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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen von Schraubfundamenten ins Erdreich, insbesondere in Erdreich unterschiedlichster Bodenbeschaffenheit.
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Schraubfundamente werden vielfältig eingesetzt und auch mit Einschraubwerkzeugen maschineller Art in den Boden eingebracht. Um für unterschiedlichste Bodenbeschaffenheiten dennoch die Schraubfundamente zuverlässig ins Erdreich einbringen zu können, d. h. insbesondere wenn Steine sich im Einschraubweg des Schraubfundamentes befinden, sind die entsprechenden Schraubfundamente mit gehärteten Spitzen oder mit meißelartigen Zusatzwerkzeugen ausgerüstet worden, welche im Innern des Schraubfundamentes geführt sind und der Zerstörung des Steines sozusagen an der Vorlaufkante beim Einbringen des Schraubfundamentes dienen.
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Demgegenüber sind Einschlaghülsen bekannt, welche lediglich durch ein Schlagwerkzeug in den Boden eingeschlagen bzw. eingetrieben werden. Während bei Einschlaghülsen lediglich eine Einschlagvorrichtung vorhanden ist, d. h. ein Einschrauben sich verbietet, weil die Einschlaghülsen in Längsrichtung ausgebildete Stege zur Verdrehsicherung aufweisen, haben die Schraubfundamente gewindeartige Stege an ihrer Außenkontur angebracht, damit sie eben eingeschraubt werden können in den Boden. Zum Einschlagen sind sie daher nicht geeignet. Beim Einschrauben soll zum Zwecke einer zuverlässigen Verankerung die Einschraubhülse, d. h. das Schraubfundament mit den Stegen sich in den Boden eindrehen, diesen aber nicht wesentlich lockern. Je nach Bodenbeschaffenheit wurden daher unterschiedliche Steghöhen entwickelt. Um Schraubfundamente auch in Böden zuverlässig einbringen zu können, welche sehr hart sind oder Steine als Hindernisse für das Einbringen der Schraubfundamente aufweisen, sind Schraubfundamente mit offenen Spitzen entwickelt worden, bei welchen in die Schraubfundamente ein zusätzlicher, die gesamte Einbringanlage verkomplizierender Schlagmeißel eingebracht wird, so dass während des Eindrehens mittels einer Schlagbewegung auf den Meißel dem Schraubfundament vorauseilende Steine im Boden gegebenenfalls zertrümmert oder zerkleinert werden können.
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Aufgrund der Tatsache, dass Schraubfundamente in den Boden geschraubt werden und, um eine zuverlässige Verankerung zu gewährleisten, während des Einschraubvorganges nicht gelockert werden sollten, verbietet es sich, Drehwerkzeuge und Schlagwerkzeuge für das Einbringen von Schraubfundamenten gemeinsam zu verwenden.
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Derartige Kombinationen sind lediglich für Bohrgeräte bekannt, welche auch als Rammbohrgeräte bezeichnet werden. Diese Geräte dienen der Erzeugung von rohrförmigen Erdbohrungen und sind im Grundaufbau ähnlich denen, wie sie für Schlagbohrgeräte beispielsweise zum Bohren von hartem Beton verwendet und allgemein bekannt sind (siehe
DE 39 11 467 C2 ).
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Der prinzipielle Ablauf für derartige Rammbohrgeräte würde bedeuten, dass zunächst vorzubohren wäre, anschließend ein Bohrer aus dem erzeugten Bohrloch entfernt werden müsste, um sich daran anschließend gegebenenfalls ein Fundament einschrauben zu können. Das Vorbohren und Erzeugen eines Bohrloches für das Einbringen eines Schraubfundamentes ist jedoch vor allen Dingen auch deshalb nachteilig, weil gegebenenfalls dann nicht sichergestellt werden kann, dass das Schraubfundament zuverlässig verankert ist und weil darüber hinaus zwar ein vorgebohrtes Loch für das Schraubfundament erzeugt worden ist, es jedoch nicht auszuschließen ist, dass eine steinige Bodenbeschaffenheit erheblichen Widerstand dem Eindringen der Schraubwendeln des Schraubfundamentes entgegensetzt, so dass beim Einschrauben sogar mit vorgebohrtem Loch gegebenenfalls das einzubringende Schraubfundament beschädigt oder gar zerstört werden könnte.
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Ferner ist aus
DE 36 17 025 A1 für vorgefertigte Betonpfähle bekannt, diese unter Ausübung einer axialen Vorschubgeschwindigkeit und gleichzeitiger Drehung um ihre Längsachse ins Erdreich einzubringen. In einer Ausführungsform sind die Vorschubgeschwindigkeit und die Drehbewegung gemäß der Steigung der wendelförmigen Rippenanordnung synchronisiert. Zunächst wird dabei die Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit des zurückgelegten Ist-Weges geregelt, bis einige Gänge der Rippe im Untergrund gefasst haben und durch bloßes Weiterdrehen des Betonpfahls aufgrund der Abstützung der Rippe die zum Verdrängen des Erdreichs notwendige axiale Kraft bereitgestellt werden kann. Dann wird in erster Linie die Drehgeschwindigkeit gemäß der gewünschten Vorschubgeschwindigkeit eingestellt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels welcher Schraubfundamente in unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten zuverlässig eingebracht und dennoch zuverlässig verankert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden je nach Bodenbeschaffenheit ein Drehmoment und eine in Einbringrichtung des Schraubfundamentes ausgerichtete Schlagkraft auf das Schraubfundament alternierend nacheinander oder zumindest zeitweise zeitgleich eingesetzt. Das Beaufschlagen des Schraubfundaments mit einem Drehmoment und mit einer Schlagkraft erfolgt dabei auf Basis einer Drehzahlmessung und einer Längsbewegungsmessung des Schraubfundamentes. Das Schraubfundament weist an seiner Außenkontur eine Außenwendel in der Art eines Gewindes mit einer definierten Steigung auf. Wird nun das Schraubfundament in das Erdreich eingeschraubt, d. h. nicht eingebohrt, so wird bei einer gegebenen Drehzahl entsprechend der Steigung der Eindringweg theoretisch festgelegt. Wenn jedoch aufgrund von Widerständen oder ungleichmäßigen Bodenbeschaffenheiten der Eindringweg nicht diesem theoretischen Wert entspricht, so liegt ein Schlupfwert vor. Erfindungsgemäß wird nun ein Schlupfwert definiert, d. h. eine gewisse Abweichung von dem theoretisch zurückgelegten Weg, und das Drehmoment und die Schlagkraft werden so zueinander geregelt, dass bei Überschreiten des Betrages dieses Schlupfwertes die Schlagkraft zugeschaltet oder abgeschaltet wird, wobei die Regelung so erfolgt, dass der Betrag des Schlupfwertes nach dem Zuschalten bzw. Abschalten wieder eingehalten wird. D. h. das Drehmoment und die Schlagkraft werden so zueinander geregelt, dass stets der vorgegebene Schlupfwert nicht überschritten wird. Nämlich nur dann kann sichergestellt werden, dass einerseits ein gutes Eindringen in den Boden gewährleistet wird, d. h. dass gegebenenfalls durch Steine vorhandene Widerstände mit entsprechender langsamerer Eindringgeschwindigkeit überwunden werden, dass aber dabei nicht die feste Verankerung des Schraubfundamentes mit seinen Außenwendeln im Erdreich aufgehoben wird.
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Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein auf eine aktuelle Drehzahl bezogener theoretischer Eindringweg gegenüber diesem theoretischen Wert verringert ist, so wird die Schlagkraft zugeschaltet und die Drehzahl auf Basis der Längsbewegung und der Steigung entsprechend angepasst. Das ist beispielsweise der Fall, wenn das Schraubfundament beim Eindrehen auf einen harten Bodenbereich wie z. B. einen Stein stößt.
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Wenn dementsprechend danach das Hindernis im Boden überwunden ist, d. h. der Stein beispielsweise durchdrungen ist, so ist quasi die verringerte Längsbewegung nicht mehr gegeben, so dass sich eine normale Längsbewegung einstellen kann, was sich zunächst in erhöhter Drehzahl auswirkt. Unter Feststellung dieser Gegebenheiten wird dann die Schlagkraft abgeschaltet. Somit ist es durch das vorhandene Verfahren bevorzugt sogar möglich, eine Steinerkennung im Boden zu gewährleisten.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der zurückgelegte Längsweg insgesamt ermittelt wie z. B. durch Integralbildung und mit dem tatsächlichen Längsweg, welcher mittels des Schraubfundamentes beim Eindrehen zurückgelegt worden ist, verglichen. Ist dieser tatsächliche Längsweg nun gegenüber dem theoretisch zurückgelegten Längsweg reduziert, wobei der theoretisch zurückgelegte Längsweg aus Steigung und Umdrehungen ermittelt wird, so wird die Schlagkraft zuschaltet und die Drehzahl soweit reduziert, dass der reduzierte Längsweg in Richtung auf den zu erwartenden Längsweg entsprechend angepasst wird. Wenn dann bei Erreichen eines vorgegebenen Annäherungswertes an den erwarteten, d. h. theoretischen Längsweg erreicht ist, wird die Schlagkraft wieder abgeschaltet.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das auf das Schraubfundament ausgeübte Drehmoment begrenzt oder wird reduziert, wenn das gemessene aktuelle Drehmoment gleich einem vorgegebenen maximalen Drehmoment beim Eindringen ist. Vorzugsweise wird nach Begrenzen oder Reduzieren des Drehmoments die Schlagkraft so lange auf das Schraubfundament ausgeübt, bis bei einem erneuten leichten Drehmoment, d. h. einem erneuten Hochfahren der Einrichtung ein Vortrieb in Einbringrichtung wieder vorhanden ist.
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Die Regelung wird auf Basis des maximalen Drehmomentes durchgeführt. Stets wird daher bei Erreichen des maximalen Drehmomentes dieses reduziert oder abgeschaltet und die Schlagkraft zugeschaltet, woran sich nach entsprechendem Eindringweg wieder das Zuschalten des Drehmoments anschließen kann. In einem solchen Fall ist ein mehrfacher Wechsel zwischen Zuschalten und Abschalten von Drehmoment und/oder Schlagkraft denkbar, so dass durch die ausgewogene Kombination des Zuschaltens bzw. Abschaltens von Drehmoment und Schlagkraft ein optimales Eindrehen des Schraubfundaments bei gleichzeitiger Sicherung einer zuverlässigen Verankerung gewährleistet wird.
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Vorzugsweise wird dabei die Schlagkraft bei Erreichen der Nenndrehzahl und bei Abfall des Drehmoments um einen vordefinierten Wert abgeschaltet.
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Neben einem Schlaghammer ist es des Weiteren möglich, dass die Schlagkraft durch hochfrequente Schwingungen ausgeübt wird. Die hochfrequenten Schwingungen können vorzugsweise hochfrequente oder ultrahochfrequente Schallschwingungen sein.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Einbringen von Schraubfundamenten ins Erdreich bereitgestellt, mittels welcher ein Hülsenkörper mit an dessen Außenseiten vorhandener Außenwendel mit einer gewindeartigen Steigung eingebracht wird. Diese Vorrichtung realisiert das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren. Diese Vorrichtung weist eine Drehvorrichtung zum Einschrauben des Schraubfundaments, eine Schlagvorrichtung zum Erzeugen einer Einschlagkraft in Einbringrichtung des Schraubfundamentes, eine Drehzahlmesseinrichtung zur Bestimmung der aktuellen Drehzahl des Schraubfundamentes während seines Einbringens, des Weiteren eine Wegmesseinrichtung zur Bestimmung des Einbringweges des Schraubfundamentes und eine Regelvorrichtung zum Regeln von Drehvorrichtung und Schlagvorrichtung sowie deren Zu- oder Abschaltens auf. Mittels der Regelvorrichtung sind die Drehvorrichtung und die Schlagvorrichtung während des Einbringens des Schraubfundamentes alternierend oder zumindest zeitweise gleichzeitig so betreibbar, dass mittels der Regelvorrichtung der aus der aktuellen Drehzahl, der Steigung der Außenwendel und des Einbringwegs des Schraubfundamentes bestimmte Betrag eines definierten Schlupfwertes nicht überschritten wird.
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Vorzugsweise wirkt die Regelvorrichtung auf die Drehvorrichtung so lange drehzahlverringernd ein und wird die Schlagvorrichtung zugeschaltet, wenn das Schraubfundament auf einen Stein oder harten Boden trifft und der tatsächliche Einbringweg geringer ist als ein der aktuellen Drehzahl entsprechender Einbringweg, bis der Betrag des definierten Schlupfwertes erreicht ist.
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Vorzugsweise ist die Schlagvorrichtung als eine Einrichtung ausgebildet, welche ultrahochfrequente Schwingungen in Form einer Schallquelle aussendet. Vorzugsweise können die hochfrequenten Schwingungen auch von einer Einrichtung erzeugt werden, welche mechanische Schwingungen ausgibt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung ist des Weiteren ein Drehmomentsensor vorgesehen, mittels welchem das Drehmoment, insbesondere das maximale Drehmoment, gemessen werden kann, auf Basis welchen bei Erreichen des maximalen Drehmoments die Drehvorrichtung abschaltbar ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren. Dabei zeigen:
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1: eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schraubfundament-Einbringgeräts,
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2: das Schraubfundament in einer ersten Position während des Eindrehens,
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3: das Schraubfundament in einer zweiten Position während des Eindrehens,
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4: ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einbringen eines Schraubfundaments,
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5: eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schraubfundament-Einbringgeräts, und
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6a, b, c: verschiedene Ausbildungen eines Schraubfundaments in Seitenansicht und Untersicht, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung in das Erdreich einbringbar ist.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Einbringgerät 1 zum Einbringen eines Schraubfundamentes 10 ins Erdreich 20. Das Schraubfundament 10 weist zumindest in Teilbereichen eine Schraubwendel auf. Das Einbringgerät 1 weist eine Lafette 2 auf, in welcher ein Antriebskopf verschiebbar angeordnet ist. Durch die Relativbewegung des Antriebskopfs 3 relativ zur Lafette 2, welche in der Regel im Wesentlichen in vertikaler Richtung erfolgt, wird der Vorschub V für das Einbringen des Schraubfundaments 10 bereitgestellt. Der Vorschub V ist durch das Eigengewicht insbesondere des Antriebskopfs 3 oder durch einen aktiven Antrieb mit vorgegebener Vortriebskraft und/oder Vortriebsgeschwindigkeit bereitstellbar. Der Antriebskopf 3 weist eine Kupplung 7 auf, welche drehstarr mit dem Schraubfundament 10 verbindbar ist. Die Kupplung 7 ist vom Antriebskopf 3 sowohl in Rotationsrichtung R drehbar als auch in Translationsrichtung T bewegbar, um einen Schlagbohrvorgang auszuüben. Am Antriebskopf 3 bzw. am Einbringgerät 1 sind sowohl ein Drehzahlsensor 4 und ein Drehmomentsensor 5 zur Messung der Einbringdrehzahl bzw. des Einbringmoments als auch ein Wegsensor 6 zur Bestimmung des Vorschubwegs und der Vorschubgeschwindigkeit vorgesehen.
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2 zeigt einen Abschnitt des Schraubfundaments 10 in einer ersten Position während des Einbringens ins Erdreich 20. Das Schraubfundament weist in diesem Abschnitt eine dünnwandige zylinderförmige Hülse 14 und eine an deren Außenseite angeordnete Schraubwendel 11 auf. Bei einem idealisierten Eindrehvorgang, bei welchem die Vorschubgeschwindigkeit der Eindreh-Vorschubgeschwindigkeit, d. h. Eindrehdrehzahl n mal der Gewindesteigung p, entspricht, schneidet sich die Schraubwendel 11 derart ins Erdreich 20, dass sowohl die obere als auch die untere Flanke 12 bzw. 13 im Erdreich 20 anliegen. Bei realen Eindrehvorgängen stimmt häufig jedoch die Vorschubgeschwindigkeit nicht mit der Eindreh-Vorschubgeschwindigkeit überein. In dem in 2 gezeigten Fall ist die Vorschubgeschwindigkeit v zu klein bzw. die Drehzahl n zu groß. Dies wird auch als positiver Schlupf bezeichnet, sodass der Faktor s für den Schlupf größer dem Wert 1 ist. Bei positivem Schlupf entstehen unterhalb der unteren Flanke 13 des Schraubfundaments 10 ein Hohlraum 21 während des Einbringens. Dies geschieht beispielsweise dann, wenn der Einbringwiderstand, beispielsweise durch einen Stein, vergrößert wird. Die Bildung derartiger Hohlräume 21 wirkt sich jedoch negativ auf die Festigkeit (Haltekraft) des Schraubfundaments 10 im Erdreich 20 aus. Der Schlupf ist in der vorliegenden Anmeldung wie folgt definiert: s = (n·p):v.
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Der Hohlraum 21 entsteht dadurch, dass der reale Vorschub dem idealen Vorschub um den Nachlauf N hinterherhinkt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren soll durch Einsatz einer insbesondere kombinierten Dreh- und Schlag- bzw. Rammbewegung der Nachlauf N reduziert werden, wie dies in 3 gezeigt ist.
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In 4 ist ein Ablaufdiagramm für einen erfindungsgemäßen Einbringvorgang schematisch dargestellt. Der Eindrehvorgang wird in Punkt 100 gestartet. Nach Start des Eindrehvorgangs wird der Eindrehprozess anhand der Sensoren für Drehzahl, Drehmoment und Vorschub (4, 5 und 6) überwacht. Über diese Sensoren werden insbesondere eine Steinerkennung 110, ein Gewindeschutz 120 und eine Schaubfundamentschonung 130 realisiert. Als Abschaltbedingung für den Einbringvorgang wird die Eindrehtiefe über den Vorschubsensor 6 überwacht. Bei erreichter Eindrehtiefe wird der Einbringvorgang in Schritt 150 beendet. Die Überwachungsvorgänge 110, 120 und 130 laufen in der Regel parallel zueinander ab. Für jede der Überwachungen gibt es eine Bedingung in Spalte 101, mit welcher der jeweilige Zustand erkannt wird. In Spalte 102 wird daraufhin die Schlagvorrichtung bzw. die Schlagkraft eingeschaltet und das weitere Einbringen gemäß Spalte 103 geregelt. Bei Erreichen einer Ausstiegsbedingung gemäß Spalte 104 wird das Schlagwerk gemäß Spalte 105 ausgeschaltet. Die Steinerkennung 110 hat als Erkennungsbedingung, dass ein Einbruch der Vorschubgeschwindigkeit stattfindet. Insbesondere überschreitet der aktuelle Schlupf einen vorgegebenen Grenzschlupfwert, da beispielsweise das Schraubfundament auf einen Felsen trifft und der Vorschub abrupt reduziert wird.
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Durch Einschalten des Schlagwerks ist gewährleistet, dass auch in hartem Untergrund, beispielsweise in Fels oder Gestein, ein Vorschub stattfindet. Nach Einschalten des Schlagwerks wird die Drehzahl anhand der Vorschubgeschwindigkeit und eines positivem Schlupfs, beispielsweise mit s = 1,1. Durch den positiven Schlupf wird nach Durchdringen des Felsens der Vorschub wieder zügig beschleunigt. Als Ausstiegsbedingung gilt hier das Überschreiten einer vorgegebenen Grenzdrehzahl, beispielsweise 20 1/min. Mit Eintritt der Ausstiegsbedingung wird das Schlagwerk ausgeschaltet, und die Drehzahlregelung wird beendet. Für den Gewindeschutz 120 wird die Erkennung 121 anhand des zurückgelegten Vorschubwegs sowie des idealerweise auf Basis der Anzahl der Umdrehungen u und der Gewindesteigung p zurückgelegten Wegs bestimmt. Demzufolge gilt als Erkennungskriterium der Nachlauf N. Überschreitet der Nachlauf einen vordefinierten Wert, beispielsweise eine halbe Gewindesteigung p, so schaltet das Schlagwerk ein und es erfolgt ebenfalls eine Drehzahlregelung. In dem vorgegebenen Fall wird der Schlupf s jedoch auf einen Wert < 1, beispielsweise 0,9, d. h. auf negativen Schlupf geregelt. Dadurch wird der weiteren Zerstörung der Struktur im Boden entgegengewirkt, insbesondere dass ein An-die-Oberfläche-Fördern von Erde durch das Schraubfundament 10 bzw. die Schraubwendel 11 erfolgt.
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Als Ausstiegsbedingung gilt hier gemäß Schritt 124, wenn der Nachlauf auf 0 reduziert ist oder einen vordefinierten Wert unterschreitet. Mit Erreichen der Ausstiegsbedingung wird das Schlagwerk ausgeschaltet, und die Drehzahlregelung wird beendet.
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Eine dritte Art der Regelung stellt die Schraubfundamentschonung gemäß 130 dar. Als Erkennungskriterium gilt gemäß Schritt 131, wenn ein vordefiniertes Grenzdrehmoment erreicht ist. Als Grenzdrehmoment kann beispielsweise die Torsionssteifigkeit des Schraubfundaments 10 oder die Nennleistung des Antriebskopfs 3 dienen. Durch Aktivierung des Schlagwerks wird der Eindrehwiderstand des Schraubfundaments 10 reduziert, indem das Erdreich aufgelockert wird. Bei Aktivwerden der Schraubfundamentschonung wird das Drehmoment auf das Grenzdrehmoment, welches gegebenenfalls um einen Sicherheitsfaktor reduziert wird, gemäß Schritt 133 geregelt. Als Ausstiegsbedingung gemäß Schritt 134 dient hier insbesondere das Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahlgrenze um einen vordefinierten Wert bei maximaler Drehzahl. Liegt beispielsweise das maximale Drehmoment bei 3500 Nm, so kann als Grenzdrehmoment für die Einschaltung ein Wert von 3000 Nm fungieren. Bei Eintritt der Ausstiegsbedingung gemäß Schritt 134 wird das Schlagwerk ausgeschaltet und die Drehmomentregelung gemäß Schritt 133 ebenfalls beendet.
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Tritt bei den drei Regelungsarten 110, 120 und 130 die Austrittsbedingung gemäß Spalte 104 ein, so wird die Programmschleife zwischen den Schritten 100 und den Überwachungen 110, 120 und 130 zurückgeführt, d. h. es findet weiterhin eine Überwachung gemäß den Schritten 110, 120 und 130 statt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass auch während einer Regelung gemäß Spalte 103 die Überwachungen 110, 120 und 130 aktiv sind.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einbringvorrichtung 1, bei welchem mittels einer Oszillationsbewegung eine Schwingung in die Kupplung 7 einbringbar ist. Zwischen Antriebskopf 3 und Kupplung 7 ist auf der Welle eine Hülse 30 drehbar gelagert. Die Hülse 30 ist konzentrisch zur Welle angeordnet. Auf der Hülse ist eine Masse 31 als Unwucht angeordnet. Darüber hinaus ist die Hülse über einen Antrieb 32, beispielsweise einen Elektromotor, antreibbar. Durch ein Versetzen der Masse 31 in Drehung, wird auf die Kupplung 7 und somit auch auf das Schraubfundament 10 eine Schwingung ausgeübt. Die Drehrichtung der Hülse erfolgt dabei vorzugsweise entgegengesetzt zur Drehrichtung der Kupplung. Diese Vorrichtung kann zusätzlich zu dem in Ausführungsbeispiel 1 gezeigten Schlag-Bohrwerk an der Einbringmaschine 1 angeordnet sein oder lediglich in Kombination mit einem Bohrwerk. Das Einbringen von Schwingungen, insbesondere Vibrationen, ist insbesondere vorteilhaft bei der Schraubfundamentschutzregelung bzw. bei dem Überlastschutz gemäß Schritt 130 in 4. Es ist jedoch auch beispielsweise zum Durchdringen von Gestein bei der Steinerkennung gemäß Schritt 110 in 4 verwendbar. Die Rotationsachse der Masse 31 ist alternativ auch senkrecht zur Längsachse des Schraubfundaments anbringbar. Die Rotationsgeschwindigkeit der Masse 31 ist vorzugsweise zwischen 1000 und 10000 Umdrehungen pro Minute.
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6a zeigt ein Schraubfundament 10, welches aus einer zylinderförmigen, dünnwandigen Hülse 14 besteht. Das Schraubfundament 10 gemäß 6b weist im unteren Bereich einen konusförmigen Abschnitt auf und ist nach unten hin offen. Das Schraubfundament gemäß 6c weist im oberen Bereich einen dünnwandigen zylinderförmigen Abschnitt und im unteren Bereich einen kegelförmigen Abschnitt auf, welcher in einer geschlossenen Schraubfundamentspitze endet. Bei festen Bodenarten wie Sandstein werden vorzugsweise unten offene Schraubfundamente verwendet, da im Gegensatz zu geschlossenen Schraubfundamenten praktisch nur das Volumen der Rohrwandung, nicht aber das Volumen des ganzen Schraubfundaments verdrängen muss. Aufgrund des ohnehin festen Bodens ist eine ausreichende Stabilität gewährleistet. Bei den gezeigten Schraubfundamenten kann die Schraubwendel 11 über die gesamte Länge des Schraubfundaments oder lediglich in Teilbereichen angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einbringgerät
- 2
- Lafette
- 3
- Antriebskopf
- 4
- Drehzahlsensor
- 5
- Drehmomentsensor
- 6
- Wegsensor
- 7
- Kupplung
- 10
- Schraubfundament
- 11
- Schraubwendel
- 12
- obere Flanke
- 13
- untere Flanke
- 14
- zylinderförmige Hülse
- 20
- Erdreich
- 21
- Hohlraum
- 30
- Hülse
- 31
- Masse
- 32
- Antrieb
- v
- Vorschubgeschwindigkeit (m/sec)
- n
- Drehzahl Schraubkopf (1/min)
- M
- Drehmoment (Nm)
- U
- Summe der Umdrehungen (1)
- L
- zurückgelegter Weg (mm)
- p
- Gewindesteigung (mm)
- s
- Faktor für Schlupf (1)
- N
- Nachlauf
