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Die
Erfindung betrifft eine selbsthemmende Verankerungsvorrichtung, bestehend
aus einem rohr- oder stabförmigen,
in das Erdreich eintreibbaren Rammkörper mit geschlossener Spitze
sowie einer Kopfplatte zum Aufbringen der Eintreibkräfte und
außenumfangsseitig
am Rammkörper
befindlichen, flügelartigen
Gleitteilen mit zur Rammkörperspitze
hin gerichteten, sich verjüngenden
Enden und jeweils einer, im Wesentlichen zur Rammkörperlängsachse senkrecht
verlaufenden Oberkante, gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Aus
der
US 4,650,372 A ist
ein in den Boden eintreibbarer Rammkörper vorbekannt, welcher helixförmige Flansche
besitzt, die außenumfangsseitig und
symmetrisch am Rammkörper
befestigt sind. Die helixförmigen
Flansche sind so ausgebildet, dass sie einmal komplett über einen
vorgegebenen Abschnitt den Rammkörper
quasi umschließen.
Durch die Helix-Form wird beim Eintreiben des Rammkörpers in das
Erdreich ein Gewinde hineingeschnitten, wobei der Rammkörper eine
Verdrehbewegung ausführt. Die
Oberfläche
der helixförmigen
Flansche führt
zu einer Vergrößerung der
Reibungskräfte,
so dass sich ein höherer
Auszugswiderstand ergibt, der jedoch für viele Fälle noch nichtausreichend ist.
Darüber
hinaus ist die Ausführungsform
nach
US 4,650,372 A nicht für schluffige
oder tonige Böden
geeignet.
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Aus
der
US 6,058,662 A ist
ein Erdanker und dessen Verwendung vorbekannt, bei dem auf dessen Außenseite
eine Reihe von Flügelpaaren
aus schraubenartig zueinander angeordneten Einzelblättern vorgesehen
sind. Für
die Einzelblätter
werden in der Druckschrift eine Reihe von möglichen zweckmäßigen Formen
offenbart. Die relativ komplizierte Formgestaltung der Einzelblätter bedingt
jedoch einen vergrößerten Vortriebswiderstand
beim Einbringen des Erdankers ins Erdreich.
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Aus
der Druckschrift
US
6,615,554 B2 ist ein helikales Pfeilersystem zur Stabilisierung
im Boden vorbekannt. Bei der dort offenbarten Vorrichtung sind auf
einem Pfeilerkörper
zueinander beabstandete schraubenförmige Abschnitte mit Gleitteilen
aufgeschoben, deren radiale Orientierung zueinander versetzt ist,
deren Schneidkanten zueinander um einen gewissen Winkel, in der
Regel um 180°,
zueinander versetzt sind. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung schneidet
ein erster Abschnitt ein Gewinde im Boden vor, das radial versetzt
vom folgenden Abschnitt ausgeräumt
wird. Die dort offenbarte Vorrichtung ermöglicht einen erleichterten
Vortrieb, gewährleistet
aber in vielen Fällen
zu geringe Auszugskräfte.
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Aus
der Druckschrift
GB
2 426 012 A ist ebenfalls ein helikales Verankerungssystem
vorbekannt, bei dem auf einem Endabschnitt schraubenförmige Abschnitte
in Form von Flügeln
angeordnet sind, deren radiale Position gegeneinander nicht versetzt
ist, wobei die Flügel
jedoch einen mit aufsteigender Höhe
des Verankerungssystems zunehmenden Durchmesser aufweisen, die einen
Vortrieb des Verankerungssystems im Erdreich erleichtern sollen, wobei
die Auszugskräfte
bei dem dort beschriebenen Verankerungssystem empfindlich von der
Bodenbeschaffenheit im Zusammenhang mit der Ganghöhe der Flügel und
dem geschnittenen Gewinde im Boden abhängen.
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Aus
der Druckschrift
AT 369
816 B ist ein Erdanker bekannt, bei dem um dessen Schaft
mehrere flügelartige
Ankerplatten angeordnet sind, die gegebenenfalls in Umfangsrichtung
des Schaftes gegeneinander versetzt sind. Die dort offenbarte Vorrichtung
weist eine komplizierte, ausgreifende Gestaltung der Ankerplatten
auf, die besonders bei steinigen Böden zu Unregelmäßigkeiten
und Hemmungen beim Vortrieb führen.
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Aus
dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte
selbsthemmende Verankerungsvorrichtung, bestehend aus einem rohr- oder stabförmigen,
in das Erdreich eintreibbaren Rammkörper mit geschlossener Spitze
sowie einer Kopfplatte zum Aufbringen der Eintreibkräfte anzugeben,
welche über
eine einfache mechanische Konstruktion verfügt und die bei geringen Eintreibkräften eine
hohe Auszugskraft besitzt.
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Die
Lösung
der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination
nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen
und Weiterbildungen umfassen.
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Es
wird demnach von einer selbsthemmenden Verankerungsvorrichtung ausgegangen,
welche aus einem rohr- oder stabförmigen, in das Erdreich eintreibbaren
Rammkörper
mit geschlossener Spitze besteht. Weiterhin weist die Verankerungsvorrichtung
eine Kopfplatte zum Aufbringen der Eintreibkräfte und außenumfangsseitig am Rammkörper befindliche,
flügelartige
Gleitteile mit zur Rammkörperspitze
hin gerichteten, sich verjüngenden
Enden und jeweils einer, im Wesentlichen zur Rammkörperlängsachse
senkrecht verlaufenden Oberkante auf.
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Erfindungsgemäß sind mindestens
zwei in Rammkörperlängsachse
beabstandet angeordnete Gleitteile durch jeweils ein Flügelpaar
gebildet, wobei die radiale Position der Flügelpaare der Gleitteile gegeneinander
versetzt ausgeführt
ist.
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Weiterhin
ist der maximale Durchmesser der separaten, nicht untereinander
in Verbindung stehenden Gleitteile von der Spitze zur Kopfplatte
ansteigend ausgeführt.
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Das
Maß des
radialen Versatzes der Flügelpaare
der Gleitteile ist so gewählt,
dass der vom in Eintreibrichtung vorausgehenden Flügelpaar
in das Erdreich geschnittene Gewindegang nicht mit dem Gewindegang,
erzeugt vom folgenden Flügelpaar, zusammenfällt.
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Vielmehr
wird der vom ersten Flügelpaar
des ersten Gleitteils gebildete Gewindegang von dem Flügelpaar
des zweiten Gleitteils quasi wieder verschlossen und verdichtet
mit der Folge einer wesentlich verbesserten Auszugskraft der Verankerungsvorrichtung.
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Die
Rammkörperspitze
besteht ausgestaltend aus pfeilförmig
spitz zulaufenden, kreuzförmig angeordneten
Metallteilen, wobei im Übergangsbereich
zum Rammkörper
Führungsbleche
zur Verdrängung
und Vorverdichtung des Erdreichs angeordnet sind.
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In
Abhängigkeit
von der vorgesehenen Eindringtiefe weist der Rammkörper weitere
Gleitteile G1 bis Gn in Form von Flügelpaaren auf, wobei der maximale
Außendurchmesser
der Gleitteile sich nach der Beziehung G1 < G2 < G3 < Gn mit G1 spitzennahes
und Gn spitzenfernes Gleitteil verhält.
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Der
Rammkörper
kann an seinem kopfplattenseitigen Ende ein hülsenartiges, mit dem Rammkörper verbundenes,
insbesondere verschweißtes Rammschutzteil
aufweisen. An diesem Einrammschutz können Bohrungen vorgesehen sein,
um Mittel zum Durchführen
eines Auszugstests zu fixieren. Gleichzeitig können diese Bohrungen dem Befestigen
einer Aufnahmeplatte dienen, welche wiederum z. B. mit Halterungselementen
für eine
Photovoltaikanlage in Verbindung steht.
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Die
Größe der Flügelpaare
der Gleitteile ist je nach Bodenbeschaffenheit ausgelegt, und zwar
derart, dass für
schluffige Böden
die Flügel
eine größere Abmessung
und für
steinige Böden
geringere Abmessungen besitzen.
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Das
jeweilige Flügelpaar
des jeweiligen Gleitteils ist als Schraubenflügel ausgebildet, wobei die
jeweiligen Flügel
sich radial auf einer gedachten Linie, welche durch die Rammkörperlängsachse führt, gegenüberliegen.
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Die
Schraubenflügel
weisen eine vorgegebene Steigung auf, wobei die Steigung der Schraubenflügel der
jeweiligen Gleitteile bevorzugt unterschiedlich ist.
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Der
Abstand des ersten Gleitteils von der Spitze des Rammkörpers entspricht
im Wesentlichen dem Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Gleitteil.
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Die
erfindungsgemäße selbsthemmende Verankerungsvorrichtung
wird insbesondere als Fundament für die Errichtung von Photovoltaikanlagen oder
dergleichen Einrichtungen genutzt.
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Ein
weiterer Grundgedanke besteht darin, ausgehend von der Grundkonstruktion
beabstandeter Gleitflächen
und deren versetzter Ausführung
bezogen auf die Position der Flügel
mit wenigen Standardtypen, angepasst an die notwendigen abzutragenden
Lasten und die Bodenverhältnisse,
jederzeit in der Lage zu sein, schnell und sicher ein Einschlagfundament
für Photovoltaikgestelle
und tragende Stahl- und Holzkonstruktionen zu schaffen.
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Dabei
sollen nur unbedingt notwendige Teile aus hochwertigeren, insbesondere
gehärteten
metallischen Materialien bestehen. Ein derartiges Teil ist beispielsweise
die ausgeführte
geschlossene Spitze. Wenn notwendig, sind auch die Gleitteile aus
einem gehärteten
Material bestehend. Hingegen kann das Rammrohr und der Einrammschutz
aus einfachem Stahl, insbesondere ST37, gefertigt werden.
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Die
Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter
Zuhilfenahme einer Figur näher
erläutert
werden.
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Die
Figur zeigt hierbei eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Verankerungsvorrichtung
sowie mehrere Schnitte entlang der Linien 2-2, 3-3, 4-4 und 5-5
gemäß der Seitenansichtsdarstellung.
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Die
selbsthemmende Verankerungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel besteht aus
einem rohrförmigen
Rammkörper 1 mit
einer geschlossenen Spitze 2. Die geschlossene Spitze besteht
aus pfeilförmig
ausgeführten,
gekreuzt angeordneten Metallteilen (siehe Schnitt 5) und
ist in ein Ende des Rammkörpers 1 eingesetzt.
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Im Übergangsbereich
zwischen Spitze 2 und Rammkörper 1 sind Führungsbleche 3 befindlich,
die eine Verdrängung
und Vorverdichtung des Erdreichs beim Eintreiben der Verankerungsvorrichtung
bewirken.
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Weiterhin
weist die Verankerungsvorrichtung mindestens zwei in Rammkörperlängsachse
beabstandet angeordnete Gleitteile G1 und G2 auf.
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Die
Gleitteile G1 und G2 weisen jeweils ein Flügelpaar 4, 5 (siehe
Schnitt 3 und 4) auf.
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Die
radiale Position der Flügelpaare 4, 5 der Gleitteile
G1 und G2 ist gegeneinander versetzt ausgeführt, wie dies aus den Darstellungen
der Schnitte 3 und 4 nachvollziehbar ist.
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Weiterhin
ist der maximale Durchmesser der separaten, nicht untereinander
in Verbindung stehenden Gleitteile G1 und G2 von der Spitze 1 zum
Kopfteil oder zur Kopfplatte 6 ansteigend ausgeführt.
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Das
Maß des
radialen Versatzes der Flügelpaare 4, 5 der
Gleitteile G1 und G2 ist so gewählt, dass
der vom in Eintreibrichtung vorausgehenden Flügelpaar des Gleitteils G1 in
das Erdreich geschnittene Gewindegang nicht mit dem Gewindegang,
erzeugt durch das folgende Flügelpaar 4, 5 des
Gleitteils G2 zusammenfällt.
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In
Abhängigkeit
von der Eindringtiefe können auch
mehrere Gleitteile G1 bis Gn in Form von Flügelpaaren vorgesehen sein,
wobei der maximale Außendurchmesser
der Gleitteile G1 bis Gn sich nach der Beziehung G1 < G2 < G3 < Gn verhält, wobei
mit G1 das spitzennahe und mit Gn das spitzenferne Gleitteil bezeichnet
ist.
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Der
Rammkörper 1 kann
bei einer Ausgestaltung an seinem kopfplattenseitigen Ende ein hülsenartiges,
mit dem Rammkörper 1 verbundenes
Rammschutzteil 7 aufweisen.
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Am
Rammschutzteil 7 sind Bohrungen 8 eingebracht,
die z. B. der Befestigung einer Aufnahmeplatte dienen oder welche
für einen
Auszugstest genutzt werden können.
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Die
Größe der Flügelpaare 4, 5,
d. h. die Flügellänge oder
deren Ausdehnung in radialer Richtung ist je nach Bodenbeschaffenheit
ausgelegt, wobei für
schluffige Böden
größere Flügel und
für steinige
Böden kleinere
Flügel
Verwendung finden.
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Aus
der Seitenansicht nach der Figur des Ausführungsbeispiels ist ersichtlich,
dass die jeweiligen Flügelpaare 4, 5 als
Schraubenflügel
ausgebildet sind, wobei die jeweiligen Flügel sich radial auf einer gedachten
Linie, welche durch die Rammkörperlängsachse
führt,
gegenüberliegen.
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Die
Steigung der Schraubenflügel
der jeweiligen Gleitteile G1 und G2 ist unterschiedlich ausgeführt, so
dass die Gewindegänge
der aufeinander folgenden Gleitteile nicht ineinander verlaufen,
sondern vielmehr ein erster Gewindegang des Gleitteils G1 vom Flügelpaar
des Gleitteils G2 geschlossen und verdichtet wird, mit der Folge
der gewünschten
hohen Auszugskräfte,
die bei einer Verankerungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 5 t betragen können.
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Die
gezeigte selbsthemmende Verankerungsvorrichtung ist insbesondere
als Fundament für die
Errichtung von Photovoltaikanlagen geeignet, da sie in leichter
Weise vor Ort ohne aufwendige Betonierungsarbeiten errichtet werden
kann und allen auftretenden mechanischen Belastungen im Betrieb der
Anlage genügt.
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- 1
- Rammkörper
- 2
- Spitze
- 3
- Führungsplatte
- G1,
G2
- Gleitteil
- 4,
5
- Flügelpaar
- 6
- Kopfplatte
- 7
- Rammschutzteil
- 8
- Bohrung