Verfahren und Vorrichtung<B>7.u1</B> Durchführung von Erdborirungen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Erdbohrverfahren und eine zur Durch führung dieses Verfahrens geeignete Vorrich tung.
Das Erdbohrverfahren nach der vorliegen den Erfindung besteht darin, dass die zur Lösung des Bodens verwendeten Werkzeuge, wie Bohrmeissel, Bohrkranen oder dergl. der unmittelbaren Einwirkung eines Schwingun gen erzeugenden Gerätes, vorzugsweise eines sogenannten Rüttlers, ausgesetzt werden.
Die ebenfalls den Erfindungsgegenstand bildende Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein mit Lösungswerkzeugen besetz ter Körper mit einem Rüttelgerät zu einem einheitlichen Ganzen verbunden ist, so dass auf den zu bearbeitenden Boden unmittelbar an der Bohrlochsohle durch das Lösungswerk zeug von der Schwingmaschine auch Schwin gungen übertragen werden. Die Abförderung des gelösten Bodens kann mittels an sich be kannter Hilfsmittel, wie Pumpen, Schöpf gefässen, z. B. Schlammlöffeln oder mittels bekannter Massnahmen, wie durch Spülen, er folgen.
Bei der Durchführung von Erdbohrarbei ten, bei denen grössere Kräfte aufgewendet werden müssen, ist es bisher entweder ge bräuchlich, die Kraftquelle, z. B. eine Pumpe, Drucklufterzeuger oder dergl. ausserhalb des Bohrloches über Tage aufzustellen oder in bestimmter Entfernung von der Bohrloch sohle anzubringen und die erzeugte Energie über Bohrapparat, Bohrgestänge und andere auf die eigentlichen Lösungswerkzeuge zu übertragen.
Durch diese bisherige Arbeitsweise wer den besondere Anlagen, wie Bohrkräne, Bohr maschinen und ähnliche Aufbauten erforder lich, die besonderer Erstellungsarbeit be dürfen und vielfach hohe Anlagekosten be dingen.
Der Wirkungsgrad derartiger Einrichtun gen ist verhältnismässig gering. Bei stossen dem Bohren erfolgt beispielsweise eine lösende Einwirkung auf den Boden nur im Augenblick des Aufschlages des Lösungs- werkzeuges mittels gewaltsamen Absprengens oder durch Lostrennen des Bodenbestandteils. In der übrigen Zeit jedoch werden die auf zuwendenden Kräfte für die Hebearbeit des Werkzeuges oder für andere Bewegungen des Werkzeuges verbraucht.
In Rücksicht auf diese Nachteile, ins besondere in Rücksicht auf die grossen Über- tragungsverluste, die durch Verwendung von Gestängen auftreten, hat man bereits vielfach versucht, den Wirkungsgrad durch Verlegung des Antriebes unmittelbar an die Bohrloeh- sohle zu erhöhen.
Es sind beispielsweise Verfahren bekannt:, nach denen Druckwasser auf der Bohrloeli- sohle mechanische Arbeit erzeugt oder die Lösungswerkzeuge mittels Druckluft betrie ben werden. Man hat auch schon Elektro motoren verwendet, um über der Bohrloch sohle elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, um auf diese Weise Kräfteübertragungsmittel und längere Über tragungswege zu ersparen.
Diese Verfahren haben jedoch grössere praktische Erfolge nicht erzielt und haben sich deshalb in grösserem Umfang im prak tischen Gebrauch nicht durchgesetzt. Die Wirkungsgrade bei Verwendung von Druck luft und Druckwasser sind bekanntlich an sich gering. Besondere Schwierigkeiten mach ten sich aber sowohl bei diesen Verfahren, wie auch bei Verwendung von Elektromoto ren durch die erforderlichen Dichtungen be merkbar, und zwar vor allem der Dichtungen, z. B. Stopfbüchsen zwischen den antreiben den Teilen und den angetriebenen Teilen bezw. den aus den Gehäusen, z. B. des Elek tromotors austretenden Wellen oder Kolben.
Sämtliche bisher genannten Nachteile der gebräuchlichen Anordnungen werden vermie den durch die Verbindung einer Schwingung zu erzeugenden Gerätes, das in das Bohrloch eingeführt wird mit dem zur Lösung be stimmten Werkzeug. Die Lösungsarbeit wird hierdurch erheblich erleichtert.
Besondere Kräfteübertragungsmittel, wie Gestänge, Kol ben und dergl. kommen in Fortfall und damit entfallen auch die Schwierigkeiten jeglicher Dichtung, da ja das Aggregat, welches den Schwingungen erzeugenden Körper, die Kraftquelle, und die für die Lösung ge brauchten Arbeitsteile enthält, ein Ganzes bildet und als Ganzes die schwingende Bewe gung mitmacht.
In ihrer einfachsten Ausführungsform kann eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung bestehen aus einem Rüttelgerät, wie es an sich für die Durchführung von Bauvorgängen, wie die Verdichtung gewachsenen Grundes, die Ver dichtung von Betonmassen und ähnliches be kannt ist und welches durch exzentrisch auf gehängte Seliwingkörper in seinem Innern mit Hilfe eines Elektromotors als Kraftquelle bisher z.
B. in Schwingungen verhältnis mässig hoher Frequenzen, d. h. etwa 3000 bis <B>5000</B> pro b'Linute versetzt wurde und welches Gerät finit den für die Lösungsarbeit ge bräuchlichen Teilen, wie Kronen, Schneiden, Meisseln, fest verbunden ist und gegebenen falls noch weitere die Lösung unterstützende Einrichtungen, wie z. B. Wasserzuführun gen, in sich oder an sich trägt.
In der beiliegenden Zeichnung ist als Bei spiel eine zur Durehführung- des erfindun s- el <B>9</B> <B>Z,</B> em, U ässen Verfahrens dienende Vorrichtunv mit einem Bohrwerkzeug, vorzüglich zum Be arbeiten von Fels, dargeslellt. Ausserdem sind zwei andere Ausführungsformen von Bohr kronen bezw. Ansatzstücken, die mit Lö- sungswerl.#zeugen besetzt sind und mit dem Mittelgerät lösbar verbunden werden können,
dargestellt.
Fig. 1 zeigt in einem schematischen Längsschnitt eine Vorrichtung mit einer an geschraubten Bohrkrone; Fig. 2 zeigt die Ansicht gegen die Ar- beitsfläehc@ des Bohrwerkzeuges; Fig. 3 zeigt in einem Längsschnitt eine , andere Ausführungsform eines Werkzeuges mit Zacken; Fig. 4 ist die Ansicht gegen die Arbeits fläche des Werkzeuges nach Fig. 3;
Fig. 5 zeigt, in einem Längsschnitt ein , Werkzeug mit bügelartigen Schneidmessern; Fig. 6 ist die Ansicht der Arbeitsfläche des Werkzeuges nach Fig. 5.
Im einzelnen ist a das Gehäuse eines Rüttlers, der einen nach oben durch den Deckel b und nach unten durch eine Ab schlussplatte b' abgeschlossenen Raum auf weist für den Elektromotor c und den auf der in den Lagern e laufenden Welle d angeord neten Egzenterkörper d'. Eine Arbeitsbewe gung wird dem Gehäuse lediglich mit tels des Rüttlers erteilt.
f sind die Stromzuführungsleitungen, die durch die Isolierung i ,eingeführt sind. Mit tels Schraubenverbindung ist die Krone g mit den Zacken h am Gehäuse des Rüttel gerätes fest, aber auswechselbar angebracht, so dass beispielsweise auch eine Krone nach Fig. 3 und 4 bezw. 5 und 6 oder andere ähn liche Ansatzstücke am Rüttlergehäuse an gebracht werden können. Beispielsweise findet für das Bohren von Felsen ein Rüttel gerät Verwendung mit Stahleinsätzen, wie sie an diesen Werkzeugen für das sogenannte "Ratari-Bohren" gebräuchlich sind, d. h.
Werkzeugen, die mit besonders harten Schneidstählen versehen sind. Für das Bohren in Ton, welches bisher im wesentlichen unter Verwendung verhältnismässig grosser Kräfte mittels Schappen oder durch drehendes Boh ren erfolgte, haben sich Messeransätze oder Ansätze mit pflugscharähnlichen Schneiden als geeignet erwiesen, die jede für sich eine kreisende Bewegung unter dem Einfluss der Vibration ausführen, wobei der Radius der Kreisbewegung der Schwingungsamplitude des Rüttlers entspricht, und hierdurch eine Schneidarbeit bedingen,
wie sie bei dem eben genannten Verfahren erreicht wird oder durch schnelles Hin- und Hergehen eine Art sägende Bewegung ausführen, wodurch eine wesentlich schnellere Lösung der Boden bestandteile als durch die nur drückend wirkende Schappe gewährleistet wird. Auch die Krone nach Fig. 5 und 6 beispielsweise ist für weichere Böden sehr geeignet, da die Sehneidbügel h, nach den Seiten zu geschärft sind und eine schneidende und sägende Arbeit ausführen.
Es ist nämlich zu beachten, dass durch die feste Verbindung der Krone oder eines sonst welchen, für die jeweils durch zuführende Arbeit geeignet ausgewählten Ansatzes mit dem Rüttelgerät ein einheit liches. Ganzes geschaffen wird, das sich wäh rend der Tätigkeit in feinster Vibration be findet, wobei die horizontal gerichteten Im pulse des Rüttlers schürfende, schneidende, sägende oder Span abhebende Wirkungen zu lassen, die beim Bohren weit höhere Nutz effekte zulassen, als die Wirkungen der be kannten Geräte mit schlagender oder stossen der Arbeitsweise, z.
B. bei dem bekannten Bohren mittels Freifall- oder Schnellschlag bohrapparaten.
Im Gegensatz aber zu den an sich schon bekannten schürfenden Bohrmethoden, zu denen sämtliche Rotationsbohrmethoden zäh len, wird bei Anwendung eines Rüttlers ge mäss vorliegender Erfindung an sämtlichen Punkten der Arbeitsfläche der Schneidwerk zeuge die gleiche Schnittgeschwindigkeit er zeugt. Bei rotierenden Fischschwanzmeisseln bekannter Art wird demgegenüber nur auf einer bestimmten Kreislinie des Meissels, für das zu bearbeitende Gestein beste Geschwin digkeit erzielt werden können, während alle übrigen Stellen des Meissels entsprechend der mit dem Durchmesser veränderlichen Um fangsgeschwindigkeit naturgemäss weniger geeignete Geschwindigkeiten aufweisen.
Be sondere Vorteile werden schliesslich bei Sand oder sonstigen lockeren Bodenarten dadurch erzielt, dass durch die stossartige Wirkung der Vibrationsbewegung das Gefüge der Masse zerstört und intensiv aufgelockert wird.
Zusammenfassend ergibt also die Durch führung jeder Bohrarbeit unter allen nur möglichen Umständen, d. h. bei Felsbohrun gen, geschütteten Baugrund, Sandboden und dergl. und unabhängig von der Tiefe der Boh rung, wesentlich höhere Bohrleistungen in der Zeiteinheit und eine wesentlich höhere Ausnutzung der aufgewendeten Kräfte als bei Verwendung bekannter Bohrgeräte dieser Art und bedeutet die Ersparung bisher erfor derlicher Kraftübertragungsanlagen sowie die Ersparung besonderer Wartung wegen des Wegfalles von Dichtungen.