Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers

Die Erfindung betrifft eine Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers, die über eine drehfeste Kupplung winkelfest in einer vorgegebenen Koppelposition lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Gestängeschüsse ein Innen- und ein die Wendel tragendes Aussenrohr aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verbindungsstück zur Verwendung bei dieser Kabelverbindung sowie einen Gestängeschuss eines Schneckenbohrers.

Im Tiefbau werden bekanntlich Schneckenbohrer mit einer Endlosschnecke eingesetzt, die aus einzelnen Schneckenstücken, sogenannten Gestängeschüssen, zusammengesetzt sind. Die Gestängeschüsse sind mit einem Aussenrohr versehen, welches die Wendel trägt. Ausserdem ist ein Innenrohr vorhanden, über welches beim Ziehen des Schneckenbohrers nach dem Abbohren Beton unter Überdruck in das Bohrloch gefüllt wird.

Es erweist sich, dass beim Abteufen die Richtung des Schneckenbohrers immer wieder korrigiert werden muss. Um die Korrektur automatisch durchführen zu können, müssen im Bereich des Schneckenbohrers verschiedenen Sensoren zur Ermittlung von Neigung, Verrollung u.ä. vorhanden sein. Das setzt aber auch eine Verbindung zu oberirdischen Versorgungs- und Steuereinrichtungen voraus.

Es ist zwar aus DE 198 19 626 A2 bekannt, innerhalb eines Bohrrohres zu diesem Zweck ein Versorgungs- und Datenkabel anzuordnen. Allerdings ist dort kein Betonierrohr oder Spülrohr vorhanden, so dass die Kabel mittig geführt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabelverbindung der eingangs genannten Art anzugeben, welche auch bei einem Schneckenbohrer mit Betonierrohr einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben. Es zeigen schematisch:

Figur 1

eine teilweise geschnittenen Ansicht eines Abschnitts eines Schneckenbohrers; und

Figur 2

eine Einzelheit II der Figur 1 in vergrösserter Darstellung.

Der in Fig. 1 dargestellte Abschnitt eines Schneckenbohrers 10 mit einer Wendel 11 einer Endlosschnecke gibt die Verbindungsstelle zwischen zwei Gestängeschüssen 12, 13 wieder. Um die Zeichnung übersichtlich zu halten, ist in diesem Übergangsbereich die Wendel 11 nicht dargestellt und der Schneckenbohrer 10 ist teilweise angeschnitten, so dass im Inneren liegende Elemente sichtbar sind.

Die mechanische Verbindung der Gestängeschüsse 12, 13 erfolgt über eine drehfeste und ziehfeste Kupplung 14, die ein polygonartiges Verbindungsstück aufweist, welches aus einem Vater- und einem Mutterteil besteht. Die winkelfeste Koppelposition stellt sicher, dass die Wendel 11 im Verbindungsbereich nicht unterbrochen ist, sondern einen kontinuierlichen Übergang aufweist. Aus diesem Grund enden die Schneckenwendeln immer an genau definierten Winkelpositionen bezogen auf das Verbindungsstück. Werden Gestängeschüsse 12, 13 unterschiedlicher Länge eingesetzt, was zu unterschiedlichen Winkellagen der Wendelansätze führen kann, werden mittels der Kupplung 14 derartige Winkelversätze angepasst.

Die Wendel 11 ist bei jedem Gestängeschuss 12, 13 auf einem Aussenrohr 15 angebracht. In den Aussenrohren 15 verläuft jeweils ein Innenrohr 16, welches als Betonier- oder Spülrohr dient. Zwischen Innen- und Aussenrohr 16, 15 befindet sich in jedem Gestängeschuss 12, 13 ein Hohlraum 17, in welchem ein oder mehrere Kabel 18 zur Versorgung von Sensoren (nicht dargestellt) am Schneckenbohrer sowie zur Datenübertragung verlaufen.

Jeder Gestängeschuss 12, 13 ist an seinen beiden Enden mit jeweils einer Durchtrittsöffnung 19, 20 im Rohrmantel des zugehörigen Aussenrohres 15 versehen. Die beiden Durchtrittsöffnungen 19, 20 sind in gleicher Weise wie die Ansätze der Wendel 11 winkelfest in vorgegebener Winkellage zur Koppelposition angeordnet. Das heisst, es ist sichergestellt, dass unabhängig von der Länge der einzelnen Gestängeschüsse 12, 13 die Winkellage gegenüberliegender Durchtrittsöffnungen 19, 20 von zwei zu koppelnden Gestängeschüssen 12, 13 für den gesamten Schneckenbohrer 10 zumindest paarweise gleich ist.

An den Durchtrittsöffnungen 19, 20 ist jeweils ein Steckverbinderteil 21 angeordnet, welches mit den im Hohlraum 17 liegenden Kabeln 18 elektrisch leitend verbunden ist. Die in den Hohlräumen 17 der Gestängeschüsse 12, 13 liegenden Kabel 18 weisen somit an ihren Enden jeweils ein Steckverbinderteil 21 auf, welches von aussen zugänglich ist. Ein separates Verbindungsstück 22 weist an seinen beiden Enden weitere Steckverbinderteile 23 auf, die zu den Steckverbinderteilen 21 an den Gestängeschüssen 12, 13 komplementär sind. Das Verbindungsstück 22 weist eine Kabelverbindung 24 auf, welche die zugehörigen weiteren Steckverbinderteile 23 verbindet. Durch Aufstecken der weiteren Steckverbinderteile 23 des Verbindungsstückes 22 auf die Steckverbinderteile 21 an den Gestängeschüssen 12, 13 werden somit die zugehörigen Kabel verbunden, wobei die Gestängeschüsse 12, 13 am Aussenrohr 15 überbrückt werden. Die Steckrichtung ist radial zum Aussenrohr 15.

Alle Steckverbinderteile 21, 23 sind mit lösbaren, dichten Abdeckungen 25 versehen, die ferner mechanisch robust sind, um den rauhen Bedingungen im Bohrbetrieb standzuhalten. Bevorzugt sind die Abdeckungen 25 auf den Gestängeschüssen 12, 13 verschraubt.

Als Schutz der Kabelverbindung 24 ist dieses mit einem flexiblen Schlauchüberzug 26, z.B. einem handelsüblichen Hydraulikschlauch versehen, dessen freie Enden mit der Abdeckung der zugehörigen weiteren Steckverbinderteile 23 dicht verbunden sind, indem ein innen abgedichteter Rohrstutzen 27 die Enden des Schlauchüberzugs 26 zur Abdeckung 25 überbrückt. Da der Schlauchüberzug 26 und die innenliegende Kabelverbindung 24 etwas flexibel sind, können die weiteren Steckverbinderteile 21 auf einfache Weise auf die bohrrohrseitigen Steckverbinderteile 21 aufgesteckt bzw. von diesen abgezogen werden. Es ist besonders einfach, wenn die Steckverbinderteile bezüglich des Aussenrohres 15 eine radiale Steckrichtung aufweisen.

Als weiterer Schutz des Verbindungsstücks 22 gegen Korrosion und abrasive Medien ist es vorteilhaft, das Verbindungsstück 22 mit einem Metallmantel zu versehen, beispielsweise einem Abdeckblech, welches am Aussenrohr 15 befestigt ist. Zusätzlich oder alternativ können auch Schutzrippen aus massivem Stahl am Aussenrohr 15 angebracht sein, hinter welchen das Verbindungsstück 22 gegen Bohrgut geschützt ist.

In dem dargestellten Beispiel verläuft das Verbindungsstück 22 achsparallel zum Schneckenbohrer 10. Ein guter Schutz während des Bohrbetriebs ist auch dann gewährleistet, wenn das Verbindungsstück unterhalb und entlang der Wendel 11 verläuft, so dass der Fussbereich der Wendel 11 als mechanischer Schutz für das Verbindungsstück 22 dient.