DE4116771C2 - Vorrichtung zum Herstellen von Erdbohrungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Erdbohrungen, insbesondere zum grabenlosen Verlegen von Versorgungsleitungen, bestehend aus einem Vortriebsgerät, an das ein Gestänge angeschlossen ist.

Durch die europäische Offenlegungsschrift 02 47 767 ist ein steuerbares Bohrgerät zum Herstellen von Erdbohrungen, insbesondere zum grabenlosen Verlegen von Versorgungsleitungen, wie Wasserleitungen oder Kabel unter Straßen oder Dämmen oder sonstigen Gebäuden und Hindernissen, bekanntgeworden, das im wesentlichen aus einer mit einer Lafette in einer Startgrube angeordneten, pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Antriebseinheit besteht, die ein Bohrgestänge statisch in das Erdreich nachdrückt und in Rotation versetzt. An der Spitze des Bohrgestänges ist ein in seinem rohrförmigen Gehäuse einen hin- und herbeweglichen Schlagkolben aufweisendes Rammbohrgerät angeordnet, das einen Kopf mit einem Schrägflächen-Lenkkopf besitzt. Von dem Lenkkopf werden das Rammbohrgerät und das nachgezogene und/oder gedrückte Bohrgestänge - je nach Betriebsfall - entweder in einem bestimmten Radius von der Tiefenlage der in das Erdreich eingebrachten Bohrung an die Erdoberfläche oder zu einer Zielgrube gelenkt. Mittels des Schrägflächen-Lenkkopfes lassen sich dabei zum Beispiel Hindernisse umfahren.

Die Kombination einer statisch arbeitenden Schubeinheit mit einem Rammbohrgerät wirkt sich insbesondere in härteren Böden vorteilhaft aus, denn es läßt sich durch Zuschalten entweder des dynamisch arbeitenden Rammbohrgerätes oder der hydraulischen Schubeinheit eine kombinierte Schlag-Schub-Einheit erreichen; hierbei ist es auch möglich, das Rammbohrgerät anstatt an der Spitze am rückwärtigen Ende des Bohrgestänges angreifen zu lassen. Beim Betrieb einer solchen Bohranlage zum Herstellen von - in erster Linie horizontalen - Erdbohrungen gewährleistet im Zusammenspiel mit dem Schrägflächen-Lenkkopf eine gleichzeitige kontinuierliche Rotation des Bohrgestänges den gewünschten Geradeauslauf. Wenn zum Vortrieb des Bohrgestänges lediglich eine statisch arbeitende Schubeinheit oder auch ein mit der Schubeinheit kombiniertes, aber am rückwärtigen Ende des Bohrgestänges angreifendes Rammbohrgerät verwendet wird, weist das erste Teilstück (Rohrschuß) des durch Ansetzen neuer Teilstücke beliebig zu verlängernden Bohrgestänges einen Schrägflächen-Lenkkopf auf.

Um ein Produktrohr in das Erdreich zu verlegen, wird mit der Bohranlage zunächst eine Pilotbohrung hergestellt, zum Beispiel mit einer Länge von 70, 80 oder über 100 Meter. Damit sich Erdbohrungen über derartig lange Strecken herstellen lassen, ist es erforderlich, stets neue Teilstücke des Bohrgestänges anzusetzen, wobei die Teilstücke bzw. Bohrschüsse von z. B. etwa 1,5 m Länge durch Anschrauben miteinander verbunden werden. Das rückwärtige Ende der Teilstücke des Bohrgestänges ist zu diesem Zweck mit einem Innengewinde und jeweils das vordere Ende mit einem Außengewinde - oder umgekehrt - versehen, so daß ein nachfolgendes Teilstück in das vorhergehende Teilstück eingeschraubt wird. Ebenso wird das erste Teilstück des Bohrgestänges mit seinem Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde im rückwärtigen Ende des Rammbohrgerätes - oder umgekehrt - eingeschraubt.

Sobald das Rammbohrgerät sein Ziel bzw. die Zielgrube erreicht hat, wird es durch Einziehzubehör, z. B. einen Einzugkopf, oder durch Aufweitzubehör, z. B. eine Aufweitglocke, ersetzt, um das im Durchmesser im Vergleich zur Pilotbohrung oft größere Produktrohr im Rückwärtsgang statisch, nämlich mittels der in der Startgrube angeordneten Schubeinheit einzuziehen. Dies setzt voraus, daß zunächst in der Zielgrube das Rammbohrgerät von dem ersten Teilstück des Bohrgestänges abgeschraubt wird. Die damit verbundenen Arbeiten sind allerdings außerordentlich problematisch und aufwendig, denn aufgrund der auf das Dreh-Schubgestänge einwirkenden großen Drehmomente, wobei insbesondere ein Schrägflächen-Lenkkopf und die harten Schläge eines Rammbohrgerätes ein außerordentlich starkes Festziehen der Gewindeverbindung bewirken. Wie sich in der Praxis gezeigt hat, haben sich die Gewinde häufig zu einer mit einfachen Werkzeugen nicht mehr zu lösenden Einheit verbunden.

Das gilt vor allem für die Schraubverbindung zwischen dem Rammbohrgerät und dem vordersten Teilstück des Bohrgestänges, die den Drehmomenten am längsten ausgesetzt ist. Während in der Startgrube zum Lösen der Schraubverbindungen nicht nur ein ausreichender Platz, sondern auch die ohnehin vorhandenen hydraulischen Werkzeuge der Lafette zur Verfügung stehen und somit wenigstens die sehr zeitaufwendigen, umständlichen Arbeiten beim Lösen der Schraubverbindung erleichtern, bieten sich hingegen in der meist sehr beengten Zielgrube solche Möglichkeiten nicht. Damit sich aufwendige, teure Erdarbeiten vermeiden lassen, wird nämlich die Zielgrube im wesentlichen lediglich so bemessen, daß der Platz gerade für das Rammbohrgerät bzw. den Schrägflächen-Lenkkopf ausreicht. Vor allem dann, wenn für die Zielgrube ein Straßenbelag oder ähnliche Materialien ausgehoben werden müssen, wird die Zielgrube weiterhin auch deshalb sehr klein gehalten, weil der Aushub aufgrund seiner besonderen Zusammensetzung dem Sondermüll zugerechnet wird und nur mit hohen Kosten auf Sonderdeponien gelagert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Erdbohrungen ein einfaches Verbinden und Lösen des Bohrgestänges oder sonstigen Zubehörs mit bzw. von dem Vortriebsgerät sowie vorzugsweise auch der Teilstücke des Bohrgestänges untereinander zu ermöglichen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhaft läßt sich eine Schnellkupplung als ein zumindest in einer Richtung verdrehfester Bajonettverschluß ausbilden, der in der Lage ist, sowohl die Zug- und Schub- als auch die sehr hohen Torsionskräfte aufzunehmen. Mit dieser Maßnahme, d. h. der Verwendung einer im Maschinenbau seit langem bekannten Renkverbindung sind in verblüffend einfacher Weise sämtliche der vorgenannten Probleme behoben, die bei den bekannten Bohranlagen aufgrund der zwingend erforderlichen Verbindung des Vortriebsgerätes mit dem Gestänge auftreten. Denn aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme liegt eine sich auch bei den größten auftretenden Torsionskräften nicht verkeilende bzw. festziehende Verbindung vor, die ein einfaches, schnelles, ohne zusätzliche Werkzeuge mögliches Lösen - und natürlich auch Verbinden - erlaubt.

Vorteilhaft kann das Gestänge (bzw. können die Teilstücke) mit einem zwei diametral gegenüberliegende Schulterstücke besitzenden Verriegelungskopf versehen sein, dem eine formangepaßte, im Vortriebsgerät oder im Bohrgestänge (bzw. in den Teilstücken) bis zu einer Innenausnehmung führende Axialdurchgänge aufweisende Verriegelungsaufnahme zugeordnet ist. Unter einem Gestänge wird im Rahmen der Erfindung beispielsweise insbesondere auch ein Schrägflächen-Lenkkopf sowie Einzieh- und Aufweitzubehör verstanden, d. h. diese Teile sind ebenfalls mit einer erfindungsgemäßen Schnellkupplung versehen und weisen somit entweder eine Verriegelungsaufnahme oder einen Verriegelungskopf auf. Die Teile lassen sich somit durch einfaches axiales Zusammenstecken, d. h. Einfügen jeweils des Verriegelungskopfes in die ihm zugeordnete, gegenüberliegende Verriegelungsaufnahme im Gehäuse des Vortriebsgerätes bzw. dem rückwärtigen Ende eines Teilstückes des Bohrgestänges und anschließendes radiales Verdrehen zug- und schubfest miteinander verbinden. Die Verbindung kann gegen Verdrehung gesichert werden, z. B. durch einen Querstift. Wenn die Schnellkupplung in Längsrichtung mit Spiel ausgebildet ist, z. B. die Schulterstücke zwischen den Anschlägen der Innenausnehmung der Verriegelungsaufnahme mit einem Längsspiel (Luft) von etwa 5 bis 20 mm angeordnet sind, läßt sich in vorteilhafter Weise ein Längenausgleich des axial schlagenden Rammbohrgerätes bezogen auf die statisch nachschiebende Schubeinheit erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in der Längsansicht ein mit einem Schrägflächen-Lenkkopf versehenes Rammbohrgerät, das an seinem rückwärtigen Ende mit einem ersten Teilstück eines von einer nicht dargestellten, in einer Startgrube angeordneten Schubeinheit beaufschlagten Bohrgestänges in dem mit X gekennzeichneten Bereich durch eine Schnellkupplung verbunden ist;

Fig. 2 als Einzelheit des in Fig. 1 mit X gekennzeichneten Bereichs das rückwärtige Ende des Rammbohrgerätes, im Teilschnitt und vergrößert dargestellt;

Fig. 3 als Einzelheit des in Fig. 1 mit X gekennzeichneten Bereichs das als Verriegelungskopf ausgebildete vordere Ende des Bohrgestänges bzw. eines Teilstückes des Bohrgestänges;

Fig. 4 den Verriegelungskopf gemäß Fig. 3 entlang der Linie IV-IV geschnitten und

Fig. 5 die Verriegelungsaufnahme gemäß Fig. 2 entlang der Linie V-V geschnitten.

Das es sich bei den bekannten Bohranlagen zum Herstellen von Erdbohrungen, insbesondere zum grabenlosen Verlegen von Versorgungsleitungen, um bekannte Maßnahmen und Konstruktionen handelt, ist von einer solchen Bohranlage lediglich das im Erdbereich eine Erdbohrung herstellende, einen Schrägflächen-Lenkkopf 1 aufweisende Rammbohrgerät 2 dargestellt, das an seinem rückwärtigen Ende über eine als Bajonettverschluß ausgebildete, zweiteilige Schnellkupplung 3 mit einem ersten Teilstück 4 eines sich aus zahlreichen aneinandergesetzten Teilstücken zusammensetzenden Bohrgestänges 5 verbunden ist.

Die Schnellkupplung 3 besteht aus einer Verriegelungsaufnahme 6 (vgl. Fig. 2) und einem Verriegelungskopf 7 (vgl. Fig. 3). Die beispielsweise entweder am rückwärtigen Ende im Gehäuse des Rammbohrgerätes 2 oder jeweils dem rückwärtigen Ende eines Teilstückes 4 des Bohrgestänges 5 - die sich somit untereinander ebenfalls mit Hilfe der Schnellkupplung 3 verbinden lassen - oder dem rückwärtigen Ende des Schrägflächen-Lenkkopfes 1 oder in nicht dargestelltem Einzieh- und Aufweitzubehör ausgebildete Verriegelungsaufnahme 6 weist von der Stirnseite her nach innen bis zu einer Ausnehmung 8 führende Axialdurchgänge 9 (vgl. Fig. 5) auf. Der am Beispiel eines Teilstückes 4 des Bohrgestänges 5 dargestellte Verriegelungskopf 7 besitzt zwei diametral gegenüberliegende Schulterstücke 11 (vgl. Fig. 4), die beim Zusammenstecken von Verriegelungskopf 7 und Verriegelungsaufnahme 6 die Axialdurchgänge 9 passieren, bis sie die Innenausnehmung 8 in der Verriegelungsaufnahme 6 erreicht haben, in der Anschlagkanten 12 (vgl. Fig. 5) ein weiteres axiales Ineinanderstecken verhindern.

Das soweit eingeschobene Teilstück 4 braucht dann lediglich noch um 90° verdreht zu werden, um die Verbindung zwischen dem Rammbohrgerät 2 und dem Bohrgestänge 5 bzw. der Teilstücke 4 des Bohrgestänges 5 untereinander herzustellen. Die Teilstücke 4 des Bohrgestänges 5 besitzen noch vor den Schulterstücken 11 einen unrunden Rohrabschnitt 13, der zwei parallele Abflachungen 14 (vgl. Fig. 4) mit zwei diametral gegenüberliegenden, Drehanschläge bildenden Vorsprüngen 15 aufweist. Nach dem Ineinanderstecken von Verriegelungskopf 7 und -aufnahme 6 und Drehen des Teilstückes 4 um 90° verhindern die Vorsprünge 15 ein unfreiwilliges Lösen der Schnellkupplung 3.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Herstellen von Erdbohrungen, insbesondere zum grabenlosen Verlegen von Versorgungsleitungen, bestehend aus einem Vortriebsgerät an das ein Gestänge angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortriebsgerät (2) und das Gestänge (4; 5) über eine Schnellkupplung (3) miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Teilstücke (4) des Gestänges (5) über eine Schnellkupplung (3) miteinander verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellkupplung (3) als ein zumindest in einer Richtung verdrehfester Bajonettverschluß ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (5) (bzw. die Teilstücke (4)) mit einem zwei diametral gegenüberliegende Schulterstücke (11) besitzenden Verriegelungskopf (7) versehen ist, dem eine formangepaßte, im Vortriebsgerät (2) oder im Gestänge (5) (bzw. in den Teilstücken (4)) bis zu einer Innenausnehmung (8) führende Axialdurchgänge (9) aufweisende Verriegelungsaufnahme (6) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellkupplung (3) in Längsrichtung mit Spiel ausgebildet ist.