DE102004013790A1

DE102004013790A1 - Rod shaped unit e.g. pipe, driving and moving out method for use in construction vehicle, involves providing two exciter cells whose torques are adjusted such that torques are brought in-phase on rod shaped unit

Info

Publication number: DE102004013790A1
Application number: DE200410013790
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. Voigt
Original assignee: Josef Mobius Bau-Aktiengesellschaft; JOSEF MOEBIUS BAU AG
Current assignee: Josef Mobius Bau-Aktiengesellschaft; JOSEF MOEBIUS BAU AG
Priority date: 2004-03-20
Filing date: 2004-03-20
Publication date: 2005-10-06

Abstract

The method involves providing a clamping jaw for fixing a rod shaped unit e.g. pipe (22), in an opening provided on a platform. Two exciter cells are eccentrically engaged on opposite sides of the opening. Torques of the exciter cells are adjusted such that the torques are brought in-phase on the rod shaped unit. A granular material is filled into the rod shaped unit via a funnel. An independent claim is also included for a device for driving and moving out a rod shaped unit into and from the ground.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Eintreiben und Ausziehen von stabförmigen Elementen in den oder aus dem Boden nach dem Patentanspruch 1. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method of driving in and out of rod-shaped Elements in or out of the ground according to claim 1. The Invention also relates to a device for carrying out of the procedure.

Das Eintreiben oder Ausziehen von stabförmigen Elementen, wie Spundbohlen, Rohre oder dergleichen in den Erdboden und das Herausziehen aus diesem erfolgt üblicherweise mit Hilfe von sogenannten Rüttlern oder Vibratoren. Die Rüttler werden am stabförmigen Element klemmend befestigt und sind entweder lediglich an dem Seil eines Krans oder Baggers angehängt oder werden an einem sogenannten Mäkler geführt (gefesselt), einer hohen vertikalen Führung, durch welche der Vibrator bzw. das stabförmige Element beim Eintreiben eine entsprechende Führung erfährt.The Driving in or out of rod-shaped elements, such as sheet piles, Pipes or the like in the ground and pulling out of this usually takes place with the help of so-called vibrators or vibrators. The joggers become on the rod-shaped Element attached by clamping and are either only on the rope attached to a crane or excavator or are led to a so-called leader (tied up), a high vertical guidance, by which the vibrator or the rod-shaped element during driving an appropriate leadership experiences.

Bei den Rüttlern oder Vibratoren unterscheidet man zwischen harmonischen axialen Erregern und harmonischen Dreherregern. Harmonische axiale Erregung kann zu einer starken Belastung des Gesamtsystems führen und bei dem Eintreiben zu einer Pfropfenbildung bei Rohren kleineren Durchmessers. Vibratoren oder Rüttler mit harmonischer Dreherregung sind wesentlich schonender für das System Erreger/Stab. Dafür ist jedoch die Einbringgeschwindigkeit kleiner.at the joggers or vibrators one distinguishes between harmonic axial ones Pathogens and harmonic rotators. Harmonious axial excitation can lead to a heavy load on the overall system and when driving to a plug formation in pipes smaller Diameter. Vibrators or vibrators with harmonic rotation excitation are much gentler for the system Pathogens / bar. Therefore however, the rate of introduction is smaller.

Hydraulische oder elektrische Vibratoren zeichnen sich dadurch aus, daß sie zwei oder mehr Wellenpaare aufweisen und jede Welle mit einem Exzentergewicht versehen ist. Mit Hilfe eines solchen Dreherregers wird das Moment nach Art einer harmonischen Sinusschwingung aufgebracht, wobei das Eintreibmoment durch das Gewicht des Rüttlers bzw. von der Auflastvorspannung überlagert wird. Es ist bekannt, derartige Vibratoren mit Einstellmitteln für die Wellen zu versehen. Liegen die Exzentergewichte eines Wellenpaares um 180° phasenversetzt, wird im wesentlichen keine Eintreibkraft auf das stabförmige Element ausgeübt. Liegen die Exzentergewichte hingegen gleichphasig, wird die maximale Eintreibkraft aufgebracht. Durch unterschiedliche Einstellung der Wellenpaare läßt sich mithin stufenweise die Zentrifugalkraft, die für die Eintreibkraft verantwortlich ist, von dem Wert Null auf den maximalen Wert und umgekehrt verstellen. Dieser Effekt wird ausgenutzt, um einen Vibrator schonend in Betrieb und aus dem Betrieb zu nehmen.hydraulic or electric vibrators are characterized in that they have two or more shaft pairs and each shaft with an eccentric weight is provided. With the help of such a leno is the moment applied in the manner of a harmonic sinusoidal oscillation, wherein the Eintreibmoment by the weight of the vibrator or superposed by the Auflastvorspannung becomes. It is known, such vibrators with adjustment means for the waves to provide. If the eccentric weights of a shaft pair are 180 ° out of phase, becomes substantially no driving force on the rod-shaped element exercised. If the eccentric weights, however, are in phase, the maximum Impeller applied. By different attitude of the Wave pairs can be Thus, gradually the centrifugal force responsible for the driving force is from the value zero to the maximum value and vice versa. This effect is exploited to gently operate a vibrator and to take out of service.

Die Böden sind im allgemeinen nicht homogen. Sie können aus mitteldicht bis dicht gelagerten Sanden bestehen, aus Torfen, Mudde, Klei mit stark wechselnden Wassergehalten und von unterschiedlichen Mächtigkeiten. Um eine optimale Eintreibgeschwindigkeit zu erhalten, müssen die Vibratorfrequenzen an die Eigenfrequenzen der Bodenschichten angepaßt werden. Sie liegen bei Torfen z. B. im Bereich von ≤ 17 Hz und ≥ 30 Hz z. B. für oben liegende und unterlagernde Sande. Der Motor, beispielsweise ein Hydraulikmotor oder ein Elektromotor, ist daher in seiner Drehzahl veränderlich auszulegen, um den Vibrator mit unterschiedlichen Frequenzen betreiben zu können. Bei bindigen Böden, die nicht oder schlecht rüttelbar sind, ist auch bekannt, den Einbringvorgang durch Auflastvorspannung zu unterstützen. In rüttelfähigen Böden erhöht die Vorspannung die Eindringgeschwindigkeit des Rammelements.The Floors are generally not homogeneous. They can be medium to tight stocked sands consist of peat, mudd, and clover with strongly changing Water levels and different thicknesses. To be optimal To get driving speed, the vibrator frequencies must be adapted to the natural frequencies of the soil layers. They are at Torfen z. In the range of ≤ 17 Hz and ≥ 30 Hz z. For example upper and lower sands. The engine, for example a hydraulic motor or an electric motor, is therefore in its speed mutable designed to operate the vibrator with different frequencies to be able to. For cohesive soils, not or badly shaking are, is also known, the introduction process by Auflastvorspannung to support. In vibratory soils, the preload increases the penetration speed of the piling element.

Es ist bekannt, geotextilummantelte Sandsäulen in nicht oder schlecht tragfähigen Böden einzusetzen, um ein Flächentragsystem zu errichten, das auf der interaktiven Wirkung des Säulensystems mit dem anstehenden Weichboden besteht. Zur Herstellung der Sandsäulen werden unten offene oder Verdrängungsrohre in den Boden eingetrieben. Eine in das Rohr eingebrachte Geotextilhülle wird anschließend mit Sand gefüllt. Das Rohr wird anschließend ebenfalls mit Hilfe des Vibrators herausgezogen, wobei auf den Sand ein gewisser Verdichtungseffekt ausgeübt wird. Die Verdichtung der Säule soll eine Aktivierung der Geotextilummantelung vorwegnehmen, die im übrigen durch Auflast und Liegezeit erreicht wird.It is known, geotextile-coated sand pillars in not or bad viable Use floors around a surface carrying system to build that on the interactive effect of the column system with consists of the upcoming soft ground. To make the sand pillars bottom open or displacement tubes driven into the ground. A Geotextilhülle introduced into the tube becomes subsequently filled with sand. The tube will follow also pulled out with the help of the vibrator, being on the sand a certain compaction effect is exercised. The compression of Pillar should be one Activation of geotextile sheathing anticipate, by the way by Ballast and waiting time is achieved.

Ähnliche Verhältnisse liegen vor bei der Errichtung von sogenannten Ortbetonpfählen. Der Beton wird in das zuvor in den Boden eingetriebene Rohr eingefüllt und durch Rütteln beim Ausziehen verdichtet. Verbreitete Herstellmängel, wie Einschnürungen des Pfahls, werden weitgehend vermieden.Similar conditions exist in the erection of so-called in-situ concrete piles. Of the Concrete is poured into the previously driven into the ground pipe and by shaking when pulled out compacted. Common manufacturing defects, such as constrictions of the Pile, are largely avoided.

Insbesondere bei der Verwendung von Verdrängungsrohren, d. h. am unteren Ende durch eine Spitze einen Deckel verschlossenen Rohren, ist mit hohen Rammwiderständen zu rechnen. Diese setzen sich zusammen aus der Mantelreibung und dem sogenannten Spitzenwiderstand. Die Mantelreibung wird im wesentlichen durch Bodenumlagerung aufgrund des Vibrationsvorgangs überwunden, während der Spitzenwiderstand durch die schlag- oder stoßartig erzeugte axiale Eintreibkraft überwunden wird.Especially when using displacement tubes, d. H. at the lower end by a tip a lid closed Tubes, is to be reckoned with high Rammwiderständen. These sit down together from the skin friction and the so-called peak resistance. The skin friction is essentially due to soil redistribution overcome the vibration process, during the The peak resistance is overcome by the impact or impact generated axial driving force becomes.

Es hat sich herausgestellt, daß während der Säulen- oder Pfahlerstellung bei einem mit einem Vibrator zu ziehenden Rohr in Abhängigkeit von den Bodenparametern des Füllgutes nur lockere bis überwiegend mitteldichte Lagerungsdichten erreicht werden.It has been found that during the column or Pile making with a pipe to be pulled with a vibrator dependence from the soil parameters of the contents only loose to predominantly medium-density storage densities can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem zum einen das Eintreiben von stabförmigen Elementen, wie Rohren, in den Boden er leichtert bzw. beschleunigt und zum anderen beim Ausziehen von rohrartigen Elementen das in das Rohr eingefüllte Material höher verdichtet werden kann.Of the Invention has for its object to provide a method with on the one hand the driving of rod-shaped elements, such as pipes, in he eases or accelerates the ground and on the other hand when undressing of tube-like elements, the material filled in the tube is compressed higher can.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden mit Hilfe von zwei exzentrisch auf gegenüberliegenden Seiten am stabförmigen Element angreifenden Vibratoren mit einstellbarem Moment gleichphasig unterschiedlich große Momente auf das stabförmige Element aufgebracht.At the inventive method be with the help of two eccentric on opposite sides of the rod-shaped element attacking vibrators with adjustable torque in phase different size Moments on the rod-shaped element applied.

Durch das differente Aufbringen der Momente auf das stabförmige Element werden periodisch Transversal- und Longitudinalschwingungen aufgebracht, wobei sich der Anteil der Longitudinalschwingungen zu Lasten der transversalen Schwingungskomponente verringert. Die Transversalschwingung führt zu einer Verringerung der Mantelreibung, was insbesondere bei einem Eintreiben in bindige Böden von großem Vorteil ist, da der Bodenabriß über die Longitudinalschwingung in diesen Böden schwer erreicht werden kann. Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, bei beliebigen Bodenbeschaffenheiten einen optimalen Eintreibbetrieb zu gewährleisten. Das erfindungsgemäße Verfahren hat jedoch den weiteren Vorteil, daß die Transversalschwingungen zu einer signifikanten Verdichtung des Materials im Inneren eines Rohres führen. Eine erhöhte Verdichtung ist von Vorteil bei der Errichtung von geotextilummantelten Sandsäulen, da der sogenannte Aktiviervorgang für die Textilummantelung bereits bei Errichtung der Säulen erhalten wird und nicht gewartet werden muß, bis durch eine entsprechende Auflast dieser Vorgang initiiert wird. Ein erhöhter Verdichtungseffekt ist jedoch auch vorteilhaft bei der Errichtung von Ortbetonsäulen oder bei sogenannten Schottersäulen. Letztere können nach dem Stand der Technik oft nicht mit Hilfe von Rohren errichtet werden, weil der angestrebte Verdichtungseffekt über das Rohr nicht ausreichend ist. Vielmehr erfolgt die Zufuhr des Schotters parallel zu einem sogenannten Torpedorüttler, der das Schottermaterial schrittweise verdichtet. In diesem Zusammenhang ist ferner bekannt geworden, Schottersäulen oder verdichtete Sandsäulen mit speziellen Profilbohlen einzubringen bzw. herzustellen, die nach Maßgabe der Eigenfrequenz des Bodens mit Löchern oder Ausnehmungen versehen werden. Für geologisch unterschiedliche Böden müssen die Profilbohlen spezifisch angepaßt werden, was mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist.By the different application of the moments on the rod-shaped element periodically transversal and longitudinal vibrations are applied, where the proportion of longitudinal vibrations at the expense of reduced transversal vibration component. The transversal oscillation leads to a Reduction of the skin friction, which is especially when driving in cohesive soils of great Advantage is, because the ground breaking over the longitudinal vibration in these soils difficult to achieve. It is therefore with the method according to the invention possible, with any soil conditions an optimal driving operation to ensure. The inventive method However, it has the further advantage that the transversal vibrations to a significant compression of the material inside a Lead tube. An increased Compaction is advantageous in the construction of geotextile jacketed Sand columns, since the so-called activation process for the textile casing already at the erection of the columns is received and does not need to be maintained until by an appropriate Charge this process is initiated. An increased compaction effect is but also advantageous in the construction of Ortbetonsäulen or in so-called gravel columns. The latter can often not built with the help of pipes according to the state of the art be because the desired compression effect on the pipe is not sufficient is. Rather, the supply of the ballast is parallel to a so-called torpedo shakers, which gradually compresses the ballast material. In this context is also known, gravel columns or compacted sand columns with special profiled planks bring or produce, according to proviso the natural frequency of the soil with holes or recesses provided become. For geologically different soils have to the piles are specifically adapted, which with a considerable effort connected is.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Patentanspruch 2 sieht eine vorzugsweise an einer vertikalen Führung führbaren Plattform vor mit einer Öffnung oder Spannvorrichtung, durch welche sich das stabförmige Element hindurch erstrecken oder an der es eingespannt werden kann. An der Plattform sind Spannmittel zur Befestigung des stabförmigen Elements in der Öffnung vorgesehen. Auf der Plattform sind Vibratoren bzw. Erregerzellen auf annähernd gegenüberliegenden Seiten der Öffnung bzw. der Spannvorrichtung angeordnet. Darüber hinaus sind Mittel zur individuellen Einstellung des Moments an jedem Vibrator vorgesehen. Das kann innerhalb einer gemeinsamen Getriebezelle mit getrennten Wellenlagerungen erfolgen als dualer Aufsatzrüttler oder auch nach dem bekannten Prinzip des Gürtelrüttlers.The inventive device according to claim 2, one preferably sees on a vertical guide feasible Platform in front with an opening or tensioning device through which the rod-shaped element extend through or at which it can be clamped. At the Platform are clamping means for fixing the rod-shaped element in the opening intended. On the platform are vibrators or exciter cells to approximate opposite Sides of the opening or the clamping device arranged. In addition, funds are for individual adjustment of the moment provided on each vibrator. This can be done within a common transmission cell with separate Shaft bearings are made as a dual top vibrator or after the known Principle of the belt vibrator.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht daher von einem Rüttler aus, der auf gegenüberliegenden Seiten einer Plattform jeweils eine Erregerzelle aufweist. Der Rüttler erzeugt wie jeder Vibrator eine harmonische Schwingung, die den Boden über Transversal- und Longitudinalwellen periodisch anregt und das Eindringen des Rammelements bewirkt. Bezogen auf das Rammelement handelt es sich um eine vorwiegend vertikal gerichtete Schwingung. Zu diesem Zweck sind beide Erregerzellen nach Art eines Gürtelrüttlers miteinander synchronisiert. Gürtelrüttler haben den Vorteil, daß das stabförmige Element durch sie hindurch geführt werden kann. Dies ist z. B. bei Rohren vorteilhaft, die mit einem Material gefüllt werden sollen. Es ist daher nicht erforderlich, den Vibrator oder den Rüttler vom Rohr zu entfernen, um schüttfähiges Material, wie Sand, Beton, Schotter oder dergleichen, einzufüllen.The inventive device goes therefore from a shaker out, on opposite Side of a platform each having an exciter cell. The vibrator produces like every vibrator a harmonic vibration that sweeps the ground across transversal and longitudinal waves periodically excites and the penetration of the Rammelements effected. Related to the ramming element is a predominantly vertical vibration. To this end Both exciter cells are synchronized with each other in the manner of a belt vibrator. Belt vibrators have the advantage that the rod-shaped Element passed through it can be. This is z. B. in pipes advantageous with a Material filled should be. It is therefore not necessary to use the vibrator or the jogger from the pipe to remove bulk material, as sand, concrete, gravel or the like to fill.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Vibratoren jedoch mit Mitteln zur differenten Verstellung des Moments (Moment Differential Control – MDC) versehen. Auf diese Weise wird resultierend ein asynchrones Moment (Torsion) auf das stabförmige Element aufgebracht, wodurch verstärkt transversale Schwingungen erzeugt werden, und zwar auch beim Ziehen des stabförmigen Elements.at the device according to the invention However, the vibrators are equipped with means for different adjustment torque (Moment Differential Control - MDC). To this The result is an asynchronous moment (twist) on the signal rod-shaped Element applied, causing increased transverse vibrations be generated, even when pulling the rod-shaped element.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind für die Vibratoren Dreherreger vorgesehen mit zwei oder mehr Wellenpaaren, wobei jede Welle ein Exzentergewicht aufweist und Einstellmittel für jeweils eine Welle eines Wellenpaares vorgesehen sind. Die Antriebsmotoren der Vibratoren, beispielsweise Hydraulik- oder Elektromotoren, werden synchron betrieben. Bei Hydraulikmotoren erfolgt z. B. eine mechanische Kopplung über eine Welle. Auf diese Weise kann bei einem Eintreiben oder einem Ausziehen eines stabförmigen Elements der eine Vibrator mit 100 % und der andere mit z.B. 85 % des maximalen Moments arbeiten. Auf diese Weise wird eine signifikant höhere Verdichtung des eingefüllten Materials erhalten.To An embodiment of the invention are for the vibrators spin provided with two or more shaft pairs, each shaft a Eccentric weight and adjusting means for each a shaft of a Wave pair are provided. The drive motors of the vibrators, For example, hydraulic or electric motors are operated synchronously. In hydraulic motors z. B. a mechanical coupling over a Wave. In this way, when driving or taking off a rod-shaped Elements of one 100% vibrator and the other with e.g. 85 % of maximum torque working. In this way, a significant higher Compaction of the filled Materials received.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielshalber erläutert werden.The Invention will be described below with reference to drawings by way of example explained become.

1 zeigt eine Seitenansicht eines Baufahrzeugs mit einem Mäkler und einer Vorrichtung nach der Erfindung. 1 shows a side view of a construction vehicle with a leader and a device according to the invention.

2 zeigt die Vorderansicht der Vorrichtung nach 1. 2 shows the front view of the device 1 ,

3 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung nach 2 entlang der Linie 2-2. 3 shows a section through the device according to 2 along the line 2-2.

4 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung nach 3 entlang der Linie 4-4 bei geöffneten Spannbacken. 4 shows a section through the device according to 3 along the line 4-4 with the jaws open.

5 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 4, jedoch mit geschlossenen Spannbacken. 5 shows a similar representation as 4 , but with closed jaws.

6 zeigt schematisch die Wirkungsweise eines Vibrators mit Dreherregung mit verstellbarem Moment nach dem Stand der Technik. 6 shows schematically the operation of a vibrator with Dreherregung with adjustable torque according to the prior art.

In 1 ist bei 10 allgemein ein Bagger bezeichnet, der an einem nicht näher beschriebenen Haltegerüst 12 einen Mäkler 14 in vertikaler Position hält. Am Mäkler 14 ist ein Wagen 16 vertikal geführt, der von einem Seil 18 gezogen oder herabgelassen wird. Dies ist in 1 nicht weiter dargestellt. Am Wagen 16 befindet sich ein Gürtelrüttler 20, auf den weiter unten noch eingegangen wird. In den Gürtelrüttler 20 eingespannt ist ein Verdrängungsrohr 22, das am unteren Ende eine aufklappbare Spitze 24 aufweist. An einem weiteren Wagen 26, der am Mäkler 14 geführt ist und an einem Seil 28 betätigt wird, ist ein Trichter 30 angebracht. Mit Hilfe des Trichters 30 kann in das obere Ende des Verdrängungsrohrs 20 körniges Material eingetragen werden. Der Trichter kann durch eine Betonzuführung am Mäkler oder Ziehjoch ersetzt werden.In 1 is at 10 generally designates an excavator, which is connected to a support frame not described in detail 12 a broker 14 holds in vertical position. At the broker 14 is a car 16 led vertically by a rope 18 pulled or lowered. This is in 1 not shown further. At the car 16 there is a belt shaker 20 , which will be discussed below. In the belt shaker 20 clamped is a displacement tube 22 , which has a hinged top at the bottom 24 having. At another car 26 , the broker 14 is guided and on a rope 28 is pressed, is a funnel 30 appropriate. With the help of the funnel 30 can be in the top of the displacement tube 20 Granular material to be registered. The funnel can be replaced by a concrete feeder at the broker or draw yoke.

Nachfolgend soll der Gürtelrüttler oder -vibrator 20 anhand der 2 bis 5 näher erläutert werden.Below is the belt vibrator or vibrator 20 based on 2 to 5 be explained in more detail.

In 2 ist eine Plattform 32 zu erkennen, die an gegenüberliegenden Enden jeweils eine Erregerzelle 34 bzw. 36 trägt. Es handelt sich hierbei um dreherregte Vibratoren, auf deren Aufbau nachfolgend noch kurz eingegangen werden soll. Auf der Plattform 32 befindet sich mittig ein zylindrischer Durchgang, der bei 38 in den 3 bis 5 zu erkennen ist. Unterhalb und oberhalb des zylindrischen Durchgangs sind Spannbackenpaare angeordnet. In den 3 bis 5 sind lediglich Spannbacken 40, 42 des unteren Paares zu erkennen. Sie werden von einem Verstellzylinder 46 bzw. 48 betätigt. Die Verstellzylinder greifen an einem Ende der Backen 40, 42 an, während das andere bei 50 bzw. 52 plattformfest schwenkbar gelagert sind. Beim Anziehen der Spannzylinder wird das Rohr 22 fest eingespannt. Bei der Variante Aufsatzrüttler (nicht gezeigt) befindet sich die Spanneinrichtung innerhalb der Plattform.In 2 is a platform 32 to recognize, which at opposite ends in each case an exciter cell 34 respectively. 36 wearing. These are three-phase vibrators, the structure of which will be briefly discussed below. On the platform 32 is located in the center of a cylindrical passage, the at 38 in the 3 to 5 can be seen. Below and above the cylindrical passage jaw pairs are arranged. In the 3 to 5 are only jaws 40 . 42 of the lower pair. You are from an adjusting cylinder 46 respectively. 48 actuated. The adjusting cylinders engage one end of the jaws 40 . 42 while the other at 50 respectively. 52 platform are pivotally mounted. When tightening the clamping cylinder, the tube 22 firmly clamped. In the variant Aufsatzrüttler (not shown), the clamping device is located within the platform.

In 2 erkennt man zwei Wellen 54, 56, die über ein nicht bezeichnetes Kardangelenk jeweils mit einem Vibrator 34 bzw. 36 gekoppelt sind, und zwar mit einem Einstellgetriebe für das Drehmoment. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen. Am anderen Ende sind die Wellen 54, 56 jeweils mit einem Nocken 58 bzw. 60 gekoppelt, die in dem Gestell oberhalb der Plattform 32 schwenkbar gelagert sind. Jeder Nocken 58, 60 ist mit einem Verstellzylinder 62 bzw. 64 verbunden, die am anderen Ende plattformfest angelenkt sind.In 2 you can see two waves 54 . 56 that have an unmarked universal joint each with a vibrator 34 respectively. 36 coupled, with a setting gear for the torque. This will be discussed in more detail below. At the other end are the waves 54 . 56 each with a cam 58 respectively. 60 coupled in the rack above the platform 32 are pivotally mounted. Every cam 58 . 60 is with an adjusting cylinder 62 respectively. 64 connected, which are articulated platform-fixed at the other end.

In 6 sind vier Wellenpaare eines nicht weiter dargestellten dreherregten Vibrators in vier verschiedenen Betriebspositionen übereinander angeordnet dargestellt. Jede Welle 70 ist mit einem Exzentergewicht 72 gekoppelt. In der untersten Darstellung liegen die Exzentergewichte 72 übereinander angeordneter Wellenpaare gegenphasig, so daß bei einer Rotation aller Wellen die axial gerichteten Bestandteile der Fliehkräfte sich kompensieren. Die auf das Rohr 22 ausgeübte Eintreibkraft wäre mithin Null. In der obersten Darstellung liegen alle Exzentergewichte 72 gleichphasig, so daß ein maximales Moment vom Vibrator erzeugt wird. In der zweit-untersten Darstellung liegt eine Phasenverschiebung von 90° zwischen oberen und unteren Wellen vor. Somit wird etwa 50 % des maximalen Moments erzeugt. In der zweit-obersten Darstellung liegt eine Phasenverschiebung von 120° vor und somit eine Drehmomenterzeugung von 75 % des maximalen Moments.In 6 are four pairs of waves of a non-illustrated rotary-vibrator in four different operating positions arranged one above the other. Every wave 70 is with an eccentric weight 72 coupled. In the bottom view are the eccentric weights 72 one above the other arranged wave pairs in opposite phases, so that compensate for a rotation of all waves, the axially directed components of the centrifugal forces. The on the pipe 22 practiced Eintreibkraft would therefore zero. In the topmost illustration are all eccentric weights 72 in phase, so that a maximum moment is generated by the vibrator. In the second-lowest representation is a phase shift of 90 ° between the upper and lower waves. Thus, about 50% of the maximum torque is generated. In the second-highest representation is a phase shift of 120 ° before and thus a torque generation of 75% of the maximum torque.

Wie schon weiter oben beschrieben, wird mit Hilfe der Verstellzylinder 62, 64 und der Wellen 54, 56 das Moment der Vibratoren 34, 36 individuell eingestellt, während die Antriebsmotoren, beispielsweise Hydraulikmotoren, die hier nicht gezeigt sind, z. B. über eine Welle mechanisch gekoppelt sind und somit synchron laufen; sie sind in der Drehzahl verstellbar, um unterschiedliche Vibratorfrequenzen zu erzeugen. Bei asynchron aufgebrachtem Moment auf das Rohr 22 wird eine signifikante Transversalerregung auf das Rohr 22 ausgeübt, welche das Rohr zu einer Torsionsschwingung veranlaßt und diese wiederum zu einer Horizontalschwingung dergestalt, daß z. B. beim Eintreiben eines Rohres ein gewisser Hohlraum um die Rohrwandung herum gebildet wird, so daß die angreifenden Reibungskräfte minimiert werden. Dies ist besonders wichtig beim Eintreiben in bindige Böden, welche durch die Schwingungen mit üblicher Vibratoren nicht „fluidisiert" werden können. Für das Ausziehen z. B. von Rohren sind die erzeugten horizontalen Schwingungen von großer Bedeutung, wenn gleichzeitig ein Verdichtungseffekt auf das Material im Rohr erzeugt werden soll.As already described above, using the adjusting cylinder 62 . 64 and the waves 54 . 56 the moment of the vibrators 34 . 36 set individually, while the drive motors, such as hydraulic motors, which are not shown here, z. B. are mechanically coupled via a shaft and thus run synchronously; they are adjustable in speed to produce different vibrator frequencies. At asynchronously applied moment on the pipe 22 There will be a significant transverse excitation on the tube 22 exercised, which causes the tube to a torsional vibration and this in turn to a horizontal vibration such that z. B. when driving a pipe, a certain cavity around the pipe wall is formed around, so that the attacking friction forces are minimized. This is particularly important when driving into cohesive soils, which can not be "fluidized" by the vibrations of conventional vibrators For pulling out, for example, of pipes, the horizontal vibrations generated are of great importance tion, if at the same time a compression effect on the material in the pipe is to be generated.

Wie aus der Seitenansicht in 1 hervorgeht, haben die Vibratoren des Gürtelrüttlers 20 lediglich zwei Wellenpaare, die in oben beschriebener Weise angesteuert werden können, daher nicht so ausgeführt sind, wie in 6 dargestellt. Für die Wirkungsweise ist dies jedoch ohne Bedeutung.As seen from the side view in 1 shows, have the vibrators of the belt vibrator 20 only two pairs of waves, which can be controlled in the manner described above, are therefore not carried out as in 6 shown. For the mode of action, however, this is irrelevant.

Claims

A method for driving and extracting rod-shaped elements in or out of the soil, in particular tubes, characterized in that with the help of two eccentrically acting on opposite sides of the rod-shaped element excitation cells with adjustable torque in phase differently sized moments are applied to the rod-shaped element.

Device for driving or withdrawing rod-shaped elements into or out of the ground, in particular tubes, characterized by the following features: a platform which can preferably be guided on a vertical guide ( 32 ) with an opening or tensioning device ( 38 ), by which or on which the rod-shaped element ( 22 ), - tensioning means ( 40 . 42 . 46 . 48 ) for fixing the rod-shaped element ( 22 ) on the platform ( 32 ), - two exciter cells ( 34 . 36 ) on the platform ( 32 ) on approximately opposite sides of the opening ( 38 ) or clamping device and - means for individual adjustment of the moment for at least one excitation cell ( 34 . 36 ).

Apparatus according to claim 2, characterized in that vibrators ( 34 . 36 ) are provided with Dreherregung with two or more pairs of waves, each shaft having an eccentric weight and adjusting means ( 54 . 56 . 62 . 64 ) for each wave ( 54 . 56 ) of a pair of shafts and drive motors of each vibrator ( 34 . 36 ) are operated synchronously.

Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the adjusting means for each vibrator a shaft ( 54 . 56 ) provided with a cam ( 58 . 60 ) and on the cam ( 58 . 60 ) an adjusting cylinder ( 62 . 64 ) is articulated.