DE2105257C3 - Umkehrbare Schlagvorrichtung zum Vortreiben von Erdbohrungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine umkehrbare Schlagvorrichtung zum Vortreiben von Erdbohrungen durch Bodenverdichtung, die ein an einem Ende zugespitztes Gehäuse mit in diesem angeordneten Schläger enthält, dessen hinterer Teil einen offenen Hohlraum mit in der Seitenwand in gleicher Höhe angeordneten Querbohrungen aufweist, der Arbeitskammern mit wechselndem Rauminhalt bildet, und der bei seiner Hin- und Herbewegung infolge der Einwirkung von Druckluft, welche den Kammern abwechselnd durch die im Schaftteil des Gehäuses angeordnete und in den Hohlraum des Schlägers ragende luftzuluhrende Buchse zugeleitet wird, Stoßschläge ausübt.

Aus der FR-PS 15 15 348 ist eine umkehrbare Schlagvorrichtung dieser Art bekannt, bei der die Umkehrung der Schlagrichtung durch ein axiales Verstellen der luftzuführenden Buchse erfolgt. Dieses axiale Verstellen der luftzuführenden Buchse kann dadurch erfolgen, daß die luftzuführende Buchse mittels Gewinde im Gehäuse gelagert ist und durch den die Druckluft zuführenden Schlauch gedreht wird, oder daß eine Rastvorrichtung an der axial verschieblichen Lagerung der Buchse vorgesehen ist, die durch ruckartiges Ziehen an dem druckluftzuführenden Schlauch ausrastbar ist. Insbesondere bei langen Bohrungen ist die Fernbedienung über den Schlauch durch dessen Drehen oder ruckartiges Ziehen nicht immer genügend sicher zu bewerkstelligen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer umkehrbaren Schlagvorrichtung der eingangs erwähnten Art das Umkehren der Bewegungsrichtung von der Fernbetätigung der Buchse über den Schlauch der Druckluftleitung unabhängig zu machen und mit möglichst wenigen beweglichen Teilen eine sichere Umstellung von Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang und umgekehrt zu gewährleisten.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die luftzuführende Buchse starr im Schaftteil des Gehäuses tung.

Der Grundgedanke, den Rückwärtsgang bei vermindertem Druck durchzuführen, ist zwar an sich aus der DT-AS 1175 161 und der DT-AS 12 94 891 bekannt, jedoch sind dort für die jeweilige Steuerung der Bewegung des Schlägers aufwendige Steuervorrichtungen für den Einlaß und Auslaß der Druckluft ei forderlich, weil derartige Steuerungen viele bewegliche Teile aufweisen und entsprechend störungsanfällig sind, was bei der Lösung gemäß dem Patentanspruch vermieden ist.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäß umkehrbaren Schlagvorrichtung, und F i g. 2 Teilschnitt nach Linie M-II der Fig. 1.
Die Schlagvorrichtung enthält ein zylindrisches, im Vorderteil gespitztes Gehäuse 1 (Fig. I), in dem der Schläger 2, welcher sich durch zwei Bunde 3 und 4 gegen die Innenfläche des Gehäuses 1 abstützt, sitzt.

Der zwischen Innenfläche des Gehäuses 1 und Außenfläche des Schlägers 2 eingeschlossene Hohlraum bildet die vordere Arbeitskammer 5 mit wechselndem Rauminhalt, im Inneren des Schaffteils des Schlägers 2 ist ein Hohlraum vorhanden, der die hintere Arbeitskammer 6 bildet. In dieser Arbeitskammer 6 sitzt der mit dem Schläge^ 2 zusammenwirkende Vorderteil der luftzuführenden Buchse 7, die durch ihren Flansch 8 unbeweglich im Schaftteil des Gehäuses 1 befestigt und mit dem vom Kompressor kommenden Druckluftschlauch verbunden ist. In den Wänden des Schaftes des Schlägers 2 sind Querbohrungen 9 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Stellung des Schlägers 2 regelmäßig und abwechselnd die vordere Arbeitskammer 5 mit der ständig unter Druck stehenden hinteren Arbeitskammer 6 und mit der Außenluft verbinden.

In den Wänden des Vorderteils der mit dem Schläger

2 zusammenwirkenden, Druckluft zuführenden Buchse 7 sind beim Rückwärtsgang der Schlagvorrichtung zur Druckluftzuführung in die vordere Arbeitskammer 5 bestimmte Fenster 10 vorgesehen. Im Inneren des Buchsenvorderteils sitzt ein Schieber 11, der als Hohlschieber ausgebildet ist und beim Vorwärtsgang (Vortrieb) der Schlagvorrichtung die Fenster 10 schließt.

An der Seite des Flansches 8 ist auf der Buchse 7 eine mit Fenstern 13 versehene Hülse 12(Fig. 1,2), weichein Axialrichtung verschiebbar und mittels der durch die Stirnwand der Buchse 7 laufenden Zapfen 14 starr mit dem Schieber 11 verbunden ist, angeordnet. Zwischen dem Flansch 8 und der Hülse 12 sitzt eine Feder 15, die beim Bewegungsumkehren der Schlagvorrichtung zum Verschieben des Schiebers 11 und der Hülse 12 dient.
Die Größe und Anordnung der Querbohrungen 9 und Fenster 10 sind so gewählt, daß der erforderliche Durchgangsquerschnitt bei allen Schlägersteüungen gewährleistet ist.

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Der Betrieb der Schlagvorrichtung verläuft in folgender Weise:

Beim Vorwärtsgang der Schlagvorrichtung werden der Schieber 11 und die mit ihm durch die Zapfen 14 verbundene Hülse 12 infolge des Druckes der aus der hinteren Arbeitskammer 6 durch die luftzuführende Buchse 7 eintretenden Druckluft in die nach der Zeichnung rechte Randstellung verschoben. Dabei werden die Fenster 10 durch den Schieber 11 geschlossen, die Feder 15 wird zusammengedrückt.

Gleichzeitig wird der Schläger 2 infolge der Einwirkung der in die Arbeitskammer 6 zugeführten Druckluft nach links versetzt und übt gegen die Innenwand des Vorderteils des Gehäuses 1 einen Stoßschlag aus, wodurch sich die ganze Vorrichtung im Boden in Schlagrichtung, d. h. vorwärts verschiebt.

Die Rückwärtsversetzung der Schlagvorrichtung infolge von Rückstoßkräften wird durch die zwischen dem Gehäuse 1 und der Bohrlochwand entstehenden Reibungskräfte verhindert.

Beim Beginn des Vorwärtsganges des Schlägers 2 wird die vordere Arbeitskammer 5 durch die Querbohrungen 9 im Schlägerschaft mit der Außenluft verbunden; mit dem Vorwärtslauf des Schlägers 2 und seiner Zusammenwirkung mit der Buchse 7 beim Sollabstand von der vorderen Randstellung des Schlägers 2 wird durch dessen Querbohrungen 9 die vordere Arbeitskammer 5 mil der Arbeitskammer 6 und folglich auch mit der Druckluftquelle verbunden. Infolge Rücksprungs des Schlägers 2 von der Vorderwand des Gehäuses 1 infolge des Druckes der in der Vorderkammer 5 eintretenden Druckluft beginnt sich der Schläger 2 in Rückwärtsrichtung zu versetzen, da seine Querschnittsfläche an der Seite der vorderen Arbeitskammer 5 größer als die an der Seite der Arbeitskammer6ist.

Nach der Schließung der Querbohrungen 9 durch die Seitenoberfläche der luftzuführenden Buchse 7 setzt der Schläger 2 seine Bewegung, indem er den Druckluftwiderstand in der Arbeitskammer 6 überwindet, infolge Druckluftexpansion in der Arbeitskammer 5 in Rückwärtsrichtungfort.

Am Ende des Rückwärtshubes des Schlägers 2 bringen dessen Querbohrungen 9, nachdem sie die Großdurchmesserstufe der Buchse 7 durchlaufen haben, die Arbeitskammer 5 durch die Austrittsbohrungen 13 der Hülse \?.. und die Fenster 16 im Flansch 8 mit der Außenluft in Verbindung — es erfolgt ein Entweichen von Abluft.

Weiter wiederholt sich der Ablauf. Der Vorwärtsgang der Vorrichtung wird unter einem vorgegebenen Nenndruck ausgeführt.

Sowie die Schlagvorrichtung auf unüberwindliche Hindernisse (Geröll, Fundamentreste, Hohlräume u.a.) stößt oder bei Beendigung des Vortriebes eines Blindbohrloches, wird eine Bewegungsumkehr der Schlagvorrichtung vorgenommen, wodurch nach Zuführung von Druckluft die Schlagvorrichtung im vorgetriebenen Bohrloch zurückkehrt.

Der Rückwärtsgang der Schlagvorrichtung erfolgt unter einem Luftdruck, der kleiner als der Nenndruck ist.

Zur Umschaltung der Schlagvorrichtung auf den Rückwärtsgang wird der Luftdruck vermindert. Dabei werden die Hülse 12 und der mit ihr verbundene Schieber 11 infolge Spannung der Feder 15 in die (in F i g. 1 gezeigte) linke Randstellung versetzt. Dadurch werden die Fenster 10 in der Buchse 7 geöffnet, die Hülse 12 an die Stirnwand der Buchse 7 gepreßt, die Fenster 13 der Hülse 12 werden geschlossen.

Beim Versetzen des Schlägers 2 nach links erfolgt (im Vergleich mit dem Vorwärtsgang) ein Voreinströmen von Druckluft aus der luftzuführenden Buchse 7 durch deren Fenster 10 und die im Schaft des Schlägers 2 liegenden Querbohrungen 9 in die Arbeitskammer 5. Der Schläger 2 wird durch die in die Arbeitskammer 5 einströmende Druckluft angehalten und verschiebt sich, ohne einen Schlag gegen den Vorderteil des Gehäuses 1 auszuüben, nach rechts.

Da sich der Rauminhalt der Arbeitskammer 5 vergrößert und der Austritt der Abluft aus dieser Arbeitskammer 5 nicht in üblicher Weise erfolgt, sondern durch die Hülse 12 (ihre Fenster 13 sind geschlossen) verhindert wird, übt der Schläger 2 bei seiner Rückwärtsbewegung Stoßschläge gegen den Flansch 8 der Buchse 7 aus, die starr im Gehäuse 1 der Schlagvorrichtung befestigt ist, welche sich in diesem Falle durch das vorgetriebene Bohrloch in Rückwärtsrichtung bewegt.

Zur Umschaltung der Schlagvorrichtung von »Rückwärtsgang« auf den »Vorwärtsgang« ist der Luftdruck bis zum Nennwert zu erhöhen. Dabei übertrifft der Luftdruck auf den Schieber 11 die Spannkraft der Feder 15 und der Schieber 11 mit der Hülse 12 wird in die rechte Randstellung versetzt, wobei der Schieber 11 die Fenster 10 schließt. Jetzt wird die Luftzuführung in die Arbeitskammer 5 durch den Rand der Luft zuführenden Buchse 7 geregelt und der Schläger 2 übt Stoßschläge gegen den Frontteil des Gehäuses 1 aus, d. h., der Ablauf des »Vorwärtsganges« der Schlagvorrichtung wird wiederholt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Umkehrbare Schlagvorrichtung zum Vortreiben von Erdbohrungen durch Bodenverdichtung, die ein an einem Ende zugespitztes Gehäuse mit in diesem angeordneten Schläger enthält, dessen hinterer Teil einen offenen Hohlraum mit in der Seitenwand in gleicher Höhe angeordneten Querbohrungen aufweist, der Arbeitskammern mit wechselndem Rauminhalt bildet, und der bei seiner Hin- und Herbewegung infolge der Einwirkung von Druckluft, welche den Kammern abwechselnd durch die im Schaftteil des Gehäuses angeordnete und in den Hohlraum des Schlägers ragende luftzuführende Buchse zugeleitet wird, Stoßschläge ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß die luftzuführende Buchse (7) starr im Schaftteil des Gehäuses (1) befestigt ist und daß auf ihrem mit dem Schläger (2) zusammenwirkenden Teil Fenster (10) vorgesehen sind, die durch einen Schieber (11) verschließbar sind, der im Inneren der Buchse (7) sitzt und mittels durch die Stirnwand der Buchse (7) laufende Zapfen (14) mit einer abgefederten Hülse (12) verbunden ist, die auf der Buchse (7) axial verschiebbar ist.

   befestigt ist und daß auf ihrem mit dem Schläger zusammenwirkenden Teil Fenster vorgesehen sind, die durch einen Schieber verschließbar sind, der im Inneren der Buchse sitzt und mit durch die Stirnwand der Buchse laufenden Zapfen mit einer abgefederten Hülse verbunden ist, die auf der Buchse axial verschiebbar ist.

   Die Umschaltung des Schiebers und damit der Bewegungsrichtung der Schlagvorrichtung erfolgt durch Verminderung des Luftdrucks in der Druckluftlei-