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Bohrverfahren -Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bohrverfahren,
bei denen die Arbeit des Lösens der Bodenschichten unterstützt wird durch die Lösung
erleichternde mechanische Einwirkung auf die zu durchböhrenden Bodenschichten, und
zwar unter Zuhilfenahme einer in das Bohrloch eingeführten, an der Böhrlochsohle
wirkenden schwingungserzeugenden Vorrichtung, die z. B. in der Bautechnik zur Baugrundverfestigung
allgemein bekannt ist.
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Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen
darin, daß,die Lösung des Bodens durch ein mit dem zur Lostrennung geeigneten Gerät,
wie Kronen, Meißeln, Schneiden oder sonstigen Schürfwerkzeugen°versehenes Rüttelgerät,
vorgenommen wird, während die Förderung mit bekannten Hilfsmitteln, wie Pumpen,
Schöpfgefäßen, z. B. Schlammlöffeln, oder mittels bekannter Maßnahmen, wie durch
Wasserspülung, erfolgt.
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Im allgemeinen werden bisher größere Kräfte, die für die Lösungsarbeit
erforderlich sind, z. B. beim stoßenden Moder drehenden Bohren, von den außeihalb
des Bohrloches oder in bestimmter Entfernung von der Bohrlochsohle aufgestellten
Kraftquelle mittels Seilen und Gestängen auf die Werkzeuge übertragen.
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Hierdurch werden besondere Anlagen, wie Bohrapparate, Biohrtürme und
ähnliche Aufbauten, erforderlich, die, abgesehen von den Anlagekosten, der besonderen
Erstellungs-. arbeit bedürfen und häufig nur unter besonderen Schwierigkeiten angelegt
werden können. Weiterhin ist aber auch der Wirkungsgrad verhältnismäßig beschränkt,
da bei stoßendem Bohren eine Einwirkung auf die Bodenschichten nur im Moment des
Aufschlages durch gewaltsames Absprengen oder Abteilen erfolgt, in der übrigen Zeit
aber Kräfte für Hebearbeit u. dgl. verbraucht werden müssen. Man hat in Rücksicht
hierauf, ins;be-, sondere auf die durch die erforderlichen Gestänge, Seilzüge u.
a., auftretenden übertragungsverluste bereits vorgeschlagen, den Antrieb unmittelbar
auf die Bohrlochsohle zu verlegen, beispielsweise indem -man Druckwasser auf der
Bohrlochsohle in mechanische Arbeit umsetzte oder mittels Druckluft betriebene Geräte
verwendet. In der Praxis haben sich jedoch diese Maßnahmen nicht durchsetzen können,
und zwar in der Hauptsache wegen des schlechten Wirkungsgrades
und
der Schwierigkeiten zur Erzielung einwandfreier Dichtungen.
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Es ist außerdem eine Anordnung bekanntgeworden, die aus einer Antriebsvorrichtung
für stoßend wirkende Werkzeuge besteht, bei welcher ein in einem Gehäuse auf und
ab gehendes ventilartiges Gebilde ein in @eiuer besonderen Führung nach außen gleiteAUs
Werkzeug stoßweise bewegen soll. Die Arbeitsbewegung des Werkzeuges ist durch die
Energie einer Flüssigkeit, wie Wasser, oder durch Preßluft, Gas o. dgl. bewirkt.
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Es handelt sich bei dieser bekannten Vorrichtung also um ein schlagendes
Arbeiten und um Zuführung mechanischer Arbeitsenergie von Terrainoberkante aus.
Ein Hauptnachteil ist zunächst in dem schlechten Wirkungsgrad dieser Ausführungsform
zu sehen, der durch die Antriebselemente Flüssigkeit oder Gas bedingt ist, die über
Tage mittels Pumpen auf hohen Druck gebracht werden müssen und von dort über lange
'Zuführungsleitungen unter großen Druckver",e.sten zur Bohrvorrichtung auf der fiohrlochsoh:t,
transportiert werden. Ferner bestehen A':dichtungsschwierigkeiten bei der Zuführungs_eitung
des Antriebsmittels, die unter hohen Drücken steht. Die schlagende oder stoßende
.'.#.rbeitsweise schließt außerdem einen schlechten Nutzeffekt in sich ein, weil
der Bohrmeißel nur einen Bruchteil eines Arbeitshubes leistet und die übrige Zeit-
zum Hochheben und Wiederfallenlassen des Bohrwerkzeuges notwendig ist.
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Die 'Zuführungsrohre für das Arbeitselement, die zum Aufhängen der
Bohrvorrichtung dienen, müssen mit Rücksicht auf die hohen Drücke sowie auf die
Möglichkeit dimensioniert werden, daß Meißelschläge in klüftigem Gebirge vom Gestänge
aufgefangen werden müssen. Durch das Auftreten hoher Beanspruchungen des Gestänges
oder der Zuführungsrohre sind erhöhte Gefahren für kostspielige Fangarbeiten gegeben.
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Schließlich hat man auch schon Elektromotoren benutzt, um über der
Bohrlochsohle elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, ohne dabei
an übertragungsmittel mit längeren Wegen gebunden zu sein.
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Diese Maßnahmen haben sich im praktischen Betrieb aber ebenfalls nicht
durchsetzen können, und zwar hauptsächlich wegen der Schwierigkeit der erforderlichen
Dichtung für die aus dem Elektromotor austretenden Wellen oder. Kolben.
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Bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Schwingmaschinen, die in
das Bohrloch eingeführt werden, wird die Lösungsarbeit erheblich erleichtert und
vor allem hierbei die Schwierigkeit jeder Dichtung vermieden, da das gesamte Gerät
mit dem Elektromotor und sonstigen für die Lösung gebrauchten Werkzeugen die schwingende
Bewegung mitmacht.
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Die neuartige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann in
der einfachsten Form, beispielsweise aus einem Rüttelgerät,; bestehen, das durch
exzentrisch aufgehängte Schwingkörper in Schwingungen verhältnismäßig hoher Frequenzen
versetzt werden kann mit für die Lösungsarbeit bekannten Werkzeugen, wie Kronen,
Schneiden, Meißeln und gegebenenfalls weiteren, die Lösung unterstützenden Einrichtungen,
wie Wasserzuführungen. Beispielsweise findet für das Bohren von Felsen ein Werkzeug
Verwendung mit Stahlbesatz, wie sie für das sog. Rotari-Bohren gebräuchlich sind,
d. h. mit besonders harten Schneidstählen,wobei der Rüttler unter Kreisbewegungen
ein Bohrschneiden bewirkt.
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Für das Böhren in Ton, das bisher im wesentlichen unter Verwendung
verhältnismäßig großer Kräfte mittels Schappen oder durch andere drehende Bohrwerkzeuge
erfolgte, findet ein Schwingungskörper Verwendung mit einem Messer oder pflugscharartigen
Schneidansatz, der ebenfalls eine kreisförmige Bewegung ausführt und hierdurch eine
Schneidearbeit bedingt, wie sie bei dem eben genannten Verfahren erreicht wird,
oder durch schnelles Hinundhergehen eine Art sägende Bewegung ausführt, wodurch
eine wesentlich schnellere Lösung als durch die nur drückend wirkende Schappe gewährleistet
ist. Ä Bei Sand schließlich oder sonstigen lockeren Bodenarten wird durch die Rüttelarbeit
das Gefüge der Masse zerstört und ,aufgelockert, so daß die Förderungsarbeit des
Bohrgutes, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Wasserspülung, erleichtert wird.
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.Im einzelnen können die Werkzeuge je nach den zu bearbeitenden Bodenarten
gewählt sein bzw. entsprechend der Mitwirkung des Schwingungsgerätes ausgebildet
werden. Als Schwingungskörper eignen sich sowohl solche mit waagerechtem wie mit
senkrechtem Schlag.