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Die Erfindung bezieht sich auf einen Pfahl zum Einbringen in einen Untergrund oder Baugrund gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
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Ramm- oder Rüttelpfähle, die in einen Baugrund durch Rütteln oder Rammen eingebracht werden und im Wesentlichen aus einem Ramm- oder Rüttelrohr und aus einem dieses Rohr am unteren, beim Einbringen in den Boden vorauseilenden Ende verschließenden Deckel bestehen, sind bekannt und werden beispielsweise für Fundamente von Bauwerken verwendet, wobei in diesem Fall das jeweilige Rohr nach dem Einbringen z. B. mit Beton ausgefüllt wird.
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Aus der Druckschrift
DE 19 63 720 B2 ist eine Vorrichtung zum Einrütteln eines verlorenen Pfahlschuhs im Zuge der Herstellung eines an den Pfahlschuh anschließenden Ortbetonpfahls mit auf dem Pfahlschuh aufgesetztem Einrüttelrohr bekannt, wobei unter dem Pfahlschuh eine an eine Druckwasserzuführung angeschlossene Auslassdüse mit Rückströmsperre angeordnet ist und die Auslassdüse schräg unter den Pfahlschuh weist. Die Auslassdüse ist über eine Rückströmsperre mit einem Druckwasserzuführungsrohr verbunden, das an der Außenseite des Einrüttelrohres befestigt ist.
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Ausgehend vom dargelegten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Pfahl aufzuzeigen, der ein vereinfachtes Einbringen in einen Boden oder Untergrund ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Pfahl entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
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Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 in vereinfachter Darstellung das untere Ende eines in einen Untergrund oder Baugrund durch Rütteln einzubringenden Pfahles gemäß der Erfindung;
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2 einen Teilschnitt entsprechend der Linie I-I der 1;
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3 und 4 in Einzeldarstellungen und im Schnitt sowie Seitenansicht eine Spülbuchse mit Spülrohr bzw. Spüllanze gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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5 in Einzeldarstellungen die Elemente einer Rückschlagklappe.
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Der in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Pfahl besteht im Wesentlichen aus einem beidendig offenen Stahl- oder Rüttelrohr 2 und aus einem das untere Ende dieses Rohres verschließenden Deckel 3. Letzterer ist von einer kreisscheibenförmigen Platte 3.1 und einem Rohr- oder Ringstück 3.2 gebildet, welches an seinem unteren Rand mit der unteren Oberseite der Platte 3.1 verschweißt ist, und welches das untere Ende des Rohres 2 umschließt, sodass der Deckel 3 auf dem unteren Ende des Rohres 2 gehalten ist. Die Platte 3.1 steht mit ihrem Umfangsbereich über das Rohrstück 3.2 radial vor.
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Am unteren Ende des Rohres 2 ist außen eine Spülbuchse 4 aufgeschweißt, die mit ihrer Längserstreckung parallel zur Längsachse L des Rohres 2 angeordnet ist. Diese Spülbuchse 4 bildet einen Kanal 5, der an der Oberseite bei 5.1 zum Einführen einer Spüllanze 6 offen ist und an dem unteren Ende eine Spülöffnung 5.2 aufweist, die beispielsweise schlitzförmig ausgebildet ist, und zwar in der Art, dass die Achse AS, die senkrecht zum Querschnitt dieser Spülöffnung 5.2 verläuft, mit der Längsachse L des Rohres 2 einen Winkel α kleiner als 90° einschließt, der sich zum oberen Ende des Rohres 2 hin öffnet. Weiterhin schneidet die Achse AS die Längsachse L. Die Spülöffnung 5.2 befindet sich auf einem Niveau unterhalb der Unterseite des Deckels 3. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Kanal 5 der Spülbuchse 4 einen oberen Kanalabschnitt 5.3 mit größerem Querschnittes und daran anschließend einen Kanalabschnitt 5.4 mit kleinerem Querschnitt auf. Der Kanalabschnitt 5.3 bildet die Öffnung 5.1 und der Kanalabschnitt 5.4 die Spülöffnung 5.2.
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Im oberen Bereich, d. h. im Bereich des Kanalabschnittes 5.3 ist die Spülbuchse 4 bei der dargestellten Ausführung von einem U-Profil 7 gebildet, welches mit seiner Längserstreckung parallel zur Längsachse L orientiert ist und mit dem freien Rand seiner Schenkel mit der Außenfläche des Rohres 2 verschweißt ist und im unteren Bereich, d. h. im Kanalbereich 5.4 ist die Spülbuchse 4 von einem Rohrstück oder geschlossenen Hohlprofil 8 gebildet, welches mit seiner Längserstreckung wiederum parallel zur Längsachse L orientiert ist, allerdings von der Außenfläche des Rohres 2 beabstandet ist, sodass zwischen diesem Hohlprofil 8 und der Außenfläche des Rohres 2 ein Raum 9 zur Aufnahme des Rohrstückes 3.2 und des überstehenden Randes der Platte 3.1 gebildet ist.
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Am Übergang zwischen den Kanalabschnitten 5.3 und 5.4 bzw. zwischen dem U-Profil 7 und dem Hohlprofil 8 ist ein Zwischenboden 10 vorgesehen, der den Kanal 5 an diesen Übergang nach Außen abschließt und mit einer Öffnung versehen ist, sodass die beiden Kanalabschnitte 5.3 und 5.4 in Verbindung stehen.
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Die untere Spülöffnung 5.2 ist dadurch gebildet, dass das untere Ende des Hohlprofils 8 durch eine schräge Platte 11 derart verschlossen ist, dass lediglich die Spülöffnung 5.2 verbleibt, und zwar im Bereich des unteren Randes des Hohlprofils 8 an der der Längsachse L zugewandten Seite des Hohlprofils 8, sodass die Spülöffnung zur Längsachse hin gerichtet ist. Die Platte 11 liegt mit ihren Oberflächenseiten in Ebenen, die mit der Längsachse L den Winkel α einschließen und senkrecht zu einer von der Längsachse L und der Achse AS definierten Ebene orientiert sind. Das Rohr 2, der Deckel 3 sowie die Spülbox 4 sind jeweils aus Stahl gefertigt.
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Der Pfahl 1 wird in der üblichen Weise durch Rammen und/oder Rütteln über das Rohr 2 in den Untergrund eingebracht, und zwar beispielsweise derart, dass die Längsachse L die vertikale Achse ist. Durch ein über die Spüllanze 6 unter Druck zugeführtes und aus der Spülöffnung 5.2 in Richtung der Achse AS in den Bereich unterhalb des Deckels 3 austretendes Spülmedium wird der Untergrund aufgelockert bzw. Widerstände beseitigt, die das Einbringen des Pfahles 1 in den Untergrund beeinträchtigen oder verhindern. Als Spülmedium eignet sich beispielsweise Wasser, aber auch Druckluft. Generell sind auch Mischungen unterschiedlicher Spülmedien denkbar. Weiterhin können zeitlich aufeinander folgend unterschiedliche Spülmedien eingesetzt werden, beispielsweise Wasser und anschließend Druckluft oder umgekehrt usw..
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Dadurch, dass der Deckel 3, insbesondere die Platte 3.1 dieses Deckels mit ihrem Rand über die Außenfläche des Rohres 2 vorsteht, entsteht beim Einbringen des Pfahles 1 in den Untergrund um das Rohr 2 ein ringförmiger Bereich, über den das über die Spülöffnung 5.2 ausgebrachte Spülmedium nach oben entweichen bzw. abfließen kann.
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Nach dem Einbringen des Pfahles 1 wird die Spüllanze 6 entfernt, sodass nur noch die am unteren Ende des Rohres 2 vorgesehene Spülbuchse 4, die beispielsweise eine maximale Länge von 25 cm und einen maximalen Innendurchmesser von 4 cm aufweist, zusammen mit dem Rohr 2 und dem Deckel 3 im Untergrund verbleibt. Das Rohr 2 wird dann in der üblichen Weise z. B. mit Beton zur Herstellung eines Betonpfahles oder aber mit Schotter für Drainagezwecke ausgefüllt. Im letzten Fall ist das Rohr 2 dann beispielsweise auch mit entsprechenden Drainageöffnungen versehen.
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Die 3 zeigt in einer Einzeldarstellung und im Schnitt ähnlich 1 eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung. Nicht dargestellt ist bei dieser Ausführungsform das Ramm- oder Rüttelrohr.
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Die Spülbuchse 4a besteht aus dem Spülbuchsenkörper 12, der im Wesentlichen von zwei identischen, aus Stahlblech hergestellten Platinen oder Seitenwänden 13 besteht, die parallel sowie im Abstand voneinander angeordnet sind. Jede Platine besitzt einen Zuschnitt in der Form, dass dieser in dem oberen Teil der Platine von einem im Wesentlichen rechteckförmigen Abschnitt 13.1 größerer Breite und daran anschließend von einem rechteckförmigen Abschnitt 13.2 vermindeter Breite gebildet ist, wobei die beiden Abschnitte 13.1 und 13.2 mit ihrer Längserstreckung jeweils in Richtung der Längserstreckung der Platine 13 orientiert sind und mit einer Längsseite ineinander übergehen. Der Abschnitt 13.2 ist an seinem unteren, dem Abschnitt 13.1 entferntliegenden Rand 14 abgeschrägt, und zwar derart, dass diese schräge Randlinie mit der angrenzenden für beide Abschnitte gemeinsamen Längsseite einen Winkel größer als 90° einschließt.
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An der Längsseite 15 sind die beiden Platinen 13 im oberen Bereich durch einen aus dem Stahlblech hergestellten Wandabschnitt 16 miteinander verbunden. Im Bereich des Abschnittes 13.2 sind die beiden Platinen durch Wandabschnitte 17 und 18 miteinander verbunden, sodass dort von den beiden Platinen bzw. deren Abschnitt 13.2 und den Wandungen 17 und 18 ein rechteckförmiger Kanal 19 gebildet ist. Das untere Ende dieses Kanales 19 ist durch eine Wand 20 verschlossen, die dem schräg verlaufenden Rand 14 entsprechend mit ihren Oberflächenseiten ebenfalls schräg angeordnet ist. Zwischen der Wand 20 und dem unteren Ende der Wand 18 ist ein Schlitz 21 gebildet, der mit seiner Längserstreckung senkrecht zu den Ebenen der Platinen 13 verläuft und über den der Kanal 19 am unteren Ende der Spülbuchse offen ist.
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In den Kanal 19 reicht ein Spülrohr 22 hinein, welches dem quadratischen Querschnitt des Kanales 19 angepasst ebenfalls einen quadratischen Außen- und Innenquerschnitt besitzt und welches eine Teillänge des Kanales 19 einnimmt. Das obere Ende des Spülrohres 22, welches oberhalb des Kanales 19 zwischen den Platinen 13 und dabei insbesondere zwischen den Abschnitten 13.1 dieser Platinen aufgenommen und dadurch in der Spülbuchse 4a abgestützt ist, ist mit seinem oberen, über das obere Ende der Spülbuchse 4a vorstehenden Ende mit einer nicht dargestellten Spüllanze verbunden.
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Im Inneren des Kanales 19 ist im Bereich des unteren, offenen Endes des Spülrohres 22 ein von einer schwenkbaren Klappe 23 gebildetes Rückschlagventil vorgesehen. Die Klappe 23 liegt im geschlossenen Zustand dicht gegen den Öffnungsrand der unteren Öffnung des Spülrohres 22 an und ist aus dieser Stellung um eine Achse senkrecht zur Längserstreckung des Spülrohres 22 sowie senkrecht zu den Ebenen der beiden Platinen 13 in eine geöffnete Stellung schwenkbar. Hierfür ist an einer Umfangsseite der Klappe 23 ein beidendig über die Klappe vorstehender Bolzen angeschweißt, der mit seinen Enden in Ausnehmungen der Platinen 13 bzw. der Abschnitte 13.2 drehbar gelagert ist. Durch eine Feder 25 ist die Klappe 23 in ihre geschlossene Stellung vorgespannt. Die Feder 25, die als Zugfeder ausgebildet ist und sich innerhalb des Kanals des Spülrohres 22 befindet, ist mit ihrem einen Ende an einem bügelartigen Befestigungselement 26 der Klappe 23 und mit ihrem anderen Ende an einem stabförmigen Haltebügel 27 befestigt, der beidendig im Spülrohr 22 gehalten ist, und zwar an einem Bereich des Spülrohres 22, der nicht von den Wänden 17 und 18 abgedeckt ist.
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Die Wandabschnitte 16, 17, 18 und 20 bestehen ebenfalls aus dem Stahlblech und sind in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verschweißen mit den beiden Platinen 13 zu dem Spülbuchsenkörper 12 verbunden. Ebenso besteht auch das Spülrohr 22 aus einem Rohrprofil aus Stahl.
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Wie die 5 zeigt, ist die Klappe 23 mehrteilig ausgebildet. Sie besteht unter anderem aus einem Stahlblech hergestellten Plattenförmigen Klappenkörper 23.1, der den die Gelenkachsen bildenden Bolzen 24 aufweist. Auf der dem Spülrohr 22 zugeordneten Oberseite des Plattenkörpers ist eine Hartgummidichtung 23.2 vorgesehen, die mittels einer Belchscheibe 23.3, der Schraube 23.4 und der das Befestigungselement 26 aufweisenden Mutter 23.5 an dem Klappenkörper 23 befestigt ist, sodass bei geschlossener Klappe 23 diese Gummidichtung 23.3 gegen den Rand der unteren Öffnung des Spülrohres 22 anliegt.
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Durch die als Rückschlagventil wirkende Klappe 23 wird bei Einbringen des Pfahles oder des Rüttel- bzw. Rammrohres ein Eindringen von Erdmaterial in das Spülrohr 22 und damit ein Zusetzen dieses Spülrohres verhindert.
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Die Spülbuchse 4a ist beispielsweise wiederum an dem Rüttel- oder Stahlrohr 2 befestigt, wie dies für die Spülbuchse 4 beschrieben wurde, und zwar in der Weise, dass mit dem aus dem Schlitz 21 austretenden Spülstrahl eine Spülung unter dem Rüttelrohr bzw. unter dem Deckel 3 erfolgte und damit die angestrebte Freispülung (Auflockerung) der anstehenden Bodenschichten.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Spülbuchse 4a mit der Spüllanze verschraubt ist, die zusammen mit dem Pfahl 1 bzw. Rüttelrohr 2 in den Boden eingebracht wird.
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Durch das unter Druck über das Spülrohr 22 zugeführte Spülmedium wird die Klappe 23 geöffnet. Eventuelle in den Kanal 19 eingedrungenes Erdreich wird dabei ausgespült, wobei auch bei dieser Ausführung wiederum die Spülöffnung 21 seitlich an der Spülbuchse 4a vorgesehen ist und somit beim Einbringen der Spülbuchse 4a in den Untergrund ohnehin durch diese seitliche Anordnung der Öffnung 21 und durch den schrägen Wandabschnitt 20 das Eindringen von Erdreich durch die Öffnung 21 weitestgehend verhindert wird.
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Da sich die Feder 25 innerhalb des Spülrohres 22 und damit in Strömungsrichtung des Spülmediums vor der Klappe 23 bzw. vor dem mit der Klappe 23 als eine Art „Ventilsitz” zusammenwirkenden Öffnungsrand des Spülrohres 22 befindet, ist auch die Feder 25 gegen ein unerwünschtes Anlagern von Erdreich usw. geschützt.
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Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne das dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke verlassen wird. So wurde vorstehend der einfacheren Beschreibung wegen davon ausgegangen, dass am unteren Ende und am Umfang des Rohres 2 lediglich eine Spülbuchse 4 vorgesehen ist. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dort mehrere Spülbuchsen 4 anzubringen, und zwar in vorgegebenen Winkelabständen um die Längsachse L versetzt. Weiterhin kann die Spülbuchse 4 auch in einer anderen Weise als beschrieben realisiert sein, z. B. unter Verwendung von Rohrprofilen usw..
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pfahl
- 2
- Rüttel- oder Stahlrohr
- 3
- Deckel
- 3.1
- Platte des Deckels 3
- 3.2
- Rohrstück oder Ring des Deckels 3
- 4, 4a
- Spülbuchse
- 5
- Kanal der Spülbuchse
- 5.1
- obere Öffnung für Spüllanze 6
- 5.2
- untere Spülöffnung
- 5.3
- oberer Kanalabschnitt mit größerem Querschnitt
- 5.4
- unterer Kanalabschnitt mit größerem Querschnitt
- 6
- Spüllanze
- 7
- U-Profil
- 8
- Rohr- oder Hohlprofil
- 9
- Raum
- 10
- Zwischenboden
- 11
- Platte
- 12
- Spühlbuchsenkörper
- 13
- Platine
- 13.1, 13.2
- Platinenabschnitt
- 14
- schräg verlaufender Rand
- 15
- Längsseite
- 16, 17, 18
- Wandabschnitt
- 19
- Kanal
- 20
- Wandabschnitt
- 21
- schlitzförmige Spühlöffnung
- 22
- Spühlrohr
- 23
- Klappe
- 23.1
- Klappenkörper
- 23.2
- Dichtung
- 23.3
- Blechscheibe
- 23.4
- Schraube
- 23.5
- Mutter
- 24
- Gelenkbolzen
- 25
- Zugfeder
- 26
- Befestigungselement oder Bügel an der Mutter 23.5
- 27
- Haltebügel
- AS
- Achse der Spülöffnung 5.2
- L
- Längsachse des Rohres 2
- α
- Winkel zwischen den Achsen AS und L
