VORRICHTUNG ZUM BOHREN VON LÖCHERN IN DEN BODEN

Abstract

 e Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Bautechnik. Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse (1), einem in diesem untergebrachten Schlagorgan (2) mit Öffnungen (5), einem Luftverteilungsstutzen (6), einem elastischen Element (7) und einer Gewindebüchse (8). An der Außenfläche der Gewindebüchse (8) sind Rillen (9) unter einem Winkel zur Vorrichtungsachse eingearbeitet. Bei der Verschiebung der Vorrichtung dringt die Erde in die Rillen (9) der Gewindebüchse (8) ein und erzeugt eine Umfangskraft, weiche die Gewindebüchse (8) in bezug auf das Gehäuse (1) fixiert.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf im Bauwesen eingesetzte druckluftbetätigte Vorrichtungen mit Schlagwirkung, insoesondere auf Vorrichtungen zum Vortreiben von Bohrungen im Boden.

[0002] Am effektivsten kann diese Erfindung in Vorrichtungen angewendet werden, die zum vortreiben von Bohrungen in zu verdichtenden Böden beim grabenlosen Verlegen unterirdischer Versorgungsleitungen unter Straßen, Aufschüttungen und sonstigen Bauwerken bestimmt sind.

[0003] Zum Vortreiben von Bohrungen in zu verdichtenden Böden werden selbstfahrende druckluftbetätigte Maschinen mit Schlagwirkung - pneumatische Durchtreiber - weitgehend verwendet. Das Arbeitsorgan eines pneumatischen Durchtreibers ist ein zylindrisches Gehäuse mit innerem Hohlraum, in welchem ein Schlagorgan und ein Luftverteilungsatutzen untergebracht sind. Bei diesem Typ des pneumatischen Durchtreibers ist der Luftverteilungsstutzen an das Gehäuse mittels einer Gewindebüchse angeschlossen.

[0004] Beim Laufen der Maschine vollführt das Schlagorgan unter der Wirkung der Druckluft, die in die Arbeitskammern über den Luftverteilungsstutzen eintritt, eine hin- und hergehende Bewegung in axialer Richtung und übt bei jedem Arbeitszyklus einen Schlag auf das Vorderteil des Gehäuses aus, welches auf diese Weise in den boden eingetrieben wird, wodurch eine Bohrung mit verdichteten Wärden gebildet wird. Der Durchmesser der Bohrung ist praktisch dem Durchmesser des Gehäuses des pneumatischen Durchtreibers gleich. Während des Betriebs dieses pneumatischen Durchtreibers ist es erforderlich, die Gewindeverbindung Gehäuse - Gewindebüchse festzustellen.

[0005] Zugrundeliegender Stand der Technik

[0006] Es ist eine Vorrichtung mit Schlagwirkung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden bekannt (siehe "Pnevmoproboiniki i mashiny dlya zabivania v grunt legkikh stroitelnikh elementov" /Pneumatische Durchtreiber und Maschinen zum Einschlagen von leichten Bauelementen in den Boden/ , von A.D.Kostylev, K.S.Gurkov, B.N.Smolyanitsky, Novosibirsk, 1980, Verlag "Nauka", S. 9), die ein Gehäuse, ein Schlagorgan und einen Luftverteilungsstutzen enthält. Der Luftverteilungsstutzen ist an das Gehäuse mittels einer Gewindebüchse mit einer Sicherungsscheibe angeschlossen. Beim Betrieb der Vorrichtung entsteht die Notwendigkeit, die Gewindeverbindung Gehäuse - Gewindebüchse zwecks Wartung, Reparatur u.dgl. zu zerlegen, wobei die Sicherungsscheibe nach zwei bis drei Zerlegungen zerstört wird.

[0007] Es ist eine weitere Vorrichtung mit Schlagwirkung zum vortreiben von Bohrungen im Boden bekannt (siehe "Pnevmoproboiniki i mashiny dlya zabivania v grunt legkikh strcitelnykh elementov" von A.D.Kostylev, K.S.Gurkov, B.N.Smo- lyanitsky, Novosibirsk, 1980, Verlag "Nauka", S. 10), die ein Gehäuse, ein Schlagorgan und einen Luftverteilungsstutzen enthalt. Der Luftverteilungsstutzen ist an das Gehäuse mit Hilfe einer Gewindebüchse angeschlossen. Die Gewindeverbindung Gehäuse - Gewindebüchse wird durch gekoppelte Kegelflächen derselben gesichert.

[0008] Wegen Vibrationen und Stößen, welchen die Vorrichtung beim Betrieb ausgesetzt wird, findet eine Abschwächung der sichernden Reibungskräfte statt; demzufolge funktioniert die Gewindeverbindung eine Weile im nichtgesicherten Zustand, was zum Ausfall des Gewindes führt.

[0009] Außerdem treten an der kegelige Seite des Gehäuses große Radialkräfte auf, welche die Zerstörung des Gehäuses zur Folge haben.

[0010] Darüber hinaus kennzeichnet sich die Vorrichtung durch eine verhältnismäßig niedrige Betriebszuverlässigkeit, weil wegen des Losdrehens der Gewindebüchse in der laufenden Vorrichtung der Luftverteilungsstutzen längs der Achse verschoben wird, was eine Störung des Arbeitszyklus herbeiführt. Die axiale rückwärtige Verschiebung des Luftverteilungsstutzens führt dazu, daß die Druckluft vorzeitig in die vordere Kammer der Vorrichtung ausgelassen wird und das Schlagorgan vor dem Stoß abbremst, was die Schlagenergie und folglich die Arbeitsleistung herabsetzt. Bei der rückläufigen Bewegang des Schlagorgans bleibt die vordere Kammer der Vorrichtung dem Druck länger ausgesetzt (die vordere Kante des Luftvertellungsstutzene ist inzwischen nach rückwärts verschoben). Deshalb erhält das Sohlagorgan eine größere Bewegungsenergie, und nach dem späteren Auspuff der Druckluft aus der vorderen Kammer (die hintere Kante des Luftverteilungsstutzene ist ebenfalls, nach rückwärte verschoben) legt das Schlagorgan eine größere Streoke (der Bremsweg des Schlagorgane nimmt zu) zurüok und kann Schläge auf die vordere Stirnseite der Gewindebüchse ausüben. Somit versetzt das Schlagorgan wegen des Losdrehens der Gewindebüohse Schläge sowohl auf das Vorder- als auch auf das Hinterteil der Vorrichtung. Dadurch werden die Arbeitsbedingungen der Vorrichtung gestört, was zur Verminderung der vortriebsgeschwindigkeit bis zur vollständigen Stillsetzung aer Vorrichtung führen kann.

[0011] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorriohtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden zu schaffen, bei welcher die konstruktive Ausführung der Gewindebüohse die Stabilisierung der Kanten des Luftverteilungsstutzens beim Betrieb der Vorrichtung im Boden sicherstellen kann.

Offenbarung der Erfindung

[0012] Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in der Vorrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden, die ein Gehäuse mit einem in diesem hin- und herbewegbar angeordneten Schlagorgan enthält, das im Gehäuse sine vordere Kammer bildet, welche über Öffnungen im Schlagorgan mit einer hinteren Kammer in Verbindung steht, die durch den Hohlraum des Schlagorgans und den Luftverteilungsstutzen gebildet ist, der über ein elastisches Element mit einer im rüokwärtigen Ende des Gehäuses montierten Gewindebüchse verbunden ist, erfindungsgemäß an der Außenfläche der Gewindebüchse mindestens zwei Rillen eingearbeitet sind, welche zueinander diametral entgegengesetzt und unter einem Winkel zur Vorrichtungsachse verlaufen, wobei die Neigungsrichtung der Rillen mit der Richtung des Gewindeganges der Ge_- windebüchse zusammenfällt. Die Ausführung der Rillen unter einem winkel zur Achse der Vorrichtung begünstigt die Erzeugung (Entstehung) einer Umfangskraft, die die Gewindebüch- _se in bezug auf das Gehäuse fixiert.

[0013] Es ist zweckmäßig, die Rillen an der Außenfläche der Gewindebüchse längs einer Schraubenlinie auszuführen.

[0014] Eine solche Ausführung der Vorrichtung ist äußerst einfach und fertlgungsgerecht.

[0015] Es ist wünschenswert, daß die Rillen mit der Achse der Vorrichtung einen Winkel innerhalb von 30 bis 60° einschließen.

[0016] Bei einer derartigen Ausführung der Rillen ist die Gewindebüchse in Bezug auf das Gehäuse zuverlässig fixiert. Es muß bemerkt werden, daß durch Änderung des Neigungswinkels der Rillen zur Vorrichtungsachse die Umfangskraft eingestellt werden kann.

[0017] Es ist wünschenswert, die Rillen solcherweise auszubilden, daß ihre Tiefe zwischen 2 und 5% vom Durchmesser der Gewindebüchse beträgt.

[0018] Dadurch entsteht eine Umfangskraft, die die Gewindebüchse bezüglich des Gehäuses zuverlässig fixieren kann.

[0019] Kurze · Beschreibung der Zeichnungen

[0020] Im folgenden wird die Erfindung durch eingehende Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiel derselben

[0021] und an Hand der Zeichnungen erläutert; es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Vorrichtung;

Fig. 2 den Schnitt nach Linie II - II in Fig. 1.

[0022] Beste Ausführungsform der Erfindung

[0023] Die Vorrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden besitzt ein hohles Gehäus₃ 1 (Fig. 1) mit einem in diesem hin- und herbewegbar angeordneten Schlagorgan 2. Die Außenfläche des Schlagorgans 2 bildet mit dem Gehäuse 1 eine vordere Arbeitskammer 3. Im Scnlagorgan 2 ist eine hintere Arbeitskammer 4 vorgesehen, die mit der vorderen Arbeitskammer 3 über in der Wand des Schlagorgans 2 ausgeführte Öffnungen 5 verbunden ist. In der hinteren Arbeitskammer 4 ist ein Luftverteilungsatutzen 6 untergebracht, der mittels eines elastischen Elementes 7 mit einer im Gehäuse 1 mit Hilfe eines Gewindes montierten Gewindebüchse 8 verbunden ist. Die hintere Arbeitskammer 4 ist durch den Hohlraum des Schlagorgans 2 und den Luftverteilungsstutzen 6 gebildet. An der Außenfläche der Gewindebüchse 8 (Fig. 2) sind Rillen 9 eingearbeitet, die unter einem Winkel von 30 bis 60° zur Vorrichtungsachse verlaufen. Die Tiefe jeder der Rillen 9 beträgt zwischen 2 und 5 % vom Durchmesser der Gewindebüchse 8. Die Neigungsrichtung der Rillen 9 fällt mit der Gewindegangrichtung der Gewindebüchse 8 zusammen. Im elastischen Element 7 sind Auspuffkanäle 10 vorgesehen. Die Druckluft wird der Vorrichtung über einen Schlauch 11 zugeführt .

[0024] Die Vorrichtung zum Vortreiben von 8ohrungen im Bcden funktioniert folgendermaßen.

[0025] Die Druckluft wird von der Quelle eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums (nicht gezeigt) zu der Vorrichtung über den am Luftverteilungsstutzen 6 befestigten Schlauch 11 zugeführt. Uber den zentralen Kanal des Luftverteilungsstutzens 6 gelangt die Druckluft in die vordere Kammer 3 und strömt durch die Öffnungen 5 des Schlagorgangs 2 in die vordere Kammer 3. Infolge der Flächendifferenz des Schlagorgans 2 auf der Seite der vorderen Kammer 3 und der hinteren Kammer 4 wird das Schlagorgan zurückgeschoben (in der Zeichnung nach rechts). Nachdem die Öffnungen 5 des Schlagorgans 2 die hintere Kante des Luftverteilungsstutzens 6 passiert haben, erfolgt der Auspuff der Druckluft aus der vorderen Kammer 3 über die Öffnungen 5 des Schlagorgans 2 und die Kanäle 10 im elastischen Element 7 in die Atmosphäre. Unter dem in der hinteren Kammer 4 wirkenden Luftdruck kommt das Sohlagorgan 2 zum Stillstand, ohne einen Schlag auf die vordere Stirnfläche der Gewindebüchse ⁸ zu versetzen, und beginnt sich vorwärts (in der Zeichnung nach links) so lange zu verschieben, bis die Öffnungen 5 des Schlagorgans 2 die vordere Kante des Luftverteilungsstutzens 6 passiert haben. Sobald die Öffnungen 5 frei sind, übt das Schlagorgan 2 einen Schlag auf die vordere Stirnfläche des Gehäuses 1 aus und schlägt dieses in den Boden ein. Unter der Wirkung der Schläge verschiebt sich die Vorrichtung im Boden und läßt eine Bohrung hinter sich zurück. Aus den Bohrungswänden, die sich mit der Außenfläche der Gewindebüchse 8 berühren, fließt Erdreich in die Rillen 9 hinein. Da die Rillen 9 unter einem Winkel zur Vorrichtungsachse (und zur Bohrungsachse) verlaufen, wirkt die Erde auf die Hinterwand der Rillen 9 ein und erzeugt eine Umfangskraft, die an der Gewindebüchse 8 angreift und nach dem Gewindegang der Gewindebüchse 8 gerichtet ist. Unter der Wirkung dieser Umfangskraft wird die Gewindebüchse 8 stets ins Gehäuse 1 eingedreht. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Verbindung des Gehäuses 1 und der Gewindebüchse 8 unlösbar ist.

Gewerbliche Verwertbarkeit

[0026] Die vorgeschlagene Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Bautechnik und ist für Vorrichtungen mit Schlagwirkung bestimmt, die zum Vortreiben von Bohrungen unterschiedlicher Zweckbestimmung im Boden eingesetzt werden. Die Anwendung der Erfindung gestattet es, die Betriebssicherheit der Vorrichtung zu steigern sowie die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Konstruktion derselben zu erhöhen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden, die ein Gehäuee (1) mit einem in diesem hin- und herbewegbar angeordneten Schlagorgan (2) enthält, das im Gehäuse eine vordere Kammer (3) bildet, welche über Öffnungen (5) des Sohlagorgans (2) mit einer hinteren Kammer (4) in Verbindung steht, die durch den Hohlraum des Schlagorgans (2) und den Luftverteilungsstutzen (6) gebildet ist, der über ein elastisches Element(7) mit einer im rückwärtigen Ende des Gehäuses (1) montierten Gewindebüchse (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenfläche der Gewindebüchse (8) mindestens zwei Rillen (9) eingearbeitet sind, welche zueinander diametral entgegengesetzt sind und unter einem Winkel zur Vorrichtungsachse verlaufen, wobei die Neigungarichtung der Rillen mit der Richtung des Gewindeganges der Gewindebüchse (8) zusammenfällt.

₂. Vorrichtung zum Vortreiben von Bohrungen im Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (9) an der Außenfläche der Gewindebüchse (8) längs Schraubenlinien ausgeführt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e-kennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Rillen (9) an der Außenfläche der Gewindebüchse (8) in bezug auf die Vorrichtungsachse innerhalb von 30 bis 60° liegt.

4. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 -- 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe jeder der Rillen (9) an der Außenfläche der Gewindebüchse (b) zwischen 2 und 5 % vom Durchmesser der Gewindebüchse (8) beträgt.

Zeichnung