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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR BORING HOLES IN SOIL OR ROCK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/031108
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for boring, especially for the percussion boring or rotary percussion boring of holes in soil or rock. According to the invention, a borehole is formed by a percussive and/or rotary movement carried out by a bore-crown (2) mounted on a boring rod (3), and a jacket tube (6) coupled to the bore-crown (2) is introduced into the borehole. Said jacket tube (6) is received in a receiving element (5) on the end of an envelope tube (4) coupled to the bore-crown (2), said end opposing the extraction surface of the bore-crown (2), and the jacket tube (6) is subjected to a percussive or compression stress on the end thereof opposing the bore-crown, in such a way as to be able to bore precisely in terms of direction.

Inventors:
MOCIVNIK JOSEF (AT)
EGGER-MOCIVNIK RENE (AT)
Application Number:
PCT/AT2004/000325
Publication Date:
April 07, 2005
Filing Date:
September 28, 2004
Export Citation:
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Assignee:
TECHMO ENTW & VERTRIEBS GMBH (AT)
MOCIVNIK JOSEF (AT)
EGGER-MOCIVNIK RENE (AT)
International Classes:
E21B7/20; (IPC1-7): E21B7/20
Foreign References:
US6106200A2000-08-22
US3174563A1965-03-23
EP0358786A11990-03-21
Attorney, Agent or Firm:
Miksovsky, Alexander (Währinger Strasse 3, Wien, AT)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlagoder Dreh schlagbohren, von Löchern in Bodenoder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge (3) gelagerte Bohr krone (2) durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet wird und ein mit der Bohrkrone (2) gekoppeltes Hüllrohr (6) in das Bohrloch eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (6) in einer Auf nahme an dem von der Abbaufläche der Bohrkrone (2) abge wandten Ende eines mit der Bohrkrone (2) gekoppelten Man telrohrs (4) aufgenommen wird, und daß das Hüllrohr (6) an dem von der Bohrkrone (2) abgewandten Ende einer Schlag bzw. Druckbeanspruchung unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem von der Bohrkrone (2) abgewandten Ende wirkende Druckbeanspruchung auf das Hüllrohr (6) geringer als eine von der Bohrkrone (2) auf das Mantelrohr (4) ausgeübte Zug beanspruchung gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß in an sich bekannter Weise die Bohrkrone (2) rela tiv zum Mantelrohr (4) und/oder Hüllrohr (6) drehbar gela gert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß abgebautes Material über wenigstens eine Öff nung im Bereich der Anschlußstelle zwischen der Bohrkrone (2) und dem Mantelrohr (4) und/oder eine in Abstand von der Anschlußstelle zwischen Bohrkrone (2) und Mantelrohr (4) vorgesehene Durchtrittsöffnung in den zwischen dem Außenum fang des Bohrgestänges (2) und dem Innenumfang des Mantel rohrs (4) und des daran anschließenden Hüllrohrs (6) defi nierten Ringraum (31) eingebracht wird und aus dem Bohrloch ausgebracht wird.
5. Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlagoder Dreh schlagbohren, von Löchern in Bodenoder Gesteinsmaterial, wobei eine an einem Bohrgestänge (3) gelagerte Bohrkrone (2) durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch bildet und ein mit der Bohrkrone (2) gekoppeltes Hüllrohr (6) in das Bohrloch einbringbar ist, dadurch ge kennzeichnet, daß das Hüllrohr (6) in einer Aufnahme (5) an dem von der Abbaufläche der Bohrkrone (2) abgewandten Ende eines mit der Bohrkrone (2) gekoppelten Mantelrohrs (4) aufgenommen ist, und daß eine Schlagbzw. Druckbeanspru chung auf das von der Bohrkrone (2) abgewandte Ende des Hüllrohrs (6) ausgeübt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein hülsenartiges Zwischenelement (8) zur Übertragung einer durch das Bohrgestänge (3) auf das Mantelrohr (4) ausgeüb ten Zugbeanspruchung zur Kopplung des Mantelrohrs (4) mit der Bohrkrone (2) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich net, daß ein hülsenartiges Zwischenelement (10) zur Über tragung einer durch das Bohrgestänge (3) auf das Hüllrohr (6) ausgeübten Druckbeanspruchung vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß eine Anschlagfläche (13, 18) der hülsenförmigen Zwischenelemente (8,10) zwischen dem Bohrgestänge (3) und dem Mantelrohr (4) als auch zwischen dem Bohrgestänge (3) und dem von der Bohrkrone (2) abgewandten Ende des Hüll rohrs (6) jeweils von einer einen spitzen Winkel mit der Längsachse (19) des Bohrgestänges (3) und des Mantelrohrs (4) und des Hüllrohrs (6) einschließenden Anschlagfläche gebildet ist, welche mit entsprechenden, komplementären An schlagflächen (12,17) des Bohrgestänges (3) bzw. eines da mit gekoppelten Adapters (7) zusammenwirken.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (13) des Zwischenelements (8) zwischen dem Bohrgestänge (3) und dem Mantelrohr (4) größer ist als die Anschlagfläche (18) des Zwischenelements (10) zwischen dem Bohrgestänge (3) und dem von der Bohrkrone (2) abge wandten Ende des Hüllrohrs (6).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Bohr krone (2) relativ zu dem Mantelrohr (4) und/oder Hüllrohr (6) drehbar gelagert ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D) des Mantel rohrs (4) den Außendurchmesser (d) des Hüllrohrs (6) über steigt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (4) einen gegenüber dem Hüllrohr (6) verstärkten Querschnitt und/oder erhöhte Fe stigkeit aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung von aneinander angren zenden Hüllrohrelementen (6', 6") muffenartige Elemente (21) vorgesehen sind, welche jeweils aneinander an schließende Endbereiche der Hüllrohrelemente übergreifen und mit Vorsprüngen bzw. Erhebungen (22) ausgebildet bzw. ausbildbar sind, welche in komplementäre Vertiefungen bzw. Ausnehmungen (23) am Umfang der Hüllrohrelemente (6', 6") eingreifen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die muffenartigen Elemente (21) im Bereich der Vor sprünge bzw. Erhebungen (22) mit verringertem Materialquer schnitt ausgebildet sind und daß die Vorsprünge bzw. Erhe bungen (22) nach einem Anordnen der muffenartigen Elemente (21) am Außenumfang der miteinander zu verbindenden Hüll rohrelemente (6', 6") entsprechend den Vertiefungen (23) der Hüllrohrelemente (6', 6") ausbildbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, daß zusätzliche Sicherungselemente (20), wie bei spielsweise bolzenförmige Stifte oder Zapfen, zum Positio nieren und/oder Festlegen der muffenartigen Elemente (21) vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Festlegung des Mantel rohrs (4) an der Bohrkrone (2) und/oder einem damit verbun denen Schlagschuh bzw. Adapter (7) wenigstens eine Durch trittsöffnung für ein Einbringen von abgebautem Material in den zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges (3) und dem Innenumfang des Mantelrohrs (4) und des daran anschießenden Hüllrohrs (6) gebildeten Ringraum (31) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (2) bzw. ein damit verbundener Adapter (7) an ihrer (seiner) von der Abbaufläche abgewandten Rück seite mit einer polygonförmigen Profilierung (32) versehen ist, welche bei einem Zurückziehen relativ zum Mantelrohr (4) in eine komplementäre, polygonförmige Aufnahmeöffnung (33) des Adapters (7) bzw. Zwischenelements (8) zur Kopp lung mit dem Mantelrohr (4) eintritt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn zeichnet, daß in Abstand von der Anschlußstelle zwischen der Bohrkrone (2) und/oder dem Adapter (7) und dem Mantel rohr (4) wenigstens eine Durchtrittsöffnung (24) am Umfang des Mantelrohrs (4) vorgesehen ist, welche in das Innere des zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges (3) und dem Innenumfang des Mantelrohrs (4) definierten Ringraums (31) mündet.
Description:
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BOHREN VON LÖCHERN IN BODEN-ODER GESTEINSMATERIAL Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag-oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden-oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schla- gende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet wird und ein mit der Bohrkrone gekoppeltes Hüllrohr in das Bohr- loch eingebracht wird, sowie auf eine Vorrichtung zum Boh- ren, insbesondere Schlag-oder Drehschlagbohren, von Lö- chern in Boden-oder Gesteinsmaterial, wobei eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch bildet und ein mit der Bohrkrone gekoppeltes Hüllrohr in das Bohrloch ein- bringbar ist.

Im Zusammenhang mit der Herstellung von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, insbesondere durch ein Schlag-oder Drehschlagbohren, sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt, wobei allgemein eine an einem Bohrgestänge gela- gerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Be- wegung ein Bohrloch ausbildet und ein mit der Bohrkrone ge- koppeltes Hüllrohr in das Bohrloch eingebracht wird. Im Zu- sammenhang mit dem Einbringen eines Hüllrohrs in das Bohr- loch, welches beispielsweise in weiterer Folge ein Ausklei- dungsrohr darstellt, ist es einerseits bekannt, das Hüll- rohr durch eine entsprechende Kopplung mit der Bohrkrone oder einem damit verbundenen Schlagschuh durch eine Zugbe- anspruchung in das Innere des Bohrlochs einzubringen. Für eine derartige Zugmitnahme eines Bohrloches ist Voraus- setzung, daß das Hüllrohr entsprechend dünn bzw. leicht ausgebildet ist, um nicht eine übermäßige Beanspruchung bzw. Belastung beim Einbringen des Hüllrohrs in das Innere des Bohrlochs zu ergeben. Alternativ ist bekannt, ein Hüll- rohr bzw. Mantelrohr durch eine Schlagbeanspruchung auf das aus dem Bohrloch vorragende Ende getrennt von der Bohrkrone in das Innere des Bohrlochs einzubringen. Darüber hinaus sind Ausführungsformen bekannt, bei welchen die gesamte Bohrarbeit bzw. der gesamte Bohrvortrieb durch eine Schlag- beanspruchung auf ein entsprechend massiv ausgebildetes Mantelrohr auf die Bohrkrone übertragen wird.

Während ein lediglich auf Zug beanspruchtes, entsprechend dünnwandiges Hüllrohr insbesondere Vorteile durch eine ent- sprechend geringere Krafteinbringung zum Einbringen des Hüllrohrs mit sich bringt, ist bei einem derartig dünnwan- digen Hüllrohr oftmals nachteilig, daß ein zielgenaues Boh- ren aufgrund der geringen Festigkeit des Hüllrohrs nicht möglich wird. Demgegenüber ist bei entsprechend massiv aus- gebildeten Mantelrohren nachteilig, daß sie eine große Reibbeanspruchung an den Umfangswänden des herzustellenden Bohrlochs mit sich bringen, wobei darüber hinaus üblicher- weise ein getrennter und entsprechend massiver Antrieb für das Einbringen des Mantelrohrs erforderlich ist.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ausgehend von einem Verfahren sowie einer Vorrichtung der eingangs ge- nannten Art, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Boh- ren von Löchern in Boden-oder Gesteinsmaterial zur Verfü- gung zu stellen, wobei mit einer einfachen Ausführungsform nicht nur ein genaues und zielgerichtetes Bohren auch über große Längen ermöglicht wird, sondern womit auch Vorteile eines dünnwandigen Hüllrohrs genutzt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr in einer Aufnahme an dem von der Abbaufläche der Bohrkrone abgewandten Ende eines mit der Bohrkrone ge- koppelten Mantelrohrs aufgenommen wird, und daß das Hüll- rohr an dem von der Bohrkrone abgewandten Ende einer Schlag-bzw. Druckbeanspruchung unterworfen wird. Dadurch, daß erfindungsgemäß das Hüllrohr in einer Aufnahme eines mit der Bohrkrone gekoppelten Mantelrohrs aufgenommen wird und das Hüllrohr an dem von der Bohrkrone abgewandten Ende einer getrennten Schlag-bzw. Druckbeanspruchung unterwor- fen wird, wird ermöglicht, daß ein mit der Bohrkrone gekop- peltes Mantelrohr, welches eine vergleichsweise kurze Länge aufweist, beim Bohren eingebracht wird, so daß über das Mantelrohr ein zielgerichtetes und genaues Bohren sicherge- stellt wird. Darüber hinaus wird das Hüllrohr getrennt durch eine Schlag-bzw. Druckbeanspruchung in das Innere des Bohrlochs eingebracht, so daß nicht von der Bohrkrone bzw. eines beispielsweise im Bereich der Bohrkrone angeord- neten Schlagschuhs eine entsprechend hohe Energie auf das gesamte, in das Bohrloch einzubringende Hüllrohr ausgeübt werden muß. Darüber ist davon auszugehen, daß bei einer entsprechend genauen und exakten Ausführung des Bohrlochs das nachfolgende Hüllrohr, welches üblicherweise eine ge- ringere Festigkeit aufweist, entsprechend einfach und ohne übermäßige Reibungswiderstände auch durch Bereitstellung einer entsprechend geringeren Schlag-bzw. Druckbeanspru- chung in das Innere des Bohrlochs eingebracht werden kann.

Um sicherzustellen, daß das Mantelrohr zumindest in dem Ausmaß in das Bohrloch eingebracht bzw. mitgenommen wird, in welchem das Hüllrohr an dem von der Bohrkrone abgewand- ten Ende der Schlag-bzw. Druckbeanspruchung unterworfen wird, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorge- schlagen, daß die an dem von der Bohrkrone abgewandten Ende wirkende Druckbeanspruchung auf das Hüllrohr geringer als eine von der Bohrkrone auf das Mantelrohr ausgeübte Zugbe- anspruchung gewählt wird. Dadurch, daß die Druckbeanspru- chung auf das Hüllrohr geringer als die auf das Mantelrohr ausgeübte Zugbeanspruchung gewählt wird, wird sicherge- stellt, daß das in vorteilhafter Weise lediglich mit einer einfachen Steckverbindung in der Aufnahme des Mantelrohrs aufgenommene Hüllrohr nicht in einem größeren Ausmaß in das Bohrloch eingebracht wird, als dies für die Bohrkrone und das damit gekoppelte Mantelrohr der Fall ist, so daß keine Stauchungsbeanspruchungen auf das Hüllrohr ausgeübt werden.

Für ein ordnungsgemäßes Einbringen sowohl des Mantelrohrs als auch des Hüllrohrs unter gleichzeitiger Berücksichti- gung der Dreh-als auch Schlagbeanspruchung auf die Bohr- krone, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß in an sich bekannter Weise die Bohrkrone relativ zum Mantelrohr und/oder Hüllrohr drehbar gelagert wird.

Für einen einfachen und ordnungsgemäßen Abtransport des ab- gebauten Materials aus dem Bereich der Bohrkrone wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß abgebautes Material über wenigstens eine Öffnung im Be- reich der Anschlußstelle zwischen der Bohrkrone und dem Mantelrohr und/oder eine in Abstand von der Anschlußstelle zwischen Bohrkrone und Mantelrohr vorgesehene Durchtritts- öffnung in den zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Mantelrohrs und des daran an- schließenden Hüllrohrs definierten Ringraum eingebracht wird und aus dem Bohrloch ausgebracht wird.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben ist eine Vor- richtung der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr in einer Aufnahme an dem von der Abbaufläche der Bohrkrone abgewandten Ende eines mit der Bohrkrone gekoppelten Mantelrohrs aufgenommen ist, und daß eine Schlag-bzw. Druckbeanspruchung auf das von der Bohrkrone abgewandte Ende des Hüllrohrs ausgeübt ist.

Es läßt sich somit mit einer konstruktiv einfachen Ausfüh- rung das Auslangen finden, wobei sichergestellt wird, daß durch das mit der Bohrkrone gekoppelte Mantelrohr ein si- cheres und zielgenaues Einbringen der Bohrkrone erfolgt, ohne daß auf gegebenenfalls auf das Hüllrohr einwirkende Beeinflussungen und dadurch Beeinträchtigungen bei der Ge- nauigkeit des Bohrens Rücksicht genommen werden muß.

Für eine einfache Kraftübertragung zur Mitnahme des Mantel- rohrs mit der Bohrkrone wird gemäß einer bevorzugten Aus- führungsform vorgeschlagen, daß ein hülsenartiges Zwischen- element zur Übertragung einer durch das Bohrgestänge auf das Mantelrohr ausgeübten Zugbeanspruchung zur Kopplung des Mantelrohrs mit der Bohrkrone vorgesehen ist. Ein derar- tiges hülsenartiges Zwischenelement kann in einfacher Weise hergestellt werden und stellt eine ordnungsgemäße und zu- verlässige Kraftübertragung zwischen dem Bohrgestänge, wel- ches direkt mit der Bohrkrone für die Durchführung der Bohrarbeit gekoppelt ist, und dem Mantelrohr zur Verfügung.

Für eine besonders einfache und zuverlässige Übertragung der getrennten Schlag-bzw. Druckbeanspruchung auf das Hüllrohr wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungs- form vorgeschlagen, daß ein hülsenartiges Zwischenelement zur Übertragung einer durch das Bohrgestänge auf das Hüll- rohr ausgeübten Druckbeanspruchung vorgesehen ist.

Um auch bei großen Bohrlängen gegebenenfalls erforderliche große Kräfte sowohl auf das Hüllrohr als auch auf das im wesentlichen auf die Abmessungen des Bohrlochs abgestimmte und somit einem größeren Reibungswiderstand unterworfene Mantelrohr einbringen zu können, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß eine An- schlagfläche der hülsenförmigen Zwischenelemente zwischen dem Bohrgestänge und dem Mantelrohr als auch zwischen dem Bohrgestänge und dem von der Bohrkrone abgewandten Ende des Hüllrohrs jeweils von einer einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Bohrgestänges und des Mantelrohrs und des Hüllrohrs einschließenden Anschlagfläche gebildet ist, wel- che mit entsprechenden, komplementären Anschlagflächen des Bohrgestänges bzw. eines damit gekoppelten Adapters zusam- menwirken. Derartige Anschlagflächen lassen sich entspre- chend kostengünstig als auch präzise für eine ordnungsge- mäße und zuverlässige Kraftübertragung bzw.-einbringung sowohl in das Mantelrohr als auch in das Hüllrohr zur Ver- fügung stellen.

Gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform wird vorge- schlagen, daß die Anschlagfläche des Zwischenelements zwi- schen dem Bohrgestänge und dem Mantelrohr größer ist als die Anschlagfläche des Zwischenelements zwischen dem Bohr- gestänge und dem von der Bohrkrone abgewandten Ende des Hüllrohrs, wodurch sichergestellt wird, daß, wie bereits oben ausgeführt, die auf das Mantelrohr übertragene Zugbe- anspruchung größer als die auf das Hüllrohr ausgeübte Schlagbeanspruchung ist.

Für einen ordnungsgemäßen Bohrvortrieb ist gemäß einer wei- ters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß in an sich bekannter Weise die Bohrkrone relativ zu dem Mantel- rohr und/oder Hüllrohr drehbar gelagert ist, so daß zuver- lässig verhindert wird, daß neben der für den Bohrvorgang erforderlichen Drehbewegung der Bohrkrone ein geradliniges Einbringen sowohl des Mantelrohrs als auch des Hüllrohrs in das Innere des Bohrloch erfolgt.

Wie oben bereits mehrfach angedeutet, erfolgt durch das Mantelrohr ein zielgerichtetes und genaues Bohren, wobei dies dadurch zusätzlich unterstützt wird, daß der Außen- durchmesser des Mantelrohrs den Außendurchmesser des Hüll- rohrs übersteigt. Es kann somit der Außendurchmesser des Mantelrohrs exakt auf die Abmessungen des herzustellenden Bohrlochs abgestimmt werden, wobei das Mantelrohr eine ent- sprechend kurze Länge aufweist, so daß durch eine paßgenaue Anlage des Mantelrohrs an der Bohrlochinnenwand entstehende Reibungskräfte sicher überwunden werden können, während das daran anschließende Hüllrohr mit entsprechend verringertem Durchmesser leicht und ohne große Reibungswiderstände in das Innere des Bohrlochs eingebracht werden kann.

Zur Unterstützung bei der Herstellung einer zielgenauen Bohrung wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungs- form vorgeschlagen, daß das Mantelrohr einen gegenüber dem Hüllrohr verstärkten Querschnitt und/oder erhöhte Festig- keit aufweist. Dadurch, daß das Mantelrohr einen verstärk- ten Querschnitt und/oder eine erhöhte Festigkeit aufweist, wird sichergestellt, daß Abweichungen von der gewünschten Bohrrichtung durch die Festigkeit bzw. Steifigkeit des Man- telrohrs verhindert werden. Für eine besonders einfache und zuverlässige Verbindung von aneinander anschließenden Hüllrohrelementen wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß zur Verbindung von aneinander angrenzenden Hüllrohrele- menten muffenartige Elemente vorgesehen sind, welche je- weils aneinander anschließende Endbereiche der Hüllrohrele- mente übergreifen und mit Vorsprüngen bzw. Erhebungen aus- gebildet bzw. ausbildbar sind, welche in komplementäre Ver- tiefungen bzw. Ausnehmungen am Umfang der Hüllrohrelemente eingreifen. Derartige Vorsprünge bzw. Erhebungen, welche in komplementäre Vertiefungen bzw. Ausnehmungen eingreifen, lassen sich nicht nur einfach und kostengünstig herstellen, sondern ermöglichen auch im üblicherweise rauhen Bohrbe- trieb eine zuverlässige Verbindung bzw. Kopplung beim Ver- längern von Hüllrohrabschnitten als eine einfache Verbin- dung gegenüber herkömmlichen Schraubverbindungen. Darüber hinaus sind derartige Vertiefungen bzw. Ausnehmungen als auch Vorsprünge bzw. Erhebungen nicht so leicht Beschädi- gungen ausgesetzt, wie dies bei bekannten Schraubverbin- dungen zum Verlängern von Hüllrohrelementen der Fall ist.

Für eine besonders einfache Verbindung benachbarter Hüll- rohrelemente wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausfüh- rungsform vorgeschlagen, daß die muffenartigen Elemente im Bereich der Vorsprünge bzw. Erhebungen mit verringertem Ma- terialquerschnitt ausgebildet sind und daß die Vorsprünge bzw. Erhebungen nach einem Anordnen der muffenartigen Ele- mente am Außenumfang der miteinander zu verbindenden Hüll- rohrelemente entsprechend den Vertiefungen der Hüllrohrele- mente ausbildbar sind.

Neben den vorgeschlagenen muffenartigen Elementen zum Ver- binden von benachbarten Hüllrohrelementen wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß zu- sätzliche Sicherungselemente, wie beispielsweise bolzenför- mige Stifte oder Zapfen, zum Positionieren und/oder Festle- gen der muffenartigen Elemente vorgesehen sind, wodurch Verbindungspositionen entsprechend sicher aufrecht erhalten werden können.

Für einen besonders zuverlässigen Abtransport von abgebau- tem Material aus dem Bereich der Bohrkrone wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß im Bereich der Festlegung des Mantelrohrs an der Bohrkrone und/oder einem damit verbundenen Schlagschuh bzw. Adapter wenigstens eine Durchtrittsöffnung für ein Einbringen von abgebautem Material in den zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Mantelrohrs und des daran anschließenden Hüllrohrs gebildeten Ringraum vorge- sehen ist.

Zur Unterstützung beim Abtransport von abgebautem Material bzw. zum Einbringen des Materials in das Innere des Ring- raums zwischen dem Mantelrohr bzw. dem daran anschließenden Hüllrohr und dem Außenumfang des Bohrgestänges wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Bohrkrone bzw. ein damit verbundener Adapter an ihrer (seiner) von der Abbaufläche abgewandten Rückseite mit einer polygonförmigen Profilierung versehen ist, welche bei einem Zurückziehen relativ zum Mantelrohr in eine kom- plementäre, polygonförmige Aufnahmeöffnung des Adapters bzw. Zwischenelements zur Kopplung mit dem Mantelrohr ein- tritt.

Neben der Möglichkeit eines Einbringens von abgebautem Ma- terial unmittelbar im Bereich der Anschlußstelle des Man- telrohrs und der Bohrkrone wird gemäß einer weiters bevor- zugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß in Abstand von der Anschlußstelle zwischen der Bohrkrone und/oder dem Adapter und dem Mantelrohr wenigstens eine Durchtrittsöff- nung am Umfang des Mantelrohrs vorgesehen ist, welche in das Innere des zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Mantelrohrs definierten Ringraums mündet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegen- den Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispie- len näher erläutert. In dieser zeigen : Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Fig. 2 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der erfindungsgemäßen Vorrichtung ; Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Adapter der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kopplung der Bohrkrone mit dem Bohrgestänge als auch zur Übertragung einer Zugbe- anspruchung auf das an die Bohrkrone anschließende Mantel- rohr ; Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung des Bereichs der Kopplung zwischen dem Bohrgestänge und des Hüllrohrs zur Aufbringung einer Schlag-bzw. Druckbeanspruchung auf das Hüllrohr der erfindungsgemäßen Vorrichtung ; Fig. 5 perspektivische Darstellungen von Zwischenelementen, wobei Fig. 5a eine Darstellung des Zwischenelements ist, welches zur Übertragung einer Druckbeanspruchung vom Bohr- gestänge auf das Hüllrohr dient, während Fig. 5b eine Dar- stellung eines Zwischenelements zur Übertragung einer Zug- beanspruchung vom Bohrgestänge auf das Mantelrohr ist ; Fig. 6 in vergrößertem Maßstab eine Darstellung einer Ver- bindung zwischen benachbarten Hüllrohrelementen ; Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII der Fig. 6 durch die Verbindung benachbarter Hüllrohrelemente, wobei Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeils VI der Fig. 7 dar- stellt ; Fig. 8 in einer zu Fig. 2 ähnlichen Darstellung eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei le- diglich der Bereich des Mantelrohrs für den Abtransport von abgebautem Material angedeutet ist ; Fig. 9 eine teilweise Schnittdarstellung der Ausbildung ge- mäß Fig. 8, wobei ebenso wie in Fig. 8 die Bohrkrone in Ab- stand vom Mantelrohr angeordnet ist ; Fig. 10 in einer zu Fig. 9 ähnlichen Darstellung die Bohr- krone in einer in Anlage an das Mantelrohr zurückgezogenen Stellung ; Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 8 im vordersten Bereich des Mantelrohrs ; und Fig. 12 in vergrößertem Maßstab eine Detaildarstellung des Bereichs XII der Fig. 11.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß eine allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Bohren bzw. Drehschlagbohren eine schematisch mit 2 angedeutete Bohrkrone aufweist, welche über ein Bohrgestänge 3 zu einem Schlag-oder Drehschlagbohren zum Abbau von in den Fig. 1 und 2 nicht näher dargestelltem Material ausgebildet ist.

An die Bohrkrone 2 schließt ein Mantelrohr 4 mit ver- gleichsweise dickem Querschnitt bzw. hoher Festigkeit an, wobei an dem von der Bohrkrone 2 abgewandten Ende das Man- telrohr 4 eine Aufnahme 5 aufweist, in welcher ein Hüllrohr 6 aufgenommen ist, wobei das Hüllrohr 6 nicht nur einen ge- genüber dem Durchmesser D des Mantelrohrs 4 verringerten Durchmesser d aufweist, sondern auch eine geringere Wand- stärke und geringere Festigkeit aufweist.

Die Bohrkrone 2 ist mit dem Bohrgestänge 3 über einen in Fig. 3 im Detail dargestellten Adapter 7 unmittelbar gekop- pelt, wobei über diesen Adapter 7 auch eine Mitnahme, ins- besondere eine Zugbeanspruchung des Mantelrohrs 4 über ein in Fig. 5b im Detail dargestelltes Zwischenelement 8 er- folgt.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Mantelrohr 4 eine vergleichsweise große Länge aufweist und neben einer entsprechenden Festigkeit auch einen Durchmesser D auf- weist, welcher weitestgehend dem durch die Bohrkrone 2 aus- gebildeten Abmessungen des Bohrloch, welches nicht näher dargestellt ist, entspricht, wird durch das Mantelrohr 4 sichergestellt, daß ein zielgenaues Bohren ausführbar ist.

Das in der Aufnahme 5 am von der Bohrkrone 2 abgewandten Ende des Mantelrohrs 4 aufgenommene Hüllrohr 6 wird über ein weiteres Zwischenelement 10, welches in Fig. 4 und 5a im Detail näher dargestellt ist, ebenfalls durch das Bohr- gestänge 3 auf Druck beansprucht, so daß das Hüllrohr 64 entsprechend dem Pfeil 11 ebenfalls bei einem Vortrieb der Bohrkrone 2 in das Bohrloch eingebracht wird.

Bei dem in Fig. 3 in größerem Maßstab dargestellten Adapter 7 ist ersichtlich, daß dieser eine Anschlagfläche 12 auf- weist, welche mit einer entsprechend komplementär ausgebil- deten Anschlagfläche 13 des in Fig. 5b dargestellten Zwi- schenstücks 8 zusammenwirkt, so daß bei einer Beaufschla- gung des Adapters 7 in Richtung des Pfeils 9 über das in die Verschraubung 14 eingeschraubte, in Fig. 3 nicht näher dargestellte Bohrgestänge neben einem Vortrieb der Bohr- krone 2 eine Mitnahme des Mantelrohr 4 erfolgt.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 3 sind darüber hinaus im Adapter 7 Durchtrittskanäle 15 sowie Austrittsöffnungen 16 zum Spülen der Bohrkrone 2 und/oder zur Mitnahme von abge- bautem Material angedeutet, wie dies in weiterer Folge noch näher erörtert werden wird.

Zur Schlag-bzw. Druckbeaufschlagung des Hüllrohrs 6 ist das Zwischenelement 10 vorgesehen, welches in Fig. 4 und 5a im Detail dargestellt ist. Die Mitnahme des Zwischenele- ments 10 und in weiterer Folge des Hüllrohrs 6 erfolgt wie- derum über eine Anschlagfläche 17 im Bereich des aus dem Bohrloch vorragenden Bohrgestänges 3, wobei die Anschlag- fläche 17 des Bohrgestänges 3 mit einer entsprechenden kom- plementären Anschlagfläche 18 zusammenwirkt.

Wie insbesondere aus Fig. 3 bis 5 ersichtlich, sind die An- schlagflächen sowohl des Adapters 7 als auch des Bohrge- stänges 3 sowie die Anschlagflächen 13 bzw. 18 der hülsen- förmigen Zwischenelemente 8 und 10 jeweils zur Längsachse des Bohrgestänges, welche in Fig. 4 mit 19 angedeutet ist, geneigt.

Aus Fig. 5a und 5b ist ersichtlich, daß die Anschlagfläche 18 des Zwischenelements 10, welches zwischen dem Bohrge- stänge 3 und dem Hüllrohr 6 vorgesehen ist, geringer ist als die Anschlagfläche 3 des Zwischenelements 8 zwischen dem Adapter 7 und somit dem Bohrgestänge 3 und dem Mantel- rohr 4, so daß insgesamt bei einer Vortriebsbewegung des Bohrgestänges 3 auf das Mantelrohr 4 eine größere Kraft als auf das Hüllrohr 6 übertragen wird, so daß sichergestellt wird, daß das Mantelrohr 4 zumindest in gleichem Ausmaß in das Bohrloch eingebracht wird wie das Hüllrohr 6. Weiters ist davon auszugehen, daß zum Einbringen des Mantelrohrs 4 in das Bohrloch aufgrund des größeren Durchmessers und so- mit höherer Reibwiderstände zwischen dem Außendurchmesser des Mantelrohrs 4 und der Bohrlochwand eine größere Kraft für ein ordnungsgemäßes Einbringen des Mantelrohrs 4 erfor- derlich ist.

In Fig. 4 ist darüber hinaus eine zusätzliche Fixierung für das Hüllrohr 6 von einem Stift bzw. Bolzen 20 angedeutet.

Für eine einfache Verbindung zwischen benachbarten Hüllrohrelementen 6'und 6", welche in Fig. 6 und 7 ange- deutet sind, wird jeweils ein muffenartiges Element 21 vor- gesehen, wobei zum Inneren des Hüllrohrs 6 vorragende Vor- sprünge bzw. Erhebungen 22 angedeutet sind, welche in ent- sprechenden Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 23 des Hüllrohrs für eine sichere Verbindung von benachbarten Hüllrohrele- menten 6'und 6"eingreifen. Die Vorsprünge bzw. Erhebungen 22 können bereits vorab ausgebildet sein, so daß das Muf- fenelement 21 eine entsprechende Elastizität beim Verbinden benachbarter Hüllrohrelemente 6'und 6"aufweisen muß, oder sie können nach einem Anordnen des muffenartigen Elements 21 im Bereich der miteinander zu verbindenden Hüllrohrele- mente 6'und 6"durch ein einfaches Werkzeug im Bereich von Sollbruchstellen ausgebildet werden.

Bereits in den schematischen Darstellungen von Fig. 1 und 2 ist beabstandet von der Bohrkrone 2 im Mantelrohr 4 eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen 24 angedeutet, wobei der Materialabtransport aus dem Bereich der Bohrkrone 2 anhand der Fig. 8 bis 12 im Detail erörtert werden wird.

Neben den Durchtrittsöffnungen 24 in Abstand von der Bohr- krone 2, wobei am Außenumfang des Mantelrohrs 4 entspre- chend abgesetzte bzw. vertiefte, in Längsrichtung verlau- fende Bereiche 25 vorgesehen sind, wodurch das schematisch mit 26 angedeutete abgebaute Material in den Bereich der Durchtrittsöffnungen 24 gefördert wird, ist davon auszu- gehen, daß an der Rückseite der Bohrkrone 2 im Bereich der Stirnfläche 27 des Mantelrohrs 4 Material in den Bereich der in des in Fig. 8 und 9 dargestellten Bohrstellung vor- ragenden vorderen Bereichs des Adapters 7 gelangt.

Wie dies aus Fig. 11 und 12 sowie aus der schematischen Darstellung des hülsenförmigen Zwischenelements 8 in Fig.

5b ersichtlich ist, ist der'Adapter 7 im Bereich des An- schlusses an die Bohrkrone 2 polygonförmig, insbesondere im wesentlichen dreieckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet, so daß in diesem Teil auch ein Materialeintritt in den Ring-bzw. Freiraum zwischen dem Bohrgestänge 3 bzw. dem Adapter 7 und dem Mantelrohr 4 erfolgen kann. Durch die polygonartige Ausbildung 32,33 des aus dem Mantelrohr 4 vorragenden Teilbereichs des Adapters 7 und des Zwischen- elements 8 wird sichergestellt, daß hinter der Bohrkrone 2 befindliches abgebautes Material weitestgehend zerkleinert wird, so daß ein sicherer Abtransport möglich ist.

Für einen ordnungsgemäßen Abtransport des in den Ringraum zwischen dem Mantelrohr 4 und dem Bohrgestänge 3 insbeson- dere durch die Durchtrittsöffnungen 24 eintretenden Mate- rial ist darüber hinaus am vordersten Abschnitt des Bohrge- stänges 3 eine Leiteinrichtung 28 ausgebildet, welche von einer gewindeartigen Profilierung bzw. einer Förderschnecke gebildet ist. Die Förderschnecke bzw. Leiteinrichtung 28 ist darüber hinaus auch bereits in Fig. 1 und 2 schematisch angedeutet.

Bei einer Drehbewegung der Bohrkrone 2 und des Bohrgestän- ges 3 entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgt durch die Förder- schnecke bzw. Leiteinrichtung 28 ein sicherer Abtransport von abgebautem Material durch den Ringraum 31 zwischen dem Mantelrohr 4 und dem Bohrgestänge 3 als auch durch den Ringraum zwischen dem Bohrgestänge 3 und dem an das Mantel- rohr 4 anschließende Hüllrohr 6.

Neben einem insbesondere durch das Mantelrohr 4 mit relativ großer Stärke und verstärktem Querschnitt ermöglichte ziel- gerichtete und genaue Bohren läßt sich somit durch eine ge- zielte Abförderung des abgebauten Materials die Bohrge- schwindigkeit verbessern als auch die Richtungsgenauigkeit erhöhen.

Für eine periodische Reinigung insbesondere der Durchtrittsöffnungen 24, welche gegebenenfalls durch abzu- transportierendes Material verlegt werden können, kann die Bohrkrone 2 in Anlage an das Mantelrohr 4 entsprechend dem Pfeil 29 zurückgezogen werden, wodurch ein Verschieben der Leiteinrichtung bzw. Förderschnecke 28 relativ zu den Durchtrittsöffnungen 24 erfolgt, so daß durch den Mitnahme- effekt eine Reinigungswirkung der Durchtrittsöffnungen 24 erzielbar ist. Darüber hinaus kann durch eine Drehbewegung des Bohrgestänges 2 entgegen der eigentlichen Abbaurich- tung, d. h. beispielsweise im Uhrzeigersinn in der in Fig. 9 und 10 gezeigten Darstellung eine Reinigung der Durch- trittsöffnungen 24 durch die umgekehrte Förderrichtung der Förderschnecke 28 bewirkt werden.

Nach der erfolgten Reinigung erfolgt wiederum eine Beauf- schlagung der Bohrkrone 2 in Richtung des Pfeils 30 der Fig. 9 zur Fortführung des Abbauvorgangs.

Durch die Übertragung der Kräfte vom Bohrgestänge 3 auf das Mantelrohr 4 als auch das Hüllrohr 6 unter Zwischenschal- tung der hülsenförmigen Zwischenelemente 8 bzw. 10 wird darüber hinaus sichergestellt, daß die mit dem Bohrgestänge 3 unmittelbar gekoppelte Bohrkrone 2 sowohl zu einer Dreh- als auch zu einer Schlagbewegung beaufschlagbar ist, wäh- rend sowohl das Mantelrohr 4 als auch das Hüllrohr 6 ledig- lich in axialer Richtung bzw. Längsrichtung des herzustel- lenden Bohrlochs ohne Rotationsbeanspruchung in das Bohr- loch eingebracht werden.