DE1277400B

DE1277400B - Deep earth rod that can be assembled from several sub-rods

Info

Publication number: DE1277400B
Application number: DE1963D0041802
Authority: DE
Inventors: Ludwig Weiss
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 1963-06-21
Filing date: 1963-06-21
Publication date: 1968-09-12

Description

Aus mehreren Teilstäben zusammensetzbarer Tiefenerder Die Erfindung betrifft einen aus mehreren Teilstäben zusammensetzbaren Tiefenerder, bei dem die Teilstäbe an ihren Verbindungsstellen als Steckverbindungen ausgebildet sind und ihre Verbindung unter Verformung einer metallischen Einlage erfolgt, die in als Ausweichräume dienende je eine hutförmige sich gegenüberliegende Hinterdrehung des Zapfens und/oder der Ausnehmung eintritt. Bei derartigen Tiefenerdem wird eine Verbindung der Teilstäbe gefordert, die den Erdstrom elektrisch einwandfrei überträgt und dem gesamten, oft 20 bis 30 m langen Tiefenerder eine genügende Stabilität gibt.Deep earth rod that can be assembled from several sub-rods The invention relates to an earth rod which can be assembled from several rods and in which the Partial rods are designed as plug connections at their connection points and their connection takes place with deformation of a metallic insert, which in as There is a hat-shaped, opposite back-turn of the Pin and / or the recess occurs. With such deep earth a connection of the partial rods required, which electrically transmits the earth current correctly and the entire, often 20 to 30 m long, earth rod provides sufficient stability.

Dazu ist es bekannt, die Verbindung der Teilstabenden mittels einer Einlage aus einem leicht verformbaren Material, wie z. B. Blei, vorzunehmen. Diese Einlage wird von der Spitze des Zapfens des einen Teilstückendes beim Eintreibvorgang deformiert und in die Hinterdrehungen dieses Zapfens und/oder der Ausnehmung des anderen Teilstabes eingedrückt (deutsche Patentschrift 1042 057). Die elektrische Kontaktgabe und die mechanische Festigkeit, vor allem die Knickfestigkeit solcher Teilstabverbindungen ist, wie die Praxis gezeigt hat, einwandfrei. Nur besteht dabei fertigungstechnisch die Schwierigkeit, daß die Abmessungen der z. B. kugelförmigen Einlage und der Ausweichräume genau aufeinander abzustimmen sind. Dies erfordert in der Fabrikation eine ziemliche Genauigkeit und damit entsprechende Mehrkosten. Außerdem wird es als nachteilig empfunden; daß die Verformung der Einlage durch die Spitze des Zapfens erfolgt. Dadurch ist nach dem Zusammenfügen der Teilstäbe dort nicht der an sich gewünschte Spielraum vorhanden und es müssen auch die Länge des Zapfens und die Tiefe der Ausnehmung genau auf das Volumen der Einlage und der Ausweichräume abgestimmt sein.For this purpose, it is known to connect the rod ends by means of a Insert made of an easily deformable material, such as. B. lead to make. These Insert is from the tip of the pin of one end of the section during the driving process deformed and in the back turns of this pin and / or the recess of the pressed in the other part of the rod (German patent specification 1042 057). The electric Contact and mechanical strength, especially the buckling strength of such As practice has shown, partial rod connections are flawless. Only there is The difficulty in manufacturing that the dimensions of the z. B. spherical The insert and the alternative rooms are to be precisely coordinated. This requires a fair degree of accuracy in manufacture and thus corresponding additional costs. It is also felt to be disadvantageous; that the deformation of the insert by the tip of the tenon takes place. This is after the joining of the rods There is not the desired leeway there and the length must also be there of the pin and the depth of the recess exactly to the volume of the insert and the Alternative rooms must be coordinated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung einer einwandfreien elektrischen Kontaktgabe und genügenden mechanischen Festigkeit dieser Verbindungsstellen die beschriebenen fabrikatorischen Nachteile zu vermeiden und damit die Herstellungskosten zu senken.The invention is based on the object, while maintaining a perfect electrical contact and sufficient mechanical strength of these Connection points to avoid the manufacturing disadvantages described and thus reducing manufacturing costs.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß erfindungsgemäß als Einlage ein auf den Zapfen aüfsteckbares Metallrohrstück dient und daß sich die Hinterdrehungen am mehrstufigen, verschiedenen Durchmesser aufweisenden Übergang des zylinderförmigen- Zapfens und der zylinderförmigen Ausnehniung befinden, so daß ringartige Stirnflächen entstehen, die beim Eintreiben das Metallrohrstück in axialer Richtung der Teilstäbe so stauchen, daß es als verformtes Rohrstück in mindestens eine der Hinterdrehungen zur formschlüssigen Verbindung eintritt. Der Zapfen liegt sowohl reit seinem Fußteil größeren Durchmessers als auch mit seinem Endteil kleineren Durchmessers an der Innenwand der Ausnehmung an. Dadurch ist ein einwandfreier mecha= nscher Halt zwischen den Teilstäben, vor allem eine genügende Knickfestigkeit gegeben und zwar auch in Fällen, bei denen das Rohrstück nach seiner Verformung die Ausweichräume nicht vollständig ausfüllen sollte. Über das Formstück und die aneinanderliegenden Flächen der Teilstabenden erfolgt eine einwandfreie Ableitung auch größerer Erdströme. Die Rohrstücke können z. B. auf einem Automaten von einem Stahlrohr unter genauer Einhaltung der vorbestimmten Länge abgeschnitten werden und sind somit billiger zu fertigen als die bekannten kugel- oder würfelförmigen, Einlagen. Da die Innen-und Außenabmessungen solcher Rohre von ihren Herstellern mit großer Genauigkeit eingehalten werden, ist das Gesamtvolumen des zu verformenden Materials ohne einen ins Gewicht fallenden fabrikatorischen Aufwand genau festgelegt. Dies gestattet es, bei der Anfertigung der hutförmigen Ausweichräume größere Toleranzen als bei dem vorbekannten Tiefenerder zuzulassen.To solve this problem it is proposed that according to the invention a piece of metal pipe that can be plugged onto the pin serves as an insert and that the undercuts on the multi-step transition with different diameters of the cylindrical pin and the cylindrical Ausnehniung are, so that ring-like end faces arise, which when driving the metal pipe piece into axial direction of the partial rods so compress that it as a deformed pipe section in at least one of the undercuts occurs for the form-fitting connection. The peg lies both its larger diameter foot part and its smaller end part ride Diameter on the inner wall of the recess. This is a perfect mecha = nscher hold between the partial rods, especially given a sufficient buckling strength even in cases in which the pipe section, after its deformation, the evasive spaces should not fill in completely. About the fitting and the adjacent A perfect discharge of even larger earth currents takes place in the areas of the partial rod ends. The pipe sections can, for. B. on a machine from a steel pipe under more precisely Compliance with the predetermined length are cut and are therefore cheaper to manufacture as the well-known spherical or cube-shaped inserts. As the interior and External dimensions of such pipes are adhered to with great accuracy by their manufacturers is the total volume of the material to be deformed without any weight falling manufacturing effort precisely defined. This allows the Manufacture of the hat-shaped evasive spaces larger tolerances than in the previously known To allow deep earth.

Es ist zwar ein aus Teilstäben zusammensetzbarer I'iefenerder bekannt, bei dem ein konisch geformter Zapfen eines Teilstabes in die entsprechend ausgebildete Ausnehmung des anderen Teilstabendes gesteckt und dort mit Preßsitz gehalten wird und bei dem zwischen der Stirnfläche des Zapfens und dem Boden der Ausnehmung ein freier Spielraum besteht (USA.-Patentschrift 3 012 089). Doch ist diese Verbindung der Teilstäbe nicht brauchbar, da sich der konische Preßsitz durch das Rückfedern der Teilstäbe beim Einschlagen in den Erdboden wieder löst. Mit der Erfindung dagegen ist ein solcher axialer Spielraum bei einem Tiefenerder der eingangs genannten Art verwirklicht, da die Verformung der Einlage nun nicht mehr durch die Spitze des Zapfens, sondern durch die Axialverschiebung der ringförmigen Stirnflächen des Zapfens und der Ausnehmung erfolgt. Damit sind auch in der Axialrichtung größere Toleranzen zulässig, da die Länge des Zapfens und die Tiefe der Ausnehmung nicht genau auf das Volumen der Einlage abgestimmt werden müssen. Dies hat eine weitere Senkung der Fertigungskosten zur Folge. Außerdem liegt hierdurch die Stirnfläche der Ausnehmung nach dem Eintreiben stets satt und dicht an der entsprechenden Gegenfläche am Fuß des Zapfens an, womit sowohl das etwaige Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere der Ausnehmung verhindert, als auch die Stabilität und Knickfestigkeit des gesamten Erders erhöht wird.A deep earth rod that can be assembled from partial rods is known, in which a conically shaped pin of a partial rod in the correspondingly formed Recess of the other part of the rod end is inserted and held there with a press fit and in the one between the end face of the pin and the bottom of the recess clearance exists (U.S. Patent 3,012,089). Yet this connection is the partial rods cannot be used because the conical press fit is caused by the spring back the part of the rods loosens again when hammering into the ground. With the invention against it is such an axial clearance in a deep earth rod of the type mentioned above realized because the deformation of the insert is now no longer through the tip of the pin, but by the axial displacement of the annular end faces of the pin and the recess takes place. This means that there are also larger ones in the axial direction Tolerances are permitted because the length of the pin and the depth of the recess are not must be precisely matched to the volume of the insert. This has another Reduction of the manufacturing costs result. In addition, the end face is located here the recess after driving in always full and close to the corresponding mating surface at the base of the cone, with which both the possible penetration of moisture into the Prevents the interior of the recess, as well as the stability and buckling resistance of the entire Erders is increased.

Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß die Erfindung auch bei Erdteilstäben relativ kleinen Durchmessers mit demselben Erfolg und den gleichen fabrikatorischen Fertigungsvorteilen durchführbar ist, da Zapfen, Ausnehmung und Rohrstück ohne weiteres auch in kleineren Dimensionen hergestellt werden können. Hinzu kommt, daß sich die Rohrstücke im wesentlichen in Axialrichtung erstrecken und auch durch ihre Verformung in Radialrichtung nur wenig Raum beansprucht wird.A particular advantage is that the invention also applies to continental rods relatively small diameter with the same success and the same manufacturing Manufacturing advantages is feasible, since the pin, recess and pipe section easily can also be produced in smaller dimensions. In addition, the Pipe sections extend essentially in the axial direction and also through their deformation Little space is required in the radial direction.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Es zeigt F i g. 1 die Enden der Teilstäbe eines Tiefenerders, bevor sie inemandergesteckt und -getrieben sind, F i g. 2 die Enden gemäß F i g. 1 nach Durchführung des Eintreibvorganges, F i g. 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, F i g. 5 die Enden zweier rohrförmiger, ebenfalls nach der Erfindung ausgebildeter Erderteilstäbe, bevor sie ineinandergesteckt werden.Further details of the invention are shown in the drawing Refer to exemplary embodiments. It shows F i g. 1 the ends of the partial rods of a Tiefenerders, before they are stuck and driven into each other, F i g. 2 the ends according to FIG. 1 after the driving-in process has been carried out, FIG. 3 and 4 further exemplary embodiments of the invention, FIG. 5 the ends of two tubular, also according to the invention trained earth rods before they are inserted into one another.

Der Tiefenerder besteht in bekannter Weise aus Teilstäben 1, wobei der unterste Teilstab eine Spitze aufweist. Zum Eintreiben wird auf dessen Stirnfläche 2 ein Schlagkopf gesetzt und dann, z. B. mittels eines Preßlufthammers, dieser Stab soweit in den Erdboden eingetrieben, daß sein oberes Ende nur noch wenig aus der Erde hervorschaut. Dann wird der nächste Teilstab, der an einem Ende eine Ausnehmung 4 und am anderen Ende einen Zapfen 3 besitzt, mit seiner Ausnehmung über den Zapfen des bereits eingetriebenen Teilstabes gesteckt, an seinem oberen Ende mit dem Schlagkopf versehen und zusammen mit dem bereits eingetriebenen Erderteilstab weiter in die Erde hineingeschlagen usw. Die zu verformende Einlage kann dabei vor dem Zusammenstecken der Teilstäbe unverlierbar in die Ausnehmung eingeklemmt werden. Dieses Verfahren ist an sich bekannt.The earth rod consists in a known manner of partial rods 1, wherein the lowest part of the rod has a tip. To drive in is on its face 2 a percussion head set and then, for. B. by means of a jackhammer, this rod Driven so far into the ground that its upper end only slightly protrudes from the Earth peeps out. Then the next part of the rod, which has a recess at one end 4 and at the other end has a pin 3, with its recess over the pin of the already driven partial rod inserted, at its upper end with the impact head provided and together with the ground rod that has already been driven into the Hammered in soil, etc. The insert to be deformed can be put together before it is put together the partial rods are captively clamped in the recess. This method is known per se.

Bei jedem der Ausführungsbeispiele ist zwischen der Spitze 3' des Zapfens und dem Boden 4' der Ausnehmung bei völlig eingetriebenen Zapfen soviel Spielraum vorhanden, daß die Erderteilstücke an ihren Stoßflächen 9 (siehe F i g. 2) satt und fest aufeinander sitzen. Jede Ausnehmung besitzt eine zylindrische Bohrung 10 größeren und eine weitere zylindrische Bohrung 11 kleineren Durchmessers, wobei jeder Zapfen aus zwei zylindrischen Teilen 12, 13 besteht, deren Durchmesser denen der Bohrungen 10, 11 entsprechen, so daß (siehe F i g. 2 bis 4) der Zapfen 3 mit Paßsitz in die Ausnehmung 4 einsteckbar ist. Dies ergibt zusammen mit der vorstehend beschriebenen satten Anlage der Stoßflächen 9 eine sehr gute Stabilität und Knickfestigkeit dieser Verbindung. Am mehrstufigen übergang von der Bohrung 10 zur Bohrung 11 und vom Zylinder 12 zum Zylinder 13 befinden sich die Hinterdrehungen 6, 7. Die damit gebildeten ringartigen Stirnflächen dienen zur Verformung des auf den Zapfen aufsteckbaren Metallrohrstückes 5. Dieses Rohrstück wird beim Eintreiben des Zapfens in die Ausnehmung in seiner Axialrichtung gestaucht, wobei es in die nutförmigen Hinterdrehungen 6 bzw. 7 des Zapfens 3 und der Ausnehmung 4 eindringt.In each of the exemplary embodiments is between the tip 3 'of the Pin and the bottom 4 'of the recess with completely driven pin so much There is room for the earth parts to be at their abutment surfaces 9 (see F i g. 2) sit tightly on top of each other. Each recess has a cylindrical bore 10 larger and a further cylindrical bore 11 of smaller diameter, wherein each pin consists of two cylindrical parts 12, 13 whose diameter corresponds to the bores 10, 11 correspond, so that (see F i g. 2 to 4) the pin 3 with A snug fit in the recess 4 can be inserted. This, along with the foregoing, results described full abutment of the abutment surfaces 9 a very good stability and buckling resistance this connection. At the multi-stage transition from the bore 10 to the bore 11 and from the cylinder 12 to the cylinder 13 are the undercuts 6, 7 formed ring-like end faces are used to deform the pluggable on the pin Metal pipe section 5. This pipe section is when the pin is driven into the recess compressed in its axial direction, whereby it is in the groove-shaped undercuts 6 or 7 of the pin 3 and the recess 4 penetrates.

Wie Versuche gezeigt haben, kann dieses Verformen auch derart erfolgen, daß sich das Rohrstück zusammenrollt. F i g. 2 zeigt den Querschnitt durch die fertige Verbindung mit dem verformten Rohrstück 5'. Falls die Hinterdrehungen 6, 7 versehentlich etwas zu groß ausgefallen sein sollten, so rollt oder staucht sich das Rohrstück derart zusammen, daß es einen entsprechenden Hohlraum umschließt. Auf Grund der Festigkeit seines Materials wird dadurch aber die Stabilität und Formschlüssigkeit der Verbindung nicht beeinträchtigt.As tests have shown, this deformation can also take place in such a way that that the piece of pipe rolls up. F i g. 2 shows the cross-section through the finished one Connection to the deformed pipe section 5 '. If the relief turns 6, 7 accidentally If it turns out to be a bit too big, the piece of pipe rolls or compresses together in such a way that it encloses a corresponding cavity. Due to the The strength of its material is however the stability and form fit the connection is not affected.

Gemäß dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel können die Hinterdrehungen 6' bzw. 7' in Axialrichtung des Erders etwas zueinander versetzt sein. Wie die Zeichnung zeigt, stehen sie sich bei völlig eingetriebenem Zapfen nur noch teilweise gegenüber, so daß das Rohrstück 5" etwa S-Form besitzt. Diese Anordnung empfiehlt sich besonders bei der Verwendung von Erderteilstäben oder -rohren (F i g. 5) mit dünnen Wandungen, da somit durch die Verformung des Rohrstückes 5 in RadiaIrichtung geringere Kräfte als bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 auftreten.According to the in FIG. 3 illustrated embodiment can the Undercuts 6 'and 7' slightly offset to one another in the axial direction of the earth electrode be. As the drawing shows, they stand when the pin is completely driven in only partially opposite, so that the pipe section 5 ″ has an approximately S-shape Arrangement is particularly recommended when using ground rods or tubes (Fig. 5) with thin walls, since the deformation of the pipe section 5 In the radial direction lower forces than in the embodiment according to FIGS G. 1 and 2 occur.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß eine solche Versetzung der Hinterdrehungen 6, 7 in Axialrichtung auch bei dem in den F i g. 1, 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ohne weiteres möglich ist. Es können also beim Herstellen der Hinterdrehungen nicht nur die schon beschriebenen Toleranzen in Radialrichtung, sondern auch Maßabweichungen in Längsrichtung der Erderteilstäbe zugelassen werden.From the above it follows that such an offset of the relief turns 6, 7 in the axial direction also in the case of the one shown in FIGS. 1, 2 illustrated embodiment is easily possible. So it cannot be used when producing the undercuts only the already described tolerances in the radial direction, but also dimensional deviations in the longitudinal direction of the ground rods are permitted.

Wie F i g. 4 zeigt, kann man auch auf eine der Hinterdrehungen 6 bzw. 7 verzichten. In dem dargestellten Beispiel ist nur noch die Hinterdrehung 6 des Zapfens vorhanden. Umgekehrt könnte diese Hinterdrehung fortgelassen und statt dessen nur die Hinterdrehung 7 der Ausnehmung vorgesehen sein. Auch in diesen Fällen verpreßt sich das zusammengestauchte bzw. eingerollte Rohrstück 5"' so innerhalb des Zapfens und der Ausnehmung, daß die Erderteilstücke hinreichend fest aneinander gehalten sind.Like F i g. 4 shows, you can also click on one of the undercuts 6 or 7 waive. In the example shown, only the relief 6 of the Cones present. Conversely, this back-turn could be omitted and replaced instead only the undercut 7 of the recess can be provided. In these cases, too, pressed the compressed or rolled up pipe section 5 '' 'so within the pin and the recess so that the earth pieces are held together sufficiently firmly are.

Wie die F i g. 1 und 5 zeigen, können die Rohrstücke 5 bereits in der Fabrik durch Umbördeln unverlierbar an einer der Hinterdrehungen, bevorzugt an der des Zapfens, gehalten sein. Es ist aber auch möglich, sie erst unmittelbar vor dem Eintreiben über den Zapfen zu stecken. Ferner kann man eine oder beide der Stirnflächen des Rohrstückes abschrägen. Gemäß F i g. 5 kann dies die Stirnfläche 14 sein, welche beim Verformungsvorgang von der Ringfläche 15 der Ausnehmung erfaßt wird.As the F i g. 1 and 5 show, the pipe sections 5 can already be held captive in the factory by flanging them on one of the undercuts, preferably on that of the pin. But it is also possible to put it over the pin just before driving it in. Furthermore, one or both of the end faces of the pipe section can be chamfered. According to FIG. 5, this can be the end face 14 , which is covered by the annular surface 15 of the recess during the deformation process.

Während die Ausführungsbeispiele der F i g. 1 bis 4 Tiefenerder aus Vollmaterial zeigen, ist in F i g. 5 die Erfindung im Zusammenhang mit rohrförmigen Erderteilstäben dargestellt. Diese Rohre 1' können entweder, wie dargestellt, den gleichen Durchmesser besitzen oder sich nach oben stufenweise verjüngen.While the embodiments of FIGS. 1 to 4 earth rods Full material is shown in FIG. 5 the invention in connection with tubular Earth dividing rods shown. These tubes 1 ' can either how shown, have the same diameter or taper gradually towards the top.

Claims

Claims: 1. Deep earth rods that can be assembled from several rods, in which the partial rods are designed as plug-in connections at their connection points are and their connection takes place with deformation of a metallic insert, the in each serving as escape room a hat-shaped, opposite back turn of the pin and / or the recess occurs, characterized by that as Insert a piece of metal pipe (5) that can be slipped onto the pin (3) is used and that the undercuts (6, 7) on the multi-stage, having different diameters transition of the cylindrical pin (3) and the cylindrical recess (4) are located, so that ring-like end faces arise that the metal pipe section when driving (5) compress the partial rods in the axial direction so that it is a deformed pipe section (5 ', 5 ", 5"') in at least one of the undercuts (6, 7) for positive locking Connection occurs.

2. Earth rod according to claim 1, characterized in that the undercuts (6 ', 7') somewhat to one another in the axial direction of the partial rods are offset so that they are completely driven into the recess pin are only partially opposite and thus the deformed pipe section (5 ") is approximately S-shaped having.

3. Earth rod according to claim 1 or 2, characterized in that before the piece of pipe (5) by beading the plugging together of the earth rods is held captive at one of the undercuts.

4. Earth rod after the Claims 1 to 3, characterized in that the pipe sections (5) consist of a steel pipe cut off or cut off and that one or both end faces of the cylindrical Pipe section (5) are bevelled. Publications considered: 'Deutsche Interpretation document No. 1042 057; U.S. Patent No. 3,012,089.