DE10144973B4

DE10144973B4 - Wing remover, method of drilling with a wing remover and its use

Info

Publication number: DE10144973B4
Application number: DE10144973A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl-Ing. Wurm
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: DE10144973A1

Abstract

Flügelräumer zum Bohren eines Erdkanals mit Düsen für ein Bohrmedium, einem Anschluß an eine Bohrmedienquelle und mindestens zwei gewendelten Räumblättern mit einer vortriebsseitigen und einer vortriebsabgewandten Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumblätter (20, 22) mindestens eine Kammer ausbildende Hohlkörper darstellen, wobei die Kammer mit der Bohrmedienquelle verbunden ist und die Düsen (50) mit Bohrmedium versorgt.Wing clearers for drilling an earth channel with nozzles for a drilling medium, a connection to a drilling medium source and at least two coiled blades with one surface on the driving side and one facing away from the driving force, characterized in that the clearing blades (20, 22) represent at least one hollow body forming a chamber, the chamber is connected to the drilling medium source and supplies the nozzles (50) with drilling medium.

Description

Zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen sind verschiedene statisch oder dynamisch arbeitende Vortriebsverfahren bekannt, bei denen ein unterirdischer Kanal mit Hilfe eines Vortriebs- oder Aufweitwerkzeugs erzeugt oder aufgeweitet wird. Sofern Rohrleitungen nicht direkt beim, Erstellen einer Erdbohrung in das Erdreich eingezogen werden, wird zunächst eine Pilotbohrung erzeugt, um dann den im Erdreich vorhandenen Kanal mit Hilfe eines sogenannten "Backreamers" in seinem Durchmesser zu vergrößern. In der Regel geschieht dies, indem der für die Pilotbohrung verwendete Vortriebskopf nach dem Erstellen der Pilotbohrung gegen ein Aufweitwerkzeug ausgetauscht wird. Beim gestängevermittelten Erdbohren kann das Aufweitwerkzeug dann in entgegengesetzter Richtung durch die Pilotbohrung zurückgezogen werden, wobei sich der Durchmesser des Erdkanals entsprechend dem verwendeten Aufweitwerkzeug vergrößert.For trenchless laying of pipes are different statically or dynamically working tunneling methods known in which an underground channel with the help of a tunneling or expanding tool is produced or expanded. Unless piping not directly in the ground when drilling an earth hole will be first a pilot hole is drilled, then around the channel in the ground with the help of a so-called "backreamer" in its diameter to enlarge. In typically this is done by using the one used for the pilot drilling Head after drilling the pilot hole against an expanding tool is exchanged. With linkage-switched The expanding tool can then drill into the opposite direction withdrawn through the pilot hole be, the diameter of the earth channel corresponding to the used expanding tool enlarged.

In anderen Fällen wird ein solches Aufweitwerkzeug eingesetzt, um bestehende Rohrleitungen zu reinigen oder zu zerstören, um diese durch eine neue Rohrleitung zu ersetzen.In other cases, such an expanding tool used to clean or destroy existing pipes replace it with a new pipe.

Aufweitwerkzeuge zur Erfüllung dieses Zwecks sind in vielgestaltiger Form, beispielsweise in Form von Schneckenwendeln oder Flügelwendeln bekannt. Aus der DE 197 18 527 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufweiten einer Erdbohrung bekannt, bei der eine Räumwendel mit einer konischen Hüllfläche, die drehbar in einem Lagerstück angeordnet ist und das abgebaute Erdreich entgegen der Vortriebsrichtung abfördert, bekannt.Expanding tools for fulfilling this purpose are known in many forms, for example in the form of screw spirals or wing spirals. From the DE 197 18 527 A1 A device for expanding an earth borehole is known, in which a clearing helix with a conical envelope surface, which is rotatably arranged in a bearing piece and conveys the mined soil against the direction of advance, is known.

Aus der US-Patentschrift 4 925 344 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der am, Ende eines rohrförmigen Bohrgestänges ein Bohrkopf in Gestalt eines mit einer Schneidwendel besetzten Konus angeordnet ist. In diesem Fall dient der Schneidwendel als Werkzeug zum Zerstören einer erdverlegten Rohrleitung und gleichzeitig zum Abfördern der Rohrscherben.From the U.S. patent 4 925 344 a device is known in which a drill head in the form of a cone with a cutting helix is arranged at the end of a tubular drill pipe. In this case, the cutting helix serves as a tool for destroying an underground pipeline and at the same time for removing the pipe shards.

Aus der EP 0 905 347 A2 ist ein Aufweitwerkzeug in Form einer Flügelwendel bekannt, bei dem Räumscheiben exzentrisch in einem bestimmten Winkel hintereinander angeordnet auf einer Welle in unterschiedlichen Kreissegmenten der Welle fixiert sind, so daß das Erdreich bei einer Rotation der Welle an verschiedenen Angriffspunkten durch die Kanten der Räumscheiben abgetragen wird.From the EP 0 905 347 A2 an expanding tool in the form of a wing helix is known, in which clearing discs arranged eccentrically at a certain angle one behind the other are fixed on a shaft in different circular segments of the shaft, so that the soil is removed by the edges of the clearing discs when the shaft rotates at different points of attack.

Des weiteren ist aus der US-Patentschrift 5 687 807 ein Aufweitwerkzeug bekannt, bei dem zwei mit Schneidelementen besetzte, sich auf einer Welle gegenüberliegende Bogenstücke zum Abtrag des Erdreichs dienen. Die Bogenstücke weisen eine zentrale Bohrung und den Schneidelementen gegenüberliegend angeordnete Düsen auf. Die Düsen dienen dazu, mit Hilfe eine Bohrmediums abgetragenes Erdreich fortzuspülen.Furthermore, from the US patent 5 687 807 a widening tool is known in which two curved pieces, which are equipped with cutting elements and are located opposite one another on a shaft, serve to remove the soil. The arc pieces have a central bore and nozzles arranged opposite the cutting elements. The nozzles are used to flush away soil that has been removed using a drilling medium.

Aus US 3,369,617 sowie aus DE 41 34 095 C1 sind Bohnnrerkzeuge bekannt, bei denen radial verlaufende, geradlinige Stege einen umlaufenden, äußeren Stützring mit einer zentralen Nabe verbinden. Die Stege weisen Bohröffnungen für den Austritt einer Bohrsuspension und in den Stegen verlaufende Versorgungsleitungen für die Bohrsuspension auf. Gemäß US 3,369,617 sind an den Stegen Schneidzähne vorgesehen.Out US 3,369,617 as well as from DE 41 34 095 C1 Bean tools are known in which radially extending, straight webs connect a circumferential, outer support ring to a central hub. The webs have drilling openings for the exit of a drilling suspension and supply lines running in the webs for the drilling suspension. According to US 3,369,617 cutting teeth are provided on the webs.

Die im Stande der Technik bekannten Werkzeuge zum Aufweiten von Erdkanälen sind aufwendig in der Herstellung und lassen sich nachträglich nicht an andere als den einmal gewählten Durchmesser anpassen.Those known in the art Tools for expanding earth channels are complex to manufacture and cannot be added afterwards to someone other than the one chosen Adjust the diameter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Bohren eines Erdkanals zu schaffen, sowie ein Verfaren zum Bohren mit einem Flügelräumer und seine Verwendung vorzuschlagen. The invention has for its object a to provide an improved device for drilling an earth channel, and to propose a method of drilling with a wing blade and its use.

Der Begriff "Erdkanal" im Sinne der vorliegenden Erfindung erfaßt jede Art von Erdbohrung, Erdleitung oder Rohrleitung, die sich durch Einsatz eines entsprechenden Werkzeugs aufweiten, zerstören, aufschneiden oder reinigen läßt.The term "earth channel" in the sense of the present invention detected any type of borehole, underground pipe or pipeline that runs through Expand, destroy, cut open the use of an appropriate tool or can be cleaned.

Der Begriff "Bohren" umfaßt jede Art von Bearbeiten eines Erdkanals einschließlich dessen Erzeugen, Aufweiten, Zerstören, Aufschneiden oder Reinigen.The term "drilling" encompasses all types of machining including an earth channel its creation, expansion, destruction, cutting or cleaning.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.The task is solved by the subject of independent Expectations. Advantageous embodiments are in the subclaims specified.

Der erfindungsgemäße Flügelräumer weist Düsen auf, die vorzugsweise auf der transportabgewandten, d.h. auf der der Ortsbrust zugewandten Fläche der Räumblätter angeordnet sind und/oder direkt in der Schneide integriert sind. Eine vorzugsweise aus abrassionsbeständigem Werkstoff, z. B. Manganstahl bestehende Schneidkante dient dabei zum Abtragen des Erdreichs, der Inkrustierungen oder der Rohrwandungen eines Altrohres, wobei die Düsen in Bezug auf die durch die rotierenden Schneidkanten ausgebildete Schnittebene aufgrund der Flügelgeometrie zurückversetzt angeordnet sind. So kann das Erdreich beim Vortrieb aufgeweicht und gelöst werden, durch die Schneidkanten abgeschält und aufgrund der Rotation des Flügelräumers in der dem Vortrieb entgegengesetzten Richtung abtransportiert werden, ohne daß die Gefahr eines Verstopfens der Düsen besteht. Die den Düsen gegenüberliegenden, d.h. der Bohrlochsohle abgewandten Flächen der Räumblätter bewirken dabei den Abtransport des Erdreichs durch den aufgeweiteten Erdkanal.The wing scraper according to the invention has nozzles preferably on the side facing away from the transport, i.e. on the the Face facing the face the clearing blades arranged and / or are integrated directly into the cutting edge. One preferably from abrassionsbeständigem Material, e.g. B. Manganese steel existing cutting edge is used for removing soil, incrustations or pipe walls of an old pipe, the nozzles with respect to those formed by the rotating cutting edges Cutting plane due to the wing geometry set back are arranged. So the soil can be softened during tunneling and solved are peeled off by the cutting edges and due to the rotation of the wing remover in in the opposite direction to the advance, without the Risk of clogging of the nozzles consists. The the nozzles opposite, i.e. Areas facing away from the bottom of the borehole of the clearing blades thereby the removal of the soil through the widened earth channel.

Die Räumblätter weisen vorzugsweise eine Länge oder Umschlingung von ¼ Gang auf, wobei die Verwendung von drei Blättern besonders vorteilhaft ist. Die Räumblätter können eine lineare, progressive oder degressive Steigung aufweisen. Die Änderung der Steigung kann auch in Stufen erfolgen. Die Veränderung der Steigung ändert den Abtransport des Bohrkleins und damit die Fähigkeit die Ortsbrust frei zu halten und verhindert ein Verstopfen des Zwischenraums zwischen den Flügeln bzw. ein Verstopfen des Bohrkanals. Die Bohrwelle kann spitz zulaufen, wodurch sich die Blattfläche im Bereich des dünneren Bohrwellenabschnitts entsprechend vergrößert. Hierdurch wird ebenfalls der Abtransport des Bohrkleins verbessert.The clearing blades preferably have a length or wrap of 1/4 thread, the use of three blades being particularly advantageous is imprisoned. The blades can have a linear, progressive or degressive slope. The slope can also be changed in stages. The change in the slope changes the removal of the cuttings and thus the ability to keep the working face free and prevents the gap between the wings from becoming blocked or the drilling channel from becoming blocked. The drilling shaft can taper to a point, which increases the blade area in the area of the thinner drilling shaft section accordingly. This also improves the removal of the cuttings.

Die ansteigende Fläche kann dadurch noch eine zusätzliche mechanische Kraftkomponente zum Räumen aufbringen.The rising area can thereby an additional one Apply mechanical force components for broaching.

Die Schneidkanten der Räumblätter können mit Zähnen oder Bits besetzt sein.The cutting edges of the clearing blades can with tooth or bits are occupied.

Je nach Ausgestaltung der Räumblätter bzw. des erfindungsgemäßen Flügelräumers kann die Erfindung besonders vorteilhaft zum Aufweiten einer Pilotbohrung oder zum Reinigen von Rohrleitungen eingesetzt werden.Depending on the design of the clearing blades or wing remover according to the invention can the invention is particularly advantageous for expanding a pilot bore or used to clean pipes.

Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau der Räumblätter, die vorzugsweise aus beabstandeten, aber an ihren Kanten verschweißten Blechen mit Helixgeometrie bestehen, läßt sich der Durchmesser auch nach der Herstellung des Flügelräumers noch ändern, indem an der Außenkante der Flügelsegmente Material abgenommen und diese mit neuem Durchmesser neu verschweißt werden.In the construction according to the invention of the clearing blades that preferably from spaced metal sheets, but welded at their edges with helix geometry can be change the diameter even after making the blade remover by using the outer edge of the wing segments Material removed and these are re-welded with a new diameter.

Der erfindungsgemäße Flügelräumer ist besonders einfach in der Herstellung und robust im Betrieb. Die Flügel können beliebig auf der Welle angeordnet und beispielsweise bis je 360° gewendelt sein. Je nach Erdreich kann die Wendelung jedoch auch weniger als 90° betragen.The wing clearer according to the invention is particularly simple in production and robust in operation. The wings can be placed anywhere on the shaft arranged and, for example, be coiled up to 360 °. Depending on the soil However, the winding can also be less than 90 °.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind auch auf der der Ortsbrust abgewandten Seite der Räumblätter Düsen angeordnet, um den Abtransport des Erdreichs zu verbessern.In a preferred embodiment nozzles are also arranged on the side of the clearing blades facing away from the face, to improve the removal of the soil.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Flügelräumers besteht in seiner leichten Bauart, die den Einsatz auf der Baustelle erleichtert.There is a particular advantage of the wing clearer according to the invention in its lightweight design, which facilitates use on the construction site.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is described below an embodiment of the closer illustrated in the drawing. In the drawing shows:

1 einen erfindungsgemäßen Flügelräumer und 1 a wing scraper according to the invention and

2 eine Detailansicht eines Räumblattes eines Flügelräumers gemäß 1. 2 a detailed view of a blade of a wing remover according 1 ,

Der erfindungsgemäße Flügelräumer 1 weist Räumblätter 20, 22 auf, die auf einer Bohrwelle 30 mit ¼ Gang angeordnet sind und eine progressive Steigung der Blattflächen 24 besitzen, die in Schneidkanten 28 münden.The wing clearer according to the invention 1 has clearing blades 20 . 22 on that on a drilling shaft 30 are arranged with ¼ gear and a progressive slope of the leaf surfaces 24 own that in cutting edges 28 lead.

Die Schneidkanten 28 der Räumblätter 20, 22 sind dem Gestänge zugewandt, so daß bei einer Rotation des Gestänges die Ortsbrust durch die Schneidkanten 28 abgeschält werden. Die Räumblätter sind so angeordnet, daß zwischen ihnen ein Transportfreiraum 40 verbleibt, durch welchen das abgetragene Erdreich in Richtung des aufgeweiteten Erdkanalabschnitts abtransportiert werden kann. Der Abtransport erfolgt dabei aufgrund der Rotation durch die dem Gestänge abgewandten Flächen 24 der Räumblätter 20, 22. Diese weisen eine progressive Steigung auf.The cutting edges 28 the clearing blades 20 . 22 are facing the boom, so that when the boom rotates, the face through the cutting edges 28 be peeled off. The clearing blades are arranged so that there is a transport clearance between them 40 remains, through which the removed soil can be removed in the direction of the expanded earth channel section. The removal takes place due to the rotation through the surfaces facing away from the linkage 24 the clearing blades 20 . 22 , These have a progressive gradient.

Auf den der Ortsbrust zugewandten Blattflächen sind Düsen 50 angeordnet, welche der Ortsbrust ein Bohrmedium zum Aufweichen des Erdreichs und Kühlen der Schneidkanten 28 zuführen. Das Bohrmedium wird den Düsen 50 über einen Medienkanal 60 und einen durch die Wandflächen der Räumblätter in den Räumblättern ausgebildeten Hohlraum 70 zugeführt.There are nozzles on the leaf surfaces facing the working face 50 arranged, which the working face a drilling medium for softening the soil and cooling the cutting edges 28 respectively. The drilling medium becomes the nozzles 50 via a media channel 60 and a cavity formed by the wall surfaces of the clearing blades in the clearing blades 70 fed.

Da sich die Düsen im "Schatten" der Räumblätter befinden, wird ein Verstopfen der Düsen auch bei lehmigen Böden vermieden.Since the nozzles are in the "shadow" of the clearing blades, clogging becomes of the nozzles even with loamy soils avoided.

Claims

Wing clearer for drilling an earth channel with nozzles for a drilling medium, a connection to a drilling medium source and at least two coiled clearing blades with a surface on the driving side and one facing away from the driving surface, characterized in that the clearing blades ( 20 . 22 ) represent at least one chamber-forming hollow body, the chamber being connected to the drilling medium source and the nozzles ( 50 ) supplied with drilling medium.

Wing clearer according to claim 1, characterized in that the nozzles ( 50 ) on the surface of the clearing blades facing away from the transport, ie facing the working face ( 20 . 22 ) are arranged.

Wing clearer according to claim 1, characterized in that the wings have a cutting edge ( 28 ) made from manganese steel.

Wing clearer according to claim 1, characterized by a progressive slope of the clearing blades ( 20 . 22 ).

Wing clearer according to claim 1, characterized in that the clearing blades ( 20 . 22 ) are arranged with a length or wrap angle of ¼ gear.

Wing remover after Claim 1, characterized by three wings.

Wing clearer according to claim 1, characterized in that the wings have a cutting edge ( 28 ) with teeth or bits.

Wing clearer for drilling an earth channel with nozzles for a drilling medium, characterized in that the nozzles ( 50 ) are arranged on the side facing the working face of at least one coiled clearing blade.

Use of a wing scraper after Claim 1 for expanding an earth hole.

Use of a wing scraper after Claim 1 for cleaning a pipe.

Method for drilling with a wing clearer according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the wing clearer ( 1 ) is fixed at one end of a linkage inserted into a pilot hole and connected to a traction or thrust drive so that when it is pulled into the ground, the removed soil due to the rotation through the surface of a clearing blade facing away from the linkage against the driving or pulling direction of the Rods are transported away.