DE19904864C2 - Verwendung eines Druckluftschlauchs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Druckluftschlauchs mit einem an der Schlauchwandung anliegenden, dem Schlauch Torsionsfestigkeit verleihenden Stützkorsett.

Geräte mit einem pneumatisch hin- und herbewegten Schlagkolben, beipielsweise Rammbohrgeräte, wie sie in der deutschen Patentschrift DE 195 30 972 C2 beschrieben sind, haben sich zum grabenlosen Verlegen von Leitungen im Erdreich oder beim zer­ störenden Ersetzen erdverlegter Leitungen außerordentlich bewährt, sie bedürfen ei­ ner Umsteuerung, um beispielsweise Blindbohrungen herstellen zu können oder ein durch ein unüberwindbares Bodenhindernis aufgehaltenes Gerät nicht ausgraben zu müssen, sondern im Rückwärtsbetrieb aus der von ihre bereits geschaffenen Erdboh­ rung herausbewegen zu können.

Für die Umsteuerung sind zahlreiche Systeme bekannt, die sämtlich darauf beruhen, die Schlagenergie des im Gerätegehäuse axial beweglichen Schlagkolbens nicht in Vortriebsrichtung in das Gerätegehäuse einzuleiten, sondern in der Gegenrichtung mit Hilfe eines rückwärtigen Gehäuseanschlags für den Schlagkolben. Dies geschieht auf einfache Weise dadurch, daß durch Verstellen eines beispielsweise hülsenförmigen Steuerschiebers im Gerätegehäuse diejenigen Steuerkanten axial verlegt werden, die den Zeitpunkt des Entlüftens des vor dem Schlagkolben im Bereich der Gerätespitze befindlichen Arbeitsraumes bestimmen.

Soweit bei den bekannten Geräten das Umsteuern von Vorlauf auf Rückwärtslauf und umgekehrt im Wege eines mechanischen Verstehens beispielsweise eines Steu­ erschiebers oder einer Steuerhülse geschieht, bietet sich der Versorgungsschlauch zum Zuführen der Druckluft zum Gerät für ein Betätigen des Steuerelements von au­ ßerhalb der Erdbohrung an. Hierfür gibt es zahlreiche Beispiele, die darin überein­ stimmen, daß das Umschalten von einer auf die andere Bewegungsrichtung durch Drehen am Versor­ gungsschlauch geschieht.

Bekannt ist aus der PCT-Offenlegungsschrift WO 94/05941 A1 auch ein Bohr­ gerät mit einem Lenkkopf, der beispielsweise als Kegel ausgebildet und drehbar im Gerätegehäuse gelagert ist; seine Drehachse verläuft geneigt in bezug auf die Gehäuselängsachse. Gleichzeitig verlaufen die sich senkrecht zur Drehachse erstreckenden, aneinanderliegenden Berührungsflächen von Lenkkopf und Gehäuse ebenfalls winklig in bezug auf die Gehäuselängs­ achse. Auf diese Weise ist es möglich, das Gerätegehäuse um seine Längsachse zu drehen, während das Erdreich den Lenkkopf festhält. Durch eine solche Gehäusedrehung läßt sich der Lenkkopf in eine exzentrische Lage gegenüber dem Gerätegehäuse bringen, in der eine Kurvenfahrt stattfindet.

Um das Rammbohrgerät von einer Geradeausfahrt auf eine bestimmte Kur­ venbahn zu bringen, muß das Gerätegehäuse daher mit Hilfe des Druckluft­ schlauchs so weit gedreht werden, bis das Gerät die erforderliche Winkel­ lage (Ausgangslage) für die gewünschte Kurvenbahn erreicht hat.

Ein solches Drehen ist nur mit Hilfe des am rückwärtigen Geräteende ange­ schlossen Druckluftschlauchs möglich. Das bringt jedoch erhebliche Pro­ bleme mit sich, weil der Druckluftschlauch nicht biegesteif sein darf und da­ her auch nicht torsionsfest sein kann. Hinzu kommt, daß das Rammbohr­ gerät beim Drehen die auf sein Gehäuse wirkende Erdreichreibung überwin­ den muß. Diese Reibung kann - je nach der Bodenbeschaffenheit sowie dem Außendurchmesser und der Länge des Geräts - sehr erheblich sein, so daß es bei einer fortgeschrittenen Bohrung bzw. beim Drehen an einer dem­ entsprechend langen Druckmittelleitung (Druckluftschlauch) häufig gar nicht mehr möglich ist, das Gehäuse im Erdreich zu drehen oder die dafür erfor­ derlichen Kräfte aufzubringen.

Die Reibung zwischen Gehäuse und Erdreich läßt sich zwar vermeiden, wenn der vordere Teil des Gerätes einen größeren Durchmesser besitzt als der Rest des Gehäuses. Das scheitert jedoch daran, daß die Reibung zwi­ schen Gehäuse und Erdreich unerläßlich ist, damit das Erdreich die entge­ gen der Bohrrichtung gerichteten Reaktionskräfte aufnehmen kann.

Zur Verminderung des von dem umgebenden Erdreich ausgehenden Rei­ bungswiderstandes kann das Gerätegehäuse drehfest mit dem Versor­ gungsschlauch verbunden und drehbar in einem Hüllrohr gelagert sein. Bei einem Verdrehen des Schlauchs dreht sich das Gerät dann reibungsarm in dem Hüllenrohr.

Ein weiterer Nachteil besteht bei den bekannten Geräten mit Druckluft­ schlauch darin, daß sich infolge der Torsion des Druckluftschlauchs von außerhalb der Erdbohrung nicht, zumindest nicht mit der notwendigen Ge­ nauigkeit feststellen läßt, wann sich die Steuerhülse oder das Rammbohrge­ rät zu drehen beginnt, um welchen Winkel sie sich tatsächlich drehen und nach welchem Winkel die Drehung beendet ist.

Da ein zielgenaues Bohren jedoch nur dann möglich ist, wenn der Lenkkopf, die Steuerhülse oder ein verstellbares Lenkelement eine vorgegebene Win­ kelstellung zum Gehäuse des Rammbohrgeräts einnimmt, kommt es in der Praxis entscheidend darauf an, das Gerätegehäuse jeweils nur solange und soweit zu drehen, bis der vorgegebene Lenkwinkel erreicht ist.

Mit zunehmender Distanz bzw. Schlauchlänge macht sich jedoch die Tor­ sion des Schlauches immer mehr nachteilig bemerkbar. Dies kann soweit gehen, daß es schon bei Schlauchlängen ab 20 m zu einem Abquetschen bzw. Abschnüren des Schlauchs kommt und die Druckluftzufuhr bis zu einer vollen Unterbrechung beeinträchtigt wird. Diese Gefahr ist bei sommerlichen Temperaturen besonders groß, weil dann die umgebungswarme, mit hoher Geschwindigkeit an der Schlauchwandung vorbeiströmende Druckluft einen großen Teil ihrer fühlbaren Wärme an den Schlauch abgibt.

Aus der deutschen Auslegeschrift DE 28 32 763 B2 ist es andererseits bekannt, den Strömungsquerschnitt insbesondere dünnwandiger Schläuche mit Hilfe einer Stützwendel aufrechtzuerhalten und ein leichtes Montieren dieser Stützwendel zu er­ möglichen.

In dieselbe Richtung geht auch die deutsche Offenlegungsschrift DE 35 02 445 A1 mit einem eine Stützkonstruktion aus Draht aufweisenden Schlauch zum Fördern flüssiger oder gasförmiger Medien mit einem unrunden, im wesentlichen ellipsenförmigen freien Querschnitt, dessen einzelne Abschnitte sich ohne Krümmer um Abwinklungen oder Kurven verlegen lassen sollen.

Schließlich beschreibt auch die deutsche Offenlegungsschrift DE 24 03 397 A1 eine Art Schlauch, der als luftführender Leitungskanal dient, dessen spiralförmiges Verstär­ kungselement erkennbar ebenfalls dem Zweck dient, den Strömungsquerschnitt des Schlauchs im Falle einer radialen Beanspruchung aufrechtzuerhalten.

In all diesen Fällen handelt es sich um Schläuche, die ausschließlich einer radialen Beanspruchung - von innen oder von außen - ausgesetzt sind und bei denen es dar­ um geht, fluide Medien unter Aufrechterhaltung des vorgesehenen Strömungsquer­ schnitts fortzuleiten sowie das Verlegen, den Transport oder die Montage einer Stützwendel zu erleichtern.

Der Erfindung liegt dagegen das Problem zugrunde, die Torsionssteifigkeit her­ kömmlicher Versorgungsschläuche für Rammbohrgeräte in einer Weise zu erhöhen, die ein sicheres Versfellen und ein zielgenaues Bohren erlaubt.

Die Lösung dieses Problems besteht darin, zum Verstellen von Lenkelementen an einem Erdbohrgerät mit pneumatisch hin- und herbewegtem Schlagkolben und/oder zum Umschalten des Geräts von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf durch Drehen am Schlauch einen Schlauch mit einem an der Schlauchwandung innen und/oder außen anliegenden Stützkorsett zu verwenden. Dieses Stützkorsett verhindert ein Kollabie­ ren des Schlauches und kann aus einer Federdrahtspirale oder aus einem Drahtge­ webe bestehen; es verleiht dem Schlauch ein hohes Maß an Torsionsfestigkeit und Formstabilität. Dennoch reicht die Flexibilität aus, um ihn für einen Transport aufwic­ keln zu können. Besonders geeignet zur Schlauchstabilisierung sind expandierbare Drahtgewebe-Schläuche, die beim Ziehen an den beiden Enden ihren Durchmesser zugkraftabhängig verringern und bei einer Zugentlastung ihren Durchmesser bis zu einem maximalen Durchmesser vergrößern.

Derartige Stützschläuche lassen sich - gegebenenfalls auf der Baustelle - besonders leicht in einen herkömmlichen Druckluftschlauch einziehen, weil sich beim Einziehen ihr Durchmesser unter dem Einfluß der Zugkraft deutlich verringert. Ist der maximale Durchmesser des Stützschlauchs im entlasteten Zustand größer als der Innendurch­ messer des Druckluftschlauchs, dann legt sich ein solcher Stützschlauch dicht und insbesondere verschiebefest an die Innenwandung des Versorgungsschlauchs.

Über größere Distanzen kommen üblicherweise Versorgungsschläuche aus mehre­ ren, an ihren Enden mit Schlauchkupplungen versehene Schlauchabschnitte zur Ver­ wendung. In diesen Fällen erstreckt sich das Stützkorsett von Kupplung zu Kupplung eines Schlauchabschnitts. Das Stützkorsett ist dabei vorzugsweise an den Schlauch­ kupplungen befestigt, so daß auch bei einer Dehnung der Schlauch auf seiner ganzen Länge abgestützt bleibt. Die Befestigung an den Kupplungen verhindert zudem, daß sich das Stützkor­ sett, beispielsweise eine Spiralfeder im Betrieb verkürzt. Zum Befestigen kann das Stützkorsett an seinen Schlauchenden einen Haken besitzen, der sich in eine Öffnung an der Schlauchkupplung einhängen läßt.

Die Stabilisierung des Versorgungsschlauchs mit Hilfe eines Stützkorsetts wirkt sich dann besonders vorteilhaft aus, wenn durch den Versorgungs­ schlauch nicht nur Druckluft zum Bohrgerät strömt, sondern im Schlauch noch ein weiterer Schlauch verläuft, über den das Rammbohrgerät bei­ spielsweise mit Steuerluft zum Verstellen einer Steuerhülse beim Umschal­ ten von Vorlauf auf Rückwärtslauf und umgekehrt versorgt wird.

Die erfindungsgemäße Verwendung eines Stützkorsetts erlaubt ein sicheres Verstellen von Lenkelementen am Bohrgerät oder ein Umschalten des Geräts von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf, wie es sich bislang nur mit Hilfe eines Gestänges erreichen läßt. Dies ist auch bei der Verwendung eines handelsüblichen Versorgungsschlauchs möglich, weil sich das Stützkorsett insbesondere im Falle eines Gewebeschlauchs leicht in einen solchen Schlauch einbringen, aber auch wieder daraus entfernen läßt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich der erfindungsgemäße Versorgungsschlauch aufwickeln und daher als Bund transportieren läßt. Außerdem läßt sich das Stützkorsett, beispielsweise eine Federdrahtspirale auch zur Datenübertra­ gung zwischen Bohrgerät und einem oberirdischen Empfänger oder Steuer­ gerät verwenden. Schließlich kann das Stützkorsett auch in die Schlauchwandung integriert sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein im Erdreich befindliches Rammbohrgerät mit seinem Versor­ gungsschlauch,

Fig. 2 einen zugehörigen Schlauchabschnitt,

Fig. 3 einen Schlauchabschnitt mit einem Stützgewebe.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten, im Erdreich 1 befindlichen Rammbohrgerät 2 erstreckt sich ein Versorgungsschlauch 3 durch eine Baugrube 4 bis zu einem nicht dargestellten oberirdischen Kompressor. Der Schlauch wird dabei zweimal um 90° umgelenkt und unterliegt mit fortschreitendem Vor­ trieb des Rammbohrgeräts 2 im Erdreich 1 in zunehmendem Maße dem Einfluß der Erdreichreibung, da er zwischen dem Rammbohrgerät 2 und dem Kanalschacht 4 in der vom Rammbohrgerät geschaffenen Bohrung mit einem Teil seines Umfangs auf dem mehr oder minder rauhen und zerklüf­ teten Erdreich der Bohrung liegt.

Der Versorgungsschlauch 3 besteht aus mehreren Abschnitten 5, an deren Enden sich Kupplungsstücke 6 und 7 befinden. Diese Kupplungsstücke ragen mit einem Nippel 8, 9 in das Schlauchinnere und sind im Bereich ihres Nippels mit Hilfe je einer Hülse 10, 11 mit den Schlauchenden verquetscht. Im Innern des Schlauchabschnitts 5 erstreckt sich zwischen den beiden Nip­ peln 8, 9 der Kupplungsstücke 6, 7 ein Stützkorsett in Gestalt einer Spirale 12, deren Windungen an der Schlauchwandung dicht und bei weichem Schlauchmaterial auch leicht formschlüssig anliegen und diese soweit fixie­ ren und abstützen, daß eine Torsion weitestgehend unterbunden und ein Abquetschen des Schlauchs auch bei kleinen Krümmungs- bzw. Biegera­ dien unmöglich ist.

An die Stelle der Spirale kann auch ein expandierbares Stützgewebe 13 aus Draht treten, das den Vorteil besitzt, daß es sich in den Schlauch einziehen läßt und dabei auch mehrere Schlauchabschnitte 5 bzw. Kupplungen 6, 7 überbrücken kann. Des weiteren erstreckt sich durch den Schlauchabschnitt 5 bzw. dem Versorgungsschlauch eine Steuerluftleitung 14. Die Windungen der Stützspirale und die Gewebedrähte können mit Hilfe eines reibungsver­ mindernden Kunststoffilms miteinander verbunden sein.

Claims (9)

1. Verwendung eines Druckluftschlauchs (3) mit einem an der Schlauchwandung anliegenden, dem Schlauch Torsionsfestigkeit verleihenden Stützkorsett (12; 13) zum Verstellen von Lenkelementen an einem Erdbohrgerät (2) mit pneumatisch hin- und herbewegtem Schlagkolben und/oder zum Umschalten des Geräts von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf durch Drehen am Schlauch.

2. Verwendung nach Anspruch 1, bei der sich das Stützkorsett (12; 13) im Schlauchinnern befindet.

3. Verwendung nach Anspruch 1, bei der das Stützkorsett (12; 13) den Schlauch (3) umgibt.

4. Verwendung nach Anspruch 3, bei der das Stützkorsett in Kunststoffolie eingehüllt ist.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Stützkorsett aus einer Spirale (12) besteht.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Stützkorsett aus einem Drahtgewebe (13) besteht.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Schlauch aus mehreren Abschnitten (5) mit drehfest mit dem Schlauch verbundenen Schlauchkupplungen (6, 7) an den Enden besteht und sich das Stützkorsett (12; 13) von Kupplung zu Kupplung erstreckt.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der sich durch den Schlauch (3; 5) mindestens ein weiterer Schlauch (14) erstreckt.

9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, bei der das Stützkorsett (12; 13) mit den Schlauchkupplungen (6, 7) verbunden ist.