Foster-Miller, Inc. | Guided mole |
DE19910292A1 (de) * | 1998-08-27 | 2000-03-09 | Tracto Technik | Verfahren und Vorrichtung zum Lenken von Rammbohrgeräten |
DE19947645C1 (de) * | 1999-10-04 | 2001-03-15 | Tracto Technik | Lenkbare Erdrakete und ein Verfahren zum Lenken |
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