DE1634275A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Eintreiben von Zugankern u.dgl. - Google Patents

Description

DR. ING. ERNST MAIER PA T B UTA NTVALT

8 MÜNCHEN SS

VIIIXVMATIISII.! · TELEFON »ISSO, Uli»

18. November I966 A 49566

EM/Ml/My

Herr ALBERl¹ GEORGE BODINE JR., 7877 Woodley Avenue, Van Nuys, California / U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Eintreiben von Zugankern

und dergleichen

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Eintreiben von Erdzugankern, Ankerpfählen, mit Ankerplatten versehenen Ankerpfahlen, aber auch Zaunpfählen und Rohren in den Erdboden, und die Erfindung ist besonders darin zu sehen, daß ein Verfahren geschaffen wird, bei welchem ein mit Resonanz schwingendes Gerät mit dem Pfahl oder dergl. so verbunden wird, daß dieser im "Boden vorangetrieben wird.

Die Erfindung verwendet Grundgedanken, die in mehreren anderen Verfahren zum Einrammen von Pfählen ' 009813/0158

Sparkass« Sdiramberg Bankhaus Merdc, Finde St Ca., München, Nr. 25 444 Bankhaus H, Aufhauser, Mondial), Nr. 53 597 Poslsdiadti Mündisn 153861 Telegrammadresse ι Fatanlianlor

mittels schneller Schwingungen und den zugehörigen Vorrichtungen verwendet werden, welche z.3. in den "JJA-Patentscnriften 2 j75 846 und 3 054 463 offenbaxt 3ind. Wie in diesen Patentschriften dargelegt wird, kann ein Pfahl in den Untergrund eingetrieben werden, indem in ihm Längsschwingungen erzeugt werden, vorzugsweise eine stehende Längshalbwelle, so daß an den beiden Enden ein Schwingungsbauch und in der Mitte des Pfahls ein Schwingungsknoten entsteht, und indem der Pfahl gleichzeitig durch eine abwärts gerichtete Kraft vorangedrückt wird. Der mit einer stehenden Welle schwingende Pfahl verlängert und verkürzt sich elastisch im Ehythiaus der Scnv/ingurigen, v/obei der Mittelpunkt des Pfahles die geringste Bewegung ausführt, die beiden Hälften beiderseits des Kittelpunkts sich jedoch elastisch dehnen und zusaamenziehen, wobei zu beachten i3t, da3 die spezifische Dehnang bzw. Kontraktion vom Hittelpunkt zu den Snden zunimmt. Am oberen Ende des Pfahles ist ein Schwingungsgenerator angebracht, welcaer die wechselkraft mit der entsprechenden. Resonanzfrequenz erzeugt, und dieser generator stellt eine oestisiate konzentrierte Masse dar. Oer Pfeiler selbst ist ein Gebilde mit verteilten Hassen und verteilter Jälastizitätskonstante,

weist also eine Massenreaktanz und eine elastische Reaktanz auf. Sie Ausdrücke der Reaktanzen, die hier gebraucht werden, sind für einen Schwingungstechniker bekannte Größen, der Einfachheit halber werden sie jedoch im später folgenden Teil der Beschreibung genau erklärt. Das ganze Schwingungssystem mit Generator und Pfahl befindet sich in Resonanz, wenn die gesamte Massenreaktanz dieser miteinander verbundenen Teile gleich der elastischen Reaktanz im System bei der Arbeitsfre'quenz des Generators ist. Wird der Pfahl gegen den Untergrund gedrückt, so bildet er für den Schwingungsgenerator ein Gebilde mit hoher Impedanz; die Impedanz ist als Quotient aus Wechselkraft und daraus folgender Geschwindigkeitsamplitude des schwingenden Pfeilers zu verstehen. Der Schwingungsgenerator sollte also so ausgelegt sein, daß er eine Wechselkraft mit hoher Impedanz abzugeben in der Lage ist, wobei es vorteilhaft ist, daß die Größe etwa diejenige der Impedanz des mit dem Boden in Berührung stehenden Pfeilers erreicht. Auch der vom Schwingungsgenerator zu Schwingungen angeregte Pfeiler hat eine Ausgangsimpedanz, die von der urößenordnung der Impedanz des Erdbodens ist, mit weichem er in Berührung ist. Unter diesen Bedingungen macht das untere

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Ende des Pfahles den Untergrund fließfähig, so daß der Pfahl leicht in diesen Untergrund eindringen kann. Ähnliche Grundgedanken, jedoch mit sehr wichtigen Abweichungen, werden bei der Erfindung angewendet, bei welcher die Ankerpfähle zu kurz sind, als daß in ihnen stehende Längswellen erzeugt werden könnten, da die dazu benötigten Frequenzen zu hoch wären.

Es werden also eVfindungsgemäß keine stehenden längswellen in dem Ankerpfahl, der in den Boden eingetrieben v/erden soll, erzeugt, wie dies bei den Pfahlrammverfahren geschieht. Stattdessen stellen die Ankerpfähle konzentrierte Massen dar, die in ein mit Resonanz schwingendes, elastisches Gesamtsystem einbegriffen sind. Der Ankerpfahl oder auch die Kombination eines Ankerpfahles und einer Ankerplatte ist also eine Kasse, die als Glied in einem Resonanzkreis schwingt. Das ganze Resonanzsystem wird durch gesonderte elastische Komponenten vervollständigt, und es gehören auch noch schwingende Massen zusätzlich zu diesen,, övstem. Das Resonanzsystem besteht also aus dem Pfahl mit oder ohne Ankerplatte, einer besonderen Vorrichtung mit hoher Elastizität und einer zusätzlichen,

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schwingenden Masse, welche zumindest durch den Schwingungsgenerator gebildet wird. Es wird später noch deutlich, daß der Pfahl, der in den Untergrund eingetrieben werden soll, nicht etwa das elastisch schwingfähige Glied ist. Der Pfahl kann dann verhältnismäßig kurz sein, ohne daß man nun darauf achten muß, daß er zu hochfrequenten Schwingungen angeregt wird. Das elastisch schwingfähige Element kann auf sehr verschiedene Art gestaltet werden, so daß seine Abmessungen innerhalb tragbarer Grenzen bleiben, während die Schwingfrequenz verhältnismäßig niedrig ist und z.B. in dem bevorzugten Bereich zwischen 60 und 120 Hz liegt. Auf diese ¥eise wird ein verhältnismäßig gedrängtes elastisches Schwingungssystem geschaffen, das vollkommen oder wenigstens zum Teil aus punktförmig konzentrierten Konstanten aufgebaut ist.

Bei einer sehr einfachen Ausführungsform gemäß der Erfindung wird ein waagerecht liegender, schwingfähiger Stab verwendet, der durch Kräfte quer zu seiner Langserstreckung zu Biegeschwingungen angeregt und quer zu einem Ankerpfahl auf dessen oberen Ende angebracht wird, so daß diese Anordnung ein ¹¹T" darstellt. Diese T-förmige Staban-

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Ordnung kann Eiegesehwingungen ausführen, und zwar kann eine stehende Schwingung in dem quer zum Ankerpfahl liegenden Stab erzeugt werden. Die Auswirkungen der elastischen Schwingungen Iz: Mittelpunkt des Querstabs sind eine auf- und abgehende Bewegung, wodurch der senkrecht stehende Pfahl in gleichen I-Iaße auf- uni abbev.egt wird, wobei er mehr oder weniger als träge Kasse im Ganzen schwingt. Übereinstimmung mit dem bereits genannten Pfahlrarrimverfahren besteht darin, daß das in den untergrund vorzutreibende Element, das in einem Resonanzsystem schwingt, eine Ausgangsimpedanz aufweist, die etwa derjenigen des iärdmaterials gleich ist. Hier besteht nun wieder Übereinstimmung mit dem Verfahren zum Eintreiben langer Pfähle mit Hilfe schneller Schwingungen, indem der Schwingungsgenerator eine Ausgangsimpedanz aufweisen nu2, mit welcher das schwingende System angetrieben wird, welche bewirkt, da2 die Ausgangsimpedanz des Ankerpfahls, der eir. 'leil des schwingfähigen Systems ist, die Größenordnung der Iar.edanz des Erdbodens hat, in welchen der Ankerpfahl einge trieben wird. Es ist an dieser titeile wichtig hervorzuheben, daß die Impedanz in einem schwingfähigen System von Ort zu Ort wechselt, und diese Feststellung gilt sowohl

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für Stellen, die elastischen Schwingungen unterworfen sind, als auch für 3ene_t die als konzentrierte Kassen schwingen, wenn sie nur Teil eines Systems sind, welches elastische Resonanz aufweist. Ie" folgenden soll nun auf die Punktion der Schwingung in dem betrachteten Beispiel bezug genommen werden, in weichem in einem T-förmigen Element, das aus einen zu 3iegeschwingungen angeregten elastischen Stab in waagerechter Richtung und einen an dessen Mittelpunkt senkrecht nach unter, weisender. Pfahl besteht, der mittlere Abschnitt des waagerecht liegenden Stabes elastische Schwingungen ausführt. Die betrachtete Anordnung ist, ira Sinne der Schwingungen gesprochen, ein Resonanzkreis, der von der Impedanz, die im Mittelabschnitt des waagerecht liegenden Stabes auftritt, be- * stimmt ist. Die ϊ-förmige Anordnung ist i'eil des Resonanzkreises und setzt sich aus dem elastisch schwingfähigen, waagerechten Stab, der gleichmäßig verteilte Hasse und gleichmäßig verteilte Blastizitätskonstante besitzt, und dem eine Masse darstellenden, senkrechten Pfahl zusammen, der mit dem Srdboden in Berührung ist und in diesen eingetrieben werden soll. Die !-Anordnung stellt ein schwingfähiges System dar, das einen hohen Gütefaktor Q aufweist, solange sie in der Luft gehalten wird, also bevor sie in

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den Boden eingetrieben wird. Ein hoher Gütefaktor ist bei elastisch schwingfähigen System erwünscht. Er ist der Quotient aus der Massenreaktanz und dem Reibungswiderstand, der sich während der Schwingung einstellt. Der Gütefaktor 3tellt einen ähnlichen Vtert dar wie er durch den Schwungradeffekt eines umlaufenden Systems gegeben ist. Sobald jedoch der Pfahl auf den Untergrund aufgesetzt wird, treten an dem sckwin^fähigen »System an dieser Stelle andere Impedanzwerte auf, denen es sich jedoati selbsttätig anp/aßt. Die wcnwinirungsamplitude wird bei gegebener Eingangsleistung erheblich verringert. Die Frequenz der Schwingung wird nicht wesentlich beeinflußt, was deutlich macht, daß die Resonanzfrequenz des schwingfähigen Systems von den Bestandteilen des Schwingkreises einschließlich des T-fcJrmigen Elementes abhängt und nicht von der Prallwirkunr des Erdbodens bestimmt

en

wird, wie dies in bekannten Systeiyaer Fall ist, bei welchen Pfähle als Ganzes gegenüber dem Erdboden in Schwingungen versetzt werden und bei welchem der Erdboden selbst als elastisches Federelement mitwirkt.

An dieser Stelle soll hervorgehoben werden, daß bei der Verwendung eines geschlossenen i-cesonanzsystems der

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hier beschriebenen Art genau wie bei den bereits erwähnten Verfahren und Vorrichtungen zum Eintreiben von Pfählen der Erdboden praktisch nur einen Wirkwiderstand darstellt. Diese sehr willkommene Eigenschaft verhindert in weitem Maße, daß sich Schwingungsenergie im Erdboden ausbreitet. Bekannte Verfahren, bei denen die als Ganzes schwingenden Pfähle infolge des Pralleffektes auf dem Untergrund in .Resonanz gehalten werden, übertragen auf den Untergrund erhebliche Schwingungen, die sich dann darin ausbreiten, was in den umgebenden Bauwerken und dergl. zu bedeutenden Störungen führen kann. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Eintreiben von Pfählen mit einem vom Erdboden getrennten, eigenen Schwingungssystem, gibt, genau wie das Verfahren zum Eintreiben langer Pfähle, an den Untergrund, in welchen der Pfahl eingetrieben wird, nur wenig Schwingungsenergie ab, die. sich im Erdboden über größere Entfernungen ausbreitet. Die 'Folge davon ist, daß das Pfahleintreiben sehr wirkungsvoll vor sich geht.

Das Verfahren zum Eintreiben von Pfählen gemäß der Erfindung macht sich das Fließfähigmachen des Bodens

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zunutze, wie dies auch bereits beim Pfahlrammen mittels schneller Schwingungen geschehen ist, so daß der Ankerpfahl schnell in den Untergrund hineingetrieben v/erden kann. Ein Hauptvorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das elastisch acawingfähige -system, das benötigt v.-ird, um die Ankerpfähle einzutreiben, mit derartigen Abmessungen hergestellt v/erden kann, daß es leicht Lev.-eglich bleibt, wie dies far seine Verwendung z.B. auch beim Einrammen von Zaunpfählen und Verärgerungen für Stroaleitungs- und felegraphenpfähle uotig ist.

In einen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Schwingungsgenerator an die elastisch schwingfähige Anordnung sehr uahe in dera Punkc angekuppelt, in welchen auch der Pfahl befestigt ist. Bei einer solchen Ausbildung braucht das schwingfähige Element die Energie, die vom G-enerator auf den Pfahl übertrafen wird, nicht selbst in Form von Snergiewellen zu übertragen. Auf diese Weise werden die Verluste gering gehalten. Außerdem sind bei einer derartigen Anordnung die Schwingungaknoten der stehenden Schwingung sehr ausgeprägt j da r.iit der Schwingung nur sehr wenig Energie übertragen werden muß,

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so daß sich der Vprsug ergibt, daß das schwingfähige Element in diesen Schwingungsknoten befestigt werden kann, wodurch eine ausgezeichnete Isolation des Rahmens der ganzen Vorrichtung von der schwingfähigeii Einrichtung erreicht wird.

Die T-Anordnung als ein besonders einleuchtendes Beispiel der Erfindung bietet sich für die Beschreibung und üfäuterung der Grundprinzipien an, diese T-Anordnung mit einem elastisch zu 3iegeschwingungen angeregten Stab kann jedoch auch durch Federn, pneumatischer oder hydraulischer Art, ersetzt werden. Bei weiteren, erfindungsgemäßen Anordnungen wird .:.3. der schwingfähige Stab durch eine elastische Platte ersetzt. Derartige Ausführungsforaen fünren zu besonders kompakter Bauweise des Gerätes.

Tie Erfindung soll zunächst theoretisen untersucht werden, und zwar ausgehend von den einzelteilen, die in der Jrundanordnung vorhanden sind. Zunächst ist ein länglicher Körper vorhanden, der ein Pfahl, ein Ankerstab oder Rohr oder dergl. sein kann, welcher in den Untergrund eingetrieben werden soll. Zweitens ist mit die-

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sem langgestreckten Teil ein elastisch schwingfähiges Element verbunden. Diese Verbindung enthält zwei Massen, die beide mit dem elastischen, schwingfähigen Element verbunden sind und die sich mit zueinander entgegengesetzter Phasenlage bewegen. Eines dieser Massenteile wird von dem Pfahl dargestellt, an welchen sich im allgemeinen noch einige Zusatzmassen anschließen. Die andere Masse ist eine Ausgleichsmasse zu der erstgenannten. i)ie beiden sich gegeneinander bewegenden Massen sind schwingungsmäßig innerhalb des Systems miteinander verbunden und bewegen sich gegeneinander im Rhythmus der Schwingungen; beide können sie in verschiedenen Abschnitten des gesamten Schwingungssystems enthalten sein. Schließlich muß in dem System ein Schwingungsgenerator vorhanden sein, der mit einem beweglichen Teil des Systems verbunden ist, so daß er Schwingungsenergie an das Schwingungssystein abgeben kann. Besonders günstig ist es, wenn der Schwingungsgenerator nahe dem Pfahl selbst mit dem Schwingungssystem verbunden ist, so daß die in den Pfahl zu übertragende Schwingungsenergie nicht erst über das 'schwingfähige Element übertragen zu werden braucht. Das schwingfähige Element überträgt dann lediglich die Wechselkraft auf die Abgleichmasβen.

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Mit diesen theoretischen Grundbetrachtungen können jetzt weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung betrachtet werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Eintreiben von Pfählen und Zugankern zu schaffen, mit deren Hilfe die Pfähle und Zuganker in die Erde eingebracht werden können, ohne daß zuvor ein loch gegraben werden muß, in das sie eingesenkt werden,und ohne daß der sie umgebende Boden aufgelockert wird, so daß die Verankerung auf das äußerst mögliche gesteigert ist.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die den Pfahl oder den Zuganker in Schwingungen versetzt, während er in den Boden eingetrieben wird, und durch die er in seiner Vortriebsrichtung geführt wird, wogegen weiterhin eine Aufgabe der Erfindung darin zu sehen ist, daß die Vorrichtung beweglicher ist und sich schneller dem Gelände, in welches Anker eingetrieben werden sollen, anpassen kann, als dies bei bisher bekannten Vorrichtungen der Fall ist.

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Gemäß einer Ausführungsforn der Erfindung werden die Zuganker im Winkel von 45° zur Senkrechten eingetrieben. Daraufnin wird senkrecht zur Erstreckung des Ankers von der Erdoberfläche ein Loch gegraben und ein Stab am Zuganker befestigt, der im Vänkel von 90° zu dem Zuganker steht, so daß die vom Stab auf den Zuganker ausgeübte Kraft senkrecht zu dessen Einbaurichtung wirkt. Die Zugkraft, die auf den Zuganker wirkt, wird folglich auf Erdmaterial übertragen, das zu überwiegenden !'eilen durch den Einbau des Ankers nicht in Mitleidenschaft gezogen ist.

Eine weitere Poria der Erfindung verwendet einen Zuganker mit schneckenförmiger Ankerplatte, auf den beim Eintreiben die Schwingungskraft in Achsrichtung des Hittelstabes wirkt, der Anker jedoch un seine Acnse in Drehungen versetzt wird, so daß er im Boden vordringt. Dabei kann entweder so vorcegan-en werden, daß sich der Zuganker infolge der Kea^iicnsiraft des Bodens auf die Scnraubenplatte von selbst dreht, oder er kann, während er in Schwingungen versetzt wird, durch eine Vorrichtung willkürlich um seine Achse gedreht werden.

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- 15 Schwingungsdiskussion

Um denjenigen, die mit den Problemen der Akustik vertraut sind, und auch anderen das Verständnis für die Erfindung zu erleichtern, wird die folgende Erläuterung, in der gewisse 3egriffe erklärt werden, für wichtig gehalten»

Mit dein Ausdruck "Tonfrequenzschwingung" ist eine elastische Schwingung, d.h. eine periodische elastische Verformung entweder in Längsrichtung, in seitlicher Richtung, als Drehung oder Verve-indung oder dergl. bezeichnet, die in einem Körper erzeugt ird oder sich mit einer bestirnten Ausbreitungsgeschwindigkeit durch ein ITedium fortpflanzt. Wenn diese Schwingungen in Längsrichtung verlaufen Ovier in einem Medium oder einem 3auteil mit gleichnamiger KLastizitätskonstante und gleichmäßiger Massenverteilung eix.e Längswelle erzeugen, handelt es sich um eine !Lonsehwingungsübertragung. Unabhängig von der Frequenz der Tonschwin^ungsübertragung gelten dieselben mathematischen Formeln, und die damit sich befassende Wissenschaft ist die Schwingungslehre. Außerdem gibt es elastisch sehwingen-

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de Systeme, in denen die Masse an bestimmten Punkten konzentriert ist und in denen auch örtlich konzentrierte elastische Elemente vorhanden sind, was eine örtlich begrenzte Y/irkung bedingt, die entweder mit Elastizität, Elastizitätsmodul, Steifigkeit, oteifigkeitsmodul oder Federwirkung, die den Heziprokwert der Steifigkeit darstellt, bezeichnet wird. Glücklicherweise" sind diese Konstanten, wenn sie in einem elastischen Schwingungssystem wie jenem nach der Erfindung wirksam werden, mit den entsprechenden Größen eines V/echselstromschwingkreises ver- ■ gleichbar. Sowohl oei einem System mit kontinuierlicher Verteilung als auch mit konzentrierten Größen ist die Hasse mit einer Induktivität (Spul^, oie elastische Feuerwirkung mit einer Kapazität (Kondensator) und die Reibung oaer sonstiger reiner Energieverlust mit einem Widerstand gleichzusetzen.

Wegen dieser Übereinstimmungen kann das erfinduncsgen:äße Schwingungssystem mit seiner Masse, seiner Steifigkeit und seinem Energieverbrauch und außerdem in Be^Ug auf seine Schwingungsenergieübertragung mit einem elektrischen Schwingkreis gleichgesetzt werden, in dem die

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Wirkungsweise der Einzelteile untersucht, abgeändert und jhit Hilfe bekannter Formeln der Elektrotechnik rechnerisch bestimmt werden kann.

Es wurden bereits Vorschläge gemacht, das System als Schwingungen einzelner, als Ganzes schwingender Einzelteile aufzufassen. Dies trifft jedoch nicht.die Vorteile der erfindungsgemäßen elastischen Körperschwingungen.

Da die elastischen Schwingungen mit der Masse und den Federkräften des Systems zusammenhängen, die mit der Induktivität und der Kapazität eines Wechselstromkreises vergleichbar sind, können für diese mechanischen Vorgänge ganz neue Erklärungen gebracht werden. Die Größe der akustischen Impedanz erhält bei dieser Betrachtungsweise besondere Bedeutung. Impedanz ist das Verhältnis der die Schwingung anregenden Kraft zu der sich ergebenden Bewegungsgröße, also vergleichbar mit dem Verhältnis von Spannung zu Strom. Bei einem derartigen Schwingungssystem ist die Impedanz gleich der mittleren Dämpfung mal der Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Schwingung.

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Im Hahmen der Erfindung ist die Größe der Impedanz besonders wichtig, wenn Trennstellen oder Verbindungsflächen zweier Elemente vorhanden sind. Wenn eine akustische Schwingung über eine Verbindungsfläche übertragen werden soll, können Reflexionen entstehen, die durch unterschiedliche Impedanzen bedingt sind. Es ist auch wichtig, auf die Impedanz zu achten, wenn in einem System der Leistung sauf wand optimiert werden soll. 'wenn die Impedanzen aufeinander abgestimmt sind, erfolgt die Leistungsübertragung am wirkungsvollsten.

Eine wichtige Eigenschaft dieser Schwingkreise liegt darin, daß sie große Leistungen übertragen können, wenn sie einen hohen "(^"-Faktor (Gütefaktor) aufweisen. Der Gütefaktor ist das Verhältnis der gespeicherten Energie zur Verlustenergie je Schwingung. Mit anderen Vorten, wenn ein Schwingungssystem einen hohen Gütefaktor aufweist, ist es in der Lage, beträchtlicne Scnwingungsenergie zu speichern, während ihm wechselweise ein konstanter Energieanteil zugeführt bzw. entnommen wird. Auf die Schwingkreisgrößen bezogen, ist der Gütefaktor das Verhältnis der Induktivität zum Widerstand. Außerdem bedeu-

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tet ein hoher Gütefaktor, daß die Amplituden des schwingenden Systems groß sind.

Im folgenden werden einige Definitionen gegeben:

In mathematischen Größen ausgedrückt, ist die Impedanz in einem elastischen Schwingüngssystesi der komplexe' Quotient aus zu^eführter Anregungskraft und linearer Geschwindigkeit. Das entspricht dem elektrischen Wert der Impedanz. Der entsprechende mathematische Ausdruck für

diese Impedanz ist Z = R + ,-1 (2 ΤΓή ■ ^:—), worin M

die schwingende Hasse, C aie elastische Federkraft (der Reziprokwert der Steifigkeit oder des Elastizitätsmoduls) und f die richwingfrequenz ist.

Der '.v'iderstand ist der Realteil R der Impedanz und kennzeichnet den Hnergieverlust z.B. durch Reibung,

Die Reaktanz ist der Imaginärteil der Impedanz und setzt sich aus der Differenz der Xassenreaktanz und der Reaktana der Federkraft zusammen.

Die Hassenreaktanz ist der positive Imaginärteil der Impedanz, der sich aus der GröSe 2Tp 1Ά ergibt. Dies

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entspricht im elektrischen Vergleichsbild einer induktiven Reaktanz, wie auch die Masse mit einer Induktivität verglichen werden kann.

Die Reaktanz der elastischen Federkraft ist der negative Imaginärteil der Impedanz, der sich aus dem Wert 1

errechnen läßt. Die Reaktanz der elastischen Fe-

2 γ f c

derkraft entspricht einer kapazitiven elektrischen Reaktanz, wie auch die Federkraft selbst mit einer Kapazität vergleichbar i3t.

Resonanz ist in einem ochwingkreis dann vorhanden, wenn bei einer bestimmten Frequenz die reaktanz (die algebraiscne Summe aus der Massenreaktanz und der Reaktanz der Federkräfte) KuIl iat. Die Schv/ingungsamplitude wird unter dieser Bedingung lediglich durch den Widerstand begrenzt und stellt ein Maximum dar. In diesem speziellen Fall wird für die Beschleunigung der schwingenden Massen zur Überwindung ihrer Trägheit keine Antriebskraft benötigt.

Eine wesentliche Eigenschaft des erfindungsgemäßen Schwingkreises liegt darin, daß genügend zusätzliche Reak-

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tanz der Federkräfte vorgesehen ist, so daß die Masse oder die Trägheit der verschiedenen Körper im System das System nicht zu weit von seiner Resonanzfrequenz entfernest, wodurch ein großer Teil der antreibenden Kraft dazu benötigt würde, diese Massen in Schwingung zu versetzen. Zum 3eispiel hat ein allgemein verwendeter Schwingungsgenerator ein Gehäuse oder eine Tragkonstruktion, in dem die Vorrichtungen, mit deren Hilfe die Schwingungen erzeugt werden, untergebracht sind. Dieses Traggehäuse hat eine Masse oder eine Trägheit, selbst wenn, diese noch so gering ist. Diese träge Masse kann sich nachteilig auswirken, indem sie in Form einer Blockimpedanz einen Teil der Schwingungsenergie zu ihrer Beschleunigung und Verzögerung verbraucht. Wird jedoch ein elastisch schwingender Aufbau verwendet, so wird der .,"irkung der Masse oder der mit ihr zusammenhängenden Reaktanz bei der Resonanzfrequenz entgegengearbeitet. 7/enn ein derartiger akustischer Resonanzkreis mit entsprechender Kapazität (elastische JPederreaktanz) verwendet wird, ist die Blockimpedanz bei Resonanz automatisch ausgeschaltet, und die Schwingungserzeuger können auf die Belastung, also den Widerstandsteil der Impedanz, arbeiten.

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Gelegentlich ist es von Vorteil, den üchwingungsanreger mit niedriger Impedanz (Hochfrequenzschwingungen) anzukuppeln, um günstigste Eingangsübertragungsbedingungen zu bekommen, wobei im Arbeitspunkt dann ein hoher Impedanzwert vorliegt (starke Schwingungen). Der ochwingkreis wirkt dann zusätzlich in der Art eines Transformators, der sowohl die Wirksamkeit in der Generatorzone als auch in der Arbeitszone günstig gestaltet.

Zur Schwingungserzeugung wird bei der Erfindung ein Schwingungsresonanzsysten mit einem elastischen 51ied in Verbindung mit einem Schwingungsanreger mit umlaufender Masse verwendet. Diese Verbindung weist eine Keihe Vorteile auf. Zuii Beispiel ist es mit Hilfe des mit einer umlaufenden Masse arbeitenden Schwingungsgenerator;; mü^lich, die Eingangsleistung und die Phasenlage einzustellen, um sie etwaigen Veränderungen in der Belastung des Resonanzsystems anzupassen, und zwar sov/ohl bezüglich des Imaginärteils der Impedanz als auch bezüglich deren Kealteil. Diese Eigenart ist sehr von Vorteil, da sich der Schwingungsoszillator leicht den Belastungsänderungen anpassen läßt.

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Hier ist zu bemerken, daß sich dieser Vorteil des Oszillators mit umlaufender Hasse aus seiner Verbindung mit einem Resonanzschwingungskreis ergibt, wobei diese beiden Elemente das vollständige Schwingungssystem darstellen. Mit anderen Y.orten, der Schwingungsgenerator mit umlaufender Kasse wird an das schwingende Systen angepaßt, una dieses kombinierte Schv/ingungssystem wiederum wird an seine Belastung angepaßt.

Eil. derartiges kombiniertes System hat den Vorteil, da*3 es wirkungsvoller ist und bei Wecnseln in den Arbeitsbedingungen eine größere Beharrung aufweist. Der Oszillator mit umlaufender Masse kann bei dieser angepaßten Anordnung der Belastung folgen und weiterhin Energie erzeugen, wenn sich die Absorptionsbedirigungen für die Schwingungsenergie ändern. Der Oszillator mit umlaufender Masse ändert selbsttätig seinen Fhaseuvinkel, also seinen Leistungsfaktor, wenn sich der Wirkanteil der Impedanz der

Belastung ändert.

Sine weitere wichtige Eigenschaft, wegen der es vorteilhaft ist, den Oszillator an die Belastung anzupas-

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sen und von ihm die erforderliche Leistung entwickeln zu lassen, ist die, daß er sich ebenfalls bei Änderungen des Imaginärteils der Impedanz der schwingenden Umgebung während des Arbeitsprozesses anpassen läßt. Wird z. E. durch die Belastung Induktivität oder Kapazität dem schwingenden System hinzugefügt, paßt sich der Generator-mit umlaufender Masse dieser Änderung an. Oft erfolgt die Anpassung durch selbsttätige Frequenzänderung infolge einer Kückkopplung auf das Drehmoment der Energiequelle, die die umlaufende Masse des Generators antreibt. Mit anderen Worten, wenn der Imaginärteil der Impedanz der Belastung sich ändert, ändert sich automatisch der Resonanzpunkt des in Resonanz befindlichen Teils des geoamten Schwingungssystems. Dies wiederum bewirkt eine Verschiebung für die Frequenz des Generators mit umlaufender Masse bei einer bestimmten Drehmomentbelastung, wobei der Schwingungsoszillator von einer Kraftquelle angetrieben wird.

Die Eigenschaften des Generators mit umlaufender Masse werden also bis zu einem bestimmten Grad vom Generator zusammen Kit dem Resonanzkreis bestimmt. *-Wie bereits Ix einzelnen erklärt, paßt sich die Kombination des Schwing-

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Oszillators mit dem Resonanzsystem den verschiedenen Arten der schwingungsfähigen Umgebung an. Die Erfindung enthält' also die Erzeugung einer Schwingung, wobei einige besondere, mit der Erfindung zusammenhängende Aufgaben entstehen, die besonders darin zu sehen sind, wie dem Arbeitsprozeß die erforderliche Schwingungsenergie zugeführt werden kann. Der eigentliche Arbeitsvorgang geschieht an einer besonderen Kombination von Wirk- und Blindimpedanzen. Diese Kreisgrößen müssen in geeigneter Weise kombiniert sein, damit die Erfindung wirksam durchgeführt werden kann.

Bestimmte Erscheinungen der Schwingungslehre, die in der vorangegangenen Abhandlung erörtert wurden, sind auch Fachleuten nicht geläufig. Um diese Erscheinungen sowohl Schwingungsfachleuten als auch anderen klar zu machen, wird es für nötig erachtet, die nun folgende Erörterung anzuhängen, in der einige Begriffe erörtert werden. Mit dem Ausdruck "schnelle Schwingungen" sind elastische Schwingungen gemeint, also zyklisch auftretende Deformationen, die sich mit bestimmter Ausbreitungsgeschwindigkeit durch ein Medium fortpflanzen. Verlaufen diese Schwin-

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gungen in Längsrichtung eines Körpers oder rufen sie in Längsrichtung eines Körpers eine stehende ««eile hervor, wobei dieser Körper gleichmäßig verteilte Elastizitätskonstante und gleichmäßig verteilte Masse aufweist, handelt es sich um eine Übertragung von Longitudinalwellen. Unabhängig von der Frequenz derartiger Longitudinalschwingungen 3ind die mathematischen Formeln, die derartige Schwingungen beschreiben. Es sind darüberhinaus schwingfähige Systeme bekannt, ir. denen die Kassen konzentriert in einzelnen Punkten angreifen,und weiterhin solche, in denen auch die elastisch verformbaren Teile in einzelnen Punkten des Systems konzentriert auftreten. Glücklicherweise haben derartige Konstanten in einem Schv/ingungssystem die Wirkung und die gegenseitigen Einflüsse wie die Größen in einem Wechselstrom-Schwingkreis. Sowohl verteilte als auch punktförmig konzentrierte Hassen sind mathematisch einer Induktivität (einer äpule) zu vergleichen; die elastische Federkraft hat ihren Vergleichswert in einer Kapazität (Kondensator); die Reibung oder der reine Energieverlust ist matnematisch mit einem Widerstand (Wirkwiderstand) gleichzusetzen.

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Infolge derartiger Vergleichsraöglichkeiten kann ein Schwingungs3VStem mit seinen Massen, Federkonstanten und seinem Energieverbrauch durch ein elektrisches Ersatzschaltbild ausgedruckt werden, in welchem die 7/irkungsweise einzelner Elemente sehr leicht überschaubar und Auswirkungen von Änderungen und dergl. mit Hilfe der bekannten elektrischen Formeln schnell erfaßbar sind.

Hier muß festgestellt werden, daß die Übertragung von Schwingun(^Tsenergie auf die Berührungsfläche zwischen zwei 'feilen, die gegeneinander bewegt werden, es erforderlich machen, daß die obengenannten Schwingun-tseigenschaften auftreten, wenn die Vorteile gemäß der Erfindung genutzt werden sollen. Es wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, in welchen die Pfähle als Ganzes schwingen. Bei diesen Verfanren v/erden jedoch die Vorteile gemäß der Erfindung nicht verwendet.

Da die Schwingungen von den Haasen und den elastischen Elementen abhängen, die im S chwi ng ungs sy stern enthalten sind, und sich diese Massen und elastischen Elemente wie Induktivitäten und Kapazitäten eines Wechselstrom-

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Schwingkreises verhalten, können völlig neue Wirkungen bei derartigen mechanischen Schwingkreisen erhalten werden. Der Begriff der Schwingungsimpedanz erhält überragende Bedeutung für die Nutzung derartiger Vorteile. Der Wert der Impedanz ist bestimmt durch das Verhältnis aus der Wechselkraft, die in einem Medium wirksam ist, und der durch diese 7/echselkraft hervorgerufenen Bewegungsgeschwindigkeit, was mit dem Quotienten aus Spannung und Strom vergleichbar ist. Hit anderen Vierten ausgedrückt, ist die Impedanz das Produkt aus der mittleren Dichte des Mediums und der Portpflanzungsgeschwindigkeit der elastischen Schwingung.

Bei der Erfindung ist der Wert der Impedanz wichtig für das Verhalten an den Enden, z.B. an der Trennfläche. Bei dem Übergang über eine 'brennfläche zwischen zwei verschiedenen Medien oder Gebilden kann Reflexion entstehen, die von der Differenz der Impedanzwerte an der Trennfläche abhängig ist. So kann an der Trennfläche, wenn dies gewünscht wird, eine starke Relativbewegung der beiden Seile erzeugt werden.

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Der Wert der Impedanz ist aber ebenfalls von Bedeutung, wenn der Energieverbrauch in einem System optimiert werden soll. Wenn die Impedanzwerte einander angepaßt werden, tritt die Schwingungsenergie leicht von einem Medium in das andere über.

Wenn. Schwingungsenergie sehr hoher Frequenz zugeführt wird, kann sie auf die Molekular- oder Kristallstruktur des Systems Einfluß nehmen. Bei derartig hohen Frequenzen sind meist außerdem die Besonleunigungen sehr groß und kommen in den Bereich von 10 g (g = Erdbeschleunigung). Das beruht darauf, daß die Beschleunigung vom Quadrat der Frequenz abhängt. Da bei der Erfindung von diesen Naturgesetzen Gebrauch gemacht wird, ist es möglich, sehr hohe Kräfte einwirken zu lassen. Durch Anwendung eines Schwingungsgenerators, wie er in der USA-Patentschrift 2 9bü 314 dargestellt ist, der eine sehr einfache mechanische Vorrichtung ist, werden in der Erfindung derartig hohe Kräfte und derartig große Gesamtenergie angewendet. Es wird dadurch ein besonders einfaches, funktionsfähiges una wirtschaftlich durchaus tragbares Gerät geschaffen.

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Eine sehr wichtige Eigenschaft derartiger Schwingkreise ist darin zu sehen, daß mit ihnen beträchtliche Kräfte ausgeübt werden können, wenn der Gütefaktor Q hoch gewählt wird. Der Gütefaktor Q kann als Verhältniswert aus der pro Halbschwingung gespeicherten Energie und der verbrauchten energie in derselben Zeitspanne bestimmt werden. Mit anderen Worten, ein Schwingungssysteni mit hohem Gütefaktor kann eine große Energiemenge speichern, unu es wird ihr ständig etwas Energie zugeführt, die iir. Schwingkreis verlorengeht. In Kreiagrößen. ausgedruckt, ist der Gütefaktor das Verhältnis aus der induktiven Reaktanz zum Widerstand. Ein schv/ingfähiges System mit hohem Gütefaktor Q ist in der Lage, in beträchtliche Schwingungen zu geraten.

3s werden jetzt einige Definitionen gegeben:

Die Impedanz in einem schwingfähigen System ist, mathematisch betrachtet, der komplexe Quotient aus der Wechselkraft und der linearen Geschwindigkeit. Er ist mit dem elektrischen V.'ert der Impedanz vergleichbar. Der mathematische Ausdruck für die Impedanz ist

Z = R₊ 'Ti ' (2 /?fM 1 ) ,

2 ,TfC

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in der K die schwingende Masse, C die Elastizität und f uie Schwirigungsfrequenz sind»

Der Wiüerstand R ist der Eealteil der Impedanz und verkörpert den Energieverlust z.B. durch Reibung.

Die Reaktanz ist der Imaginärteil der Impedanz; sie läßt sich aus der Differenz von Massenreaktanz und Federreaktanz bestimmen.

Die Kassenreaktanz ist der positive Iinaginärteil der Impedanz, durch den Ausdruck 2 V fi-i bestimmt. Sie ist vergleichbar mit dem elektrischen V.'ert der induktiven Reaktanz, so wie auch die Masse mit einer Induktivität vergleichbar ist.

Die elastische Reaktanz ist der negative Imaginärteil der Impedanz, gegeben durch den Ausdruck .

2 T f C

Die elastische Reaktanz läßt sich mit einer kapazitiven Reaktanz im elektrischen Vergleichsbild gleichsetzen, so wie die Elastizität des Systeas mit einer Kapazität vergleichbar ist.

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Bei Betriebsfrequenz ist dann Resonanz im Schwingkreis vorhanden, wenn die Reaktanz (die algebraische Summe aus der Massenreaktanz und der Federreaktanz) Null wird» Die Schwingungsamplitude ist dann lediglich durch den Widerstand begrenzt und erreicht für den Schwingkreis und die betreffende Frequenz ein Maximum. Durch die Trägheit aer im Schwingkreis befindlichen Massen wird bei Resonanz keine Kraft verbraucht.

Es ist von Vorteil, wenn bei der Erfindung genügend Federreaktanz im schwingfähigen System vorgesehen wird,'so daß die träge Masse verschiedener, für das ganze System notwendiger Körper dieses nicht zu sehr vom Resonanzwert verstimmen, wodurch ein großer Teil der Antriebskraft dazu verbraucht würde, diese Massen in Schwingungen zu versetzen. Zum Beispiel hat cer Schwingungsgenerator, der normalerweise bei dieser Erfindung verwendet wird, immer einen massebehafteten Aufbau, in welchem die Teile, die die Wechselkraft erzeugen, untergebracht sind, Die träge Masse dieses Gehäuses, so klein sie auch sein mag, kann wie eine Blockimpedanz wirken, die einen Teil der Wechselkraft des Systems verbraucht, das dann dazu benö-

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tigt wird, das Gehäuse zu beschleunigen und zu verzögern. Wenn jedoch im Schwingkreis ein elastisch schwingfähiges System aufgebaut wird, ist es möglich, die vom Generatorgehäuse herrührende Massenreaktanz bei der Frequenz auszutrimmen, so daß Resonanz vorliegt; wenn also in einem Schwingkreis ausreichende Kapazitäten vorhanden sind, können die Blockimpedanzen so ausgetrimmt werden, daß Resonanz auftritt, wobei dann die vom Generator erzeugte Energie ohne Abzug zur Ableistung von Arbeit, also zur Überwindung der Y/iderstände, zur Verfügung steht.

Manchmal ist es vorteilhaft, den Schwingungsgenerator im Bereich niedriger Impedanz anzukoppeln, um gute Eingangsleistung zu erhalten, und den Arbeitspunkt mit einer Stelle hoher Impedanz zu verbinden. Der Schwingkreis wirkt dann zusätzlich als Transformator, mit dessen Hilfe die Impedanzen des Schwingungserzeugers und der Arbeitszone aneinander angepaßt werden.

Für Schwingungssysteme mit sehr hohen Impedanzwerten, die einen hohen Gütefaktor bei hoher Frequenz aufweisen, wird manchmal als elastisches Element ein Vollma-

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terialstab etwa aus Stahl verwendet. Für niedrigere Frequenzen oder niedrigere Impedanzwerte, insbesondere, wenn große Amplituden gefordert werden, wird als Schwinger ein solcher unter Verwendung einer Flude eingesetzt. Bine mit vielen Vorteilen behaftete Ausf\üirungsform der Erfindung verwendet ein Resonanzschwingungssystem mit einem elastischen Glied und einem Schwingungsgenerator mit umlaufender Masse. Diese Verbindung hat mehrere einzigartige Vorteile. Ein Schwingungsgenerator mit umlaufender Hasse ist in der Lage, die Größe und Phasenlage der Kraft, die er an das Schwingungssystem abgibt, der Belastung des dchwingungssystem anzupassen, und zwar sowohl bei Änderung des imaginären Teils als auch bei Änderung des P-ealteils der Impedanz. Dies ist eine sehr wünschenswerte Eigenschaft, da sich der Schwingungsgenerator dadurch von den BeIastungsänderungen "mitziehen" läßt.

V/ichtig ist es dabei festzustellen, da£ dieser einzigartige Vorteil des Schwingungsgenerators mit umlaufender Hasse in seiner Verbindung mit einem Resonanzschwingkreis zu suchen ist, mit welchem er das gesamte Schwingungssystem bildet. Mit anderen Worten: der Schwin-

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gungsgenerator mit umlaufender Hasse paßt sich dem Reso» nanzsystem an, und die Kombination aus Resonanzsystem und Schwingungsgenerator paßt sich wiederum der Belastung an. Der Generator strebt danach, mit der Resonanzfrequenz des Systems in Tritt zu fallen.

Ein derartiges System arbeitet wirkungsvoller und insbesondere mit größerer Beharrlichkeit, wenn der Arbeitsprozeß voranschreitet und dabei sich die Phasenlage und sonstige Bedingungen ändern. Der Generator mit umlaufender Masse kann sich dann der Belastung anpassen und gibt an das scnwingfähige System Energie ab, ohne durch die Änderungen der Energieaufnahme durch die Belastung dadurch beeinflußt zu sein, daß die Bedingungen bezüglich des Energieverbrauchs sich ändern. Der Generator mit umlaufender Masse ändert selbsttätig seinen Phasenwinkel und damit seinen Leistungsfaktor, wenn sich die Impedanzwerte der * Belastung ändern«

Der Schwingungsgenerator mit-umlaufender I-Iasse paßt sich aber auch ,Änderungen des Imaginärteils der Impedanz im schwingfähigen System an, während der Arbeitspro-

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zeß voranschreitet. Zum Beispiel kann durch, die Belastung eine Zunahme der Induktivität oder der Kapazität im Schwingkreis auftreten, welche der Generator von selbst ausgleicht. Sehr oft wird dies durch eine Änderung der Arbeitsfrequenz bewirkt, da der Schwingungsgenerator auf seinen Antrieb zurückwirkt. Mit anderen Worten bewirkt eine Änderung des Imaginärteils der Impedanz in der Belastung von selbst eine Verschiebung des Resonanzwertes des gesauten schwingfähigen Systems. Das wiederum ruft wiederum eine Fre querverschiebung des Schwingungsgenerators hervor, der seinen Antrieb mit einem bestimmten Drehmoment belastet.

Alle diese eigenschaften des Schwingungsgenerators mit umlaufender Kasee 3ind hauptsächlich dadurch bedingt, daß der Generator mit einem Resonanzschwingkreis verbunden ist. In der Erfindung wird Schwingungsenergie verwendet, and dadurch entstehen besondere Aufgaben, die hauptsächlich damit zusammenhängen, wie die Schwingungsenergie den Arbeitsvorgängen zugeführt werden kann. Der Arbeitsvorgang selbst ist durch eine besondere Verbindung von Wirk- und Blindkomponenten der Sehwingungsim-

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pedanz gekennzeichnet, wie dies an anderer Stelle bereits erklärt wurde. Diese Werte des Schwingkreises müssen in geeigneter Weise einander angepaßt werden, so daß die Erfindung wirkungsvoll zur Anwendung gelangen kann.

Anhand mehrerer Beispiele wird die Erfindung «jetzt unter Verwendung der Zeichnung eingehender beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung, in welcher eine Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung;

Fig. 3 die Hinteransicht der Vorrichtung (Ansicht von rechts gemäß Fig. 1 und 2);

Fig. 4 einen eingesetzten Zuganker mit Zugankerstange ;

Fig. 5 die Ausgangsstellung beim Einsetzen einer Ankerplatte mit der in der Fig. 3 dargestellten Vorrichtung;

- Fig. 6 eine auf die in der Fig. 5 dargestellte Stellung folgende Stellung, bei welcher die Ankerplatte in ihre volle Tiefe eingebracht ist;

Fig. 7 eine Stellung, in welcher das Treibrohr von der Ankerplatte zurückgezogen, ist;

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Fig. b das Herüberschwenken des Treibrohres einschließlich der Zugankerstange in die Endlage der Ankerstange;

Fig. 9 einen eingesetzten Zuganker, bestehend aus Ankerplatte und Zugstange, von der das !reibrohr abgezogen ist;

Fig.10 einen Ausschnitt aus der Fig. 3, in welcher die Ankerplatte und die Zugstange in das !'reibrohr eingesetzt 3ind;

Fig.11 einen Schnitt durcn eine abgewandelte Ausführungsform eine3 Zugankers _Fje;aäß der Linie 11-11 in Fig. 12;

Fig.12 eine Seitenansicht dieses anderen Zugankers ;

Fig.13 die Ansicht gemäß der Linie 13-13 in Fig. 10;

Fig.14 einen Schnitt nach 14-14 in Fig. 10;

Fig.15 einen Schnitt nach 15-15 in der Fig.16, in welchem einige leile fortgelassen sind;

Fig. 16 einen öchnitt gemäS der Linie 16-16 in der Pig.15, der durch die Luftfeder, den Schwingungsgenerator and die zugehörigen Teile hindurchgeführt ist;

Fig.16a eine Vergrößerung aus der Fig. 16; Fig.17 einen Schnitt nach 17-17 in Fig. 16;

Fig.18 einen Schnitt nach 18-18 in der Fig.19, der eine weitere Ausfünrungsform der Erfindung darstellt;

Fig.19 eine Ansicht gemäß der Linie 19-19 in Fig. 18;

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Pig.20 einen Schnitt nach 20-20 in Pig.18;

Pig.21 einen Schnitt gemäß 21-21 in der Pig.19;

Pig.22 einen Schnitt nach der Linie 22-22 in Pig. 21;

Pig.23 einen Schnitt nach 23-23 in Pig. 18;

Pig.24 die Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels nach der Erfindung;

Pig.25 eine Ausschnittsvergrößerung aus der Pig.24;

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Pig.26 einen Querschnitt nach 26-26 in der Pig.' 24;

Pig.27 einen Schnitt entlang der Linie 27-27 in der Pig. 24;

Pig«2ö eine Obenansicht der in der Fig. 24 dargestellten Vorrichtung;

Pig.29 eine Seitenansicht der in den Pig« 24 bis 28 dargestellten Vorrichtung, welche von einem auf einem Fahrgestell montierten Galgen herabhängt;..

Pig.30 mehrere Stellungen beim eintreiben eines Zugankers mit der in den Pig. 24 bis 29 dargestellten Vorrichtung;

Pig.31 das Diagramm einer stehenden Welle der Megeschwingung, wie sie in der Vorrichtung gemä3 Pig.24 bis 29 auftritt; und

Pig.32 eine schematische Darstellung der Erfindung, geeignet zum Eintreiben von Stangen, Pfählen und dergl. in den Erdboden«

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Zunächst wird die Ausfuhrungsform der Erfindung betrachtet, die in den Fig. 1 bis 10 und 13 bis 17 dargestellt ist. Während Zuganker in einer großen Anzahl verschiedener Ausführungsformen hergestellt sein können, besteht der Zuganker 28, der in diesen Figuren dargestellt ist, aus einer Ankerstange 30 (s. Fig. 10 und 13), die etwa 2 m lang ist und an ihrem unteren Ende eine öse 31 aufweist, und einer Ankerplatte 33, die am unteren Ende der Stange 30 mit Hilfe der Öse 31 mit jener schwenkbar verbunden ist. Die Öse 31 umschließt einen querliegenden, an der Ankerplatte 33 befestigten Bolzen 32. Die Ankerplatte 33 kann eine rechteckige Eisenplatte von den Abmessungen 0,3 x 0,3 m sein. Von der Mitte einer Seitenkante bis zum Zentrum der Platte erstreckt sich ein Schlitz 34, in welchem das untere Ende des Ankerstabes und die öse 31 sowie ein Teil des Querbolzens 32, der den Schlitz überspannt, Aufnahme finden. Während des Eintreibens des Zugankers wird dieser außerdem von einer Hülse 35 umschlossen, die später abgezogen wird und von deren Außenseite Stifte 35a von oben bis unten und rundum abst'ehen. Die Hülse umgibt den Stab 30 und ist mit diesem an seinem oberen Ende mittels einer Mutter 36 (s. Fig.13)

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so verspannt, daß die überkante der Ankerplatte 33 in einen Schlitz der Hülse hineingezogen wird. Die Ankerplatte' 33 ist auf diese V/eise mit der Hülse 35 verbunden, wobei die Zugankerstange 30 in der Ebene der Ankerplatte liegt. Das obere Ende der Zugankerstange 30 ist mit einem Gewinde versehen, auf das eine Mutter 36a aufgeschraubt ist, deren Widerlager eine Scheibe 37 bildet, gegen deren Unterseite das Rohr 35 mit seiner Oberkante drückt.

Sin Joch 38 (Pig. 10 und H) mit Jocharmen 39, die von einem Kopfstück 40 herabhängen, ist mit"dem oberen Ende des Hüllrohres 35 und mit der Scheibe 37 starr verbunden, und das Kopfstück 40 des Joches weist eine Gewindebohrung 41 auf, welche auf einen Gewindefortsatz 42 einer drehbaren, senkrechten Welle 44 aufgeschraubt ist. Die V.'elle 44 führt Schwingungen in senkrechter Richtung aus, was später eingehender beschrieben wird, und hat demzufolge lange Keilnuten 45, in die eine auf der Innenseite der Nabe "eines Schneckenrades 47 (s. auch Pig. 16) vorgesehene Keilversahnung 46 eingreift. Das Schnekkenrad 47 wird von einer auf der Welle eines Elektromotors

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49 sitzenden Schnecke 48 angetrieben, und ein Getriebegehäuse 50 umgibt die gesamte Anordnung. Der Motor 49 ist an einem Arm 49a aufgehängt, der an einer Stelle befestigt ist, die unabhängig von der schwingenden Welle 44 ist, wie dies später noch beschrieben wird. Aus der Beschreibung geht bis jetzt hervor, daß der elektromotor 49 die Schnecke und das Schneckenrad und über die Keilverzahnung die Welle 44 antreibt, so da3 diese in langsame Drehung versetzt wird. Dies geschieht nicht während des Eintreibens. Die Welle 44 wird in senkrechter Kichtung in Schwingungen versetzt, wie dies an späterer Stelle noch beschrieben wird, und diese Schwingung v.ird von dem Motor 49, der Schnecke 48 und dem Schneckenrad 47 durch die Keilverzahnung 45, 46 ferngehalten, ^o werden die Schwingungen der Welle 44 über das Joch 58 dem Zuganker, der aus der Hülse 35, der Ankerstanre 30 und der Ankerplatte 33 besteht, zugeführt. Wenn der Motor 49 in Betrieb gesetzt wird, drehen sich auch die Welle 44, das Joch 38 und die Ankerhülse, die Ankerstange 30 und die Ankerplatte sind dann jedoch von dieser Anordnung getrennt, wie dies später noch ausgeführt wird.

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Die gesamte Anordnung ist, wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, auf einem Rahmen 51 eines Fahrzeugs 52 befestigt. Das Fahrzeug 52, das etwas schematisch angedeutet ist, hat nur Hinterräder 53, wogegen die Räder 54 die Räder einer Zugmaschine sind? der Drehschemel 55 ist hier nur schematisch angedeutet und die Zugmaschine nicht im einzelnen ausgeführt. Es genügt festzustellen, daß damit ein bewegliches Fahrzeug mit einem Rahmen 51 vorhanden ist. Auf dem Rahmen 51 ist ein weiterer, waagerechter Rahmen 56 für die erfindungsgemäße Vorrichtung befestigt. Auf dem Rahmen 56 befindet sich eine Verbrennungsmaschine 5ti, ein luftkompressor 59, der von der Verbrennungsmaschine 5β angetrieben ist, ein Druckluftbehälter 60 und ein nach oben weisender Rahmen 61, der auf dem hinteren Ende des iCragrahmens 56 am Ende des Fahrzeuges errichtet ist. Auf dem Rahmen 61 ist die Vorrichtung zum eintreiben der Anker untergebracht, die als Ganzes mit der Ziffer 62 bezeichnet ist.

In den Rahmen 61 ist ein Paar Lager 63 und 64 eingesetzt, in welchen sich eine horizontal verlaufende Welle 65 dreht. Am hinteren Ende dieser Welle 65 ist ein Zy-

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-w-

linder 66 angebracht, und zwar in derartiger Stellung, daß er gerade hinter dem Fahrzeugrahmen 51 zu liegen koinnt, und das Vorderende der Welle 65 trägt ein Kettenrad 67, welches über eine Kette 68 mit einem kleinen Antriebskettenrad 69 verbunden ist, das über ein entspre-

ehendes Übersetzungsgetriebe 7Ö von einem Elektromotor 71 angetrieben wird, welcher auf der Unterseite der die Lager tragenden Plattform 72 des Gestellrahmens 61 angebracht ist. Mit Hilfe dieser Vorrichtungen kann der Luftzylinder 66 langsam um die horizontale Achse H-H· der Welle 65 geschwenkt werden. In dem Zylinder 66 ist ein Kolben 75 auf einer Kolbenstange 76 geführt und mit entsprechenden Dichtungen gegen den Zylinder abgedichtet. Damit sich die Kolbenstange 76 nicht um ihre Längsachse dreht, was, wie später noch verständlich wird, besonders wichtig ist, ist sie von einer Buchse 76a umgeben, die auf der Oberseite des Zylinders befestigt ist. Längsnuten 76b und entsprechende Gleitkeile 76c in der Kolbenstange 76 verhindern ein Verdrehen. Ein am unteren Ende der Kolbenstange 76 angebrachtes Joch 77 trägt schwenkbar einen Schwingungsgenerator und eine Federanordnung, die insgesamt mit der Ziffer 78 bezeichnet sindj außerdem ist daran die «schwingende Welle 44 befestigt, wie auch das Joch 38

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und der Tragarm 49a für den Motor und das Getriebegehäuse, wobei sich die gesamte -Anordnung um die Achse 0-0' (s.Pig. 1) drehen icann. Der Schwingungsgenerator und die federanordnung sind am besten aus den !ig. 10, 15, 16, 16a und 17 ersichtlich, auf welche im folgenden Teil der Beschreibund besonders bezug genommen wird.

Der Schwingungsgenerator und die Federanordnung bestehen im wesentlichen bei dieser Ausführungsform der Erfindung aus einem luftangetriebenen Schwingungsgenerator 80 auf der Oberseite dieser Anordnung, welcher eine Wechselkraft erzeugt, die in Längsrichtung der Achse A-A' (s. Fig.16) orientiert ist, und einer Luftfeder 81, die im wesentlichen der Wechselkraft der Generatoreinheit entgegenwirkt.

.Die Luftfeder 81 besteht aus einem Zylinder oder zylindrischen Gehäuse 82, in welchem ein Kolben 83 enthalten ist, der mit einer senkrechten Säule 84 eine Einheit bildet, wobei sich diese Säule oberhalb des Zylinders 82 durch eine röhrförmige Verlängerung 85 des oberen Zylinderdeckels erstreckt und auf ihrem oberen Ende den

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Schwingungsgenerator 80 trägt. Die Säule 84 erstreckt sich auch auf der Unterseite des Kolbens durch einen rohrföriQigen Ansatz 86 im unteren Zylinderdeckel. Sie ist in den Rohransätzen 86 und 85 abgedichtet, wie dies in der Pig. 16 gezeigt ist. Die Zylinderkammern 87 und 88 oberhalb und unterhalb des Kolbens 33 werden mit Preßluft versorgt. Wird nun der Kolben 83 im Zylinder 82 nach oben bewegt, so wird die Luft in der Kammer 87 zusammengedrückt und wirkt somit der Bewegung entgegen. Das gleiche geschieht, wenn der Kolben 63 im Zylinder 82 nach unten bewegt wird, da dann die Luft in der Kammer 88 stärker zusammengedrückt wird, so äaä sie der Kolbenbewegung nach unten entgegenwirkt. In das untere Ende der rohrförmigen Verlängerung 86 des Zylinders ist ein Traglagergehäuse 90 eingeschraubt, v,^relehes mit Traglagern 91 versehen ist, in die das abgesetzte obere Ende 92 der Welle 44 eingesteckt ist. Das Wellenende 92 stützt sich mit einer aufgesetzten Druckscheioe 93 und einer Mutter 94 gegen diese Lager ab, so daß die »eile 44 von den Traglagern 91 gehalten wird. Die Vielle 44 und die ganze Anordnung des Zugankers ist also drehbar auf der Unterseite der Luftfeder befestigt, wie das bei S gezeigt ist.

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Der Kopf 96 (Pig*16) ist mit einer Bohrung 97 in senkrechter Richtung versehen, in welcher die zylindrische Säule 84 oberhalo des Zylinderrohrfortsatzes gleitet und gegen die sie abgedichtet ist? außerdem ist die Bohrung in ihrem unteren Teil 98 erweitert, so daß der Rohrfortsatz 85 dort gleitbar eingreifen kann und gegen die Wandung des Kopfstückes abgedichtet ist. Über dem oberen ände des Zylinderrohrfortsatzes 85 ist ein freier Raum 99 für eine freie ■ Vertikalbev/egung gelassen. Das Kopfstück 96 ist direkt mit dem Joch 77 über Tragarme 100 verbunden, und zwar über Schwenkbolzen 101, die in der Schwenkachse 0-0' in Augen 102 auf der Innenseite der Arme 77a und 77b des Joches 77 eingeschraubt »ind, 3er !Tragarm 49a für den Motor 49 ist gleichfalls um die Achse 0-0' schwenkbar am einen Jocharm aufgehängt, indem ein Auge an oberen iäide 104 des Sragarms 49a auf den Angu3 102 auf der Innenseite des Jocharms aufgesteckt ist. Die,Jocharme weisen außerdem auf ihrer Außenseite Angüsse 106 auf, die auf der Achse 0-0' liegen, so daö mit Hilfe einer am Tragarm 49a angesehraubten Klemmplatte 107, die auf einen der Angüsse aufgesteckt ist, der Tragarm an Joch befestigt ist. Der Kopfstück 96, die

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Säule 84, der auf der Säule 84 gleitfähige Zylinder 82, die Teile darunter einschließlich der Welle 44 und des daran befestigten Zugankers 28 sind demnach schwenkbar am Joch befestigt und können in ihrer Gesamtheit um die Achse 0-0' schwingen.

Der Luftzylinder 82 mit der Welle 44 und dem Zuganker einerseits und die Säule d4 mit den daran befestigten Teilen andererseits schwingen auf der Achse A-A¹ (Pig.16) mit entgegengesetzter Phasenlage, so daß der Zylinder 8L· sich nach unten bewegt, während der Kolben 83 und die Säule 84 eine Bewegung nach oben ausführen, und umgekehrt. Um genaue Phasenopposition von Zylinder und Kolben und damit einen im wesentlichen ruhigen Aufhängepunkt des scLwingfähigen Systems zu erhalten, werden vorzugsweise folgende Haßnahmen getroffen. Am oberen .rinde der Säule 84 v;ird ein Jocn 106 mit seiner Mitte befestigt, und ein Jocn "Ό9 ist mit seiner i-Iitte am unteren Fortsatz cb des Luftzyiinaers 82 befestigt. Eeide Joche 108 und 10j weisen Γ,ν,-ei in entgegengesetzte Richtungen weisende 'Arme 108a und 10bb bzw. 10ya und 109b auf, und aie Achsen, die durch die beiden Jocnarme gelegt sind, schließen mit

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einander einen Winkel von etwa 45° ein, wie dies am besten aus der Mg. 15 ersichtlich ist. Die entsprechenden Jocnarme liegen beiderseits der Stütsarme 100 (s. inabesondere Fig. 15). In den Mittelpunkten der Arme 77a und 77b des Joches 77 sind schwenkbar Hebel 110 angebracht, die unterhalb der Tragarme 100 hindurch verlaufen,und sind mittels Bolzen 101 befestigt. Die Bolzen 101 liegen auf der Schwenkachse 0-0', die bereits an früherer Stelle erwähnt wurde. Die beiden Arme 108a und 108b sind mit den Enden der Hebel 110 über Verbindungsstücke 112 und 113 angelenkt, wie auch über Verbindungsstücke 114 und 115 die Arme 109a und 109b des Joches 109 mit den Hebeln 110 verbunden sind. Hit Hilfe dieser Konstruktion steht das Kopfstück 96 mit den Armen 100 gegenüber dem Haltejoch 77 still, während die Säule 84, an der der Schwingungsgenerator 80 und das Joch 108 befestigt sind, und der Zylinder 82 mit dem Joch 109 sich gegeneinander mit entgegengesetzter Phasenlage schwingend bewegen, d.h., daß die Säule 84 sich nach unten bewegt, während der Zylinder 82 aufwärts geht und umgekehrt. Diese Re3,ativbewegungen werden dazu verv/endet, den Luftdruck in den Zylinderkammern 87 und 88 zu steuern, was im folgenden

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noch genauer beschrieben wird. Es ist nicht unbedingt nötig, die Verbindungsglieder 112 bis 115 und die Hebel 110 zu verwenden, jedoch begünstigt ihre Anbringung die Arbeitsweise. Das System arbeitet genauso selbsttätig in der eben beschriebenen Vfeise, jedoch sind diese Elemente zur Stabilisierung der Einrichtung von Vorteil, die dienen darüberhinaus dazu, eine Veroinaung zwischen dem Luftzylinder 66 und dem kahmen zu schaffen, so daß sie also eine weitere Funktion ausüben, was andernfalls, wenn sie nicht vornanden wären, z.B. mittels einfacher Federn durchgeführt werden könnte.

Auf der Säule &4 sitzt direkt der Schwingungsgenerator 80. Dieser Schwingungsgenerator SO vermittelt dem oberen .ünde der Säule 84 eine in senkrechter Richtung wirkende V/echselkraf t, deren Frequenz gleich der Resonanzfrequenz des schwenkfähigen Systems gewählt wird. Es sind viele verschiedene Ausführungsformen des Schwingungsgenerators anwendbar; hier ist ein Scnwingungsgerierator mit umlaufender Masse gezeigt, der nicht nur einfacn ist und wirkungsvoll arbeitet, sondern auch -Eigenschaften und Vorteile aufweist, die bereits an früherer Stelle beschrie-

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ben wurden. ür' ist aus dem Grunde für die Darstellung gewählt worden, ohne daß dadurch die Erfindung auf diese Generatorausführung begrenzt ist. Von der Mitte eines querliegenden Rohrstückes 120 erstreckt sich ein Schaft 121 nach unten, der mit einem Gewinde in das Gewinde des oberen Endes der Säule 84 eingeschraubt ist. Der Schaft 121 durchsetzt außerdem eine Bohrung 122 im Mittelpunkt des Joches 108 und sitzt mit einer Schulter auf der Oberseite des Joches 108 auf, so daß 'dieses dadurch mit der oberen Abschlußfläche der Säule 84 verbunden ist. Der Körper 1<JU setzt sich nach beiden Seiten in Röhrenden 124 fort, deren Bohrung 125 durch den ganzen Körper 120 hindurch verläuft. In die äußeren Öffnungen der Bohrung '\dⁱ? sind Verschlußschrauben 12b rat ^¹*⁰¹-³⁶*"! Köpfen 127 eingesehraubt, deren Aufiendurchmesser größer ist als der Au.;eiidurciinesser der Rohrfortsätze 124. Zwisehen dem nach oben vorstellenden Teil des Körpers 120 und den Schraubenkopf en 1<L7 liegen Unwuchtringe 130 auf den Rohrstüci: en auf, deren Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außenaurohnesser der Roiirfortsätze 154, so da.? dj e Unwuentrinde 1?0 aie Rohrfortsatse 124 in einer oehleuderbevegung· umkreisen können. Diese üchleuderbevegung wird

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dadurch hervorgerufen, daß Druckluft aus Düsen 131 in den üohrwandungen der Rohrfort sät ze 124 gegen die Innenflächen der Ringe 130 ausströmt (s. Fig.17). Die Schraubenkopf e 127 und die Seitenflächen des Körpers 120 dienen als Führung für die Unwuchtriiige 130, denen dadurch mit möglichst geringem Spiel die Schleuderbewegung ohne stärkere Reibung ermöglicht ist. Druckluft wird der Bohrung 125 zugeführt und durch die tangential stehenden Düsen 131 gegen die Schwerkraftringe 130 geblasen, so daw diese um die Rohrfortsätze 124 in der mit einem Pfeil, angedeuteten Richtung (s. Fig.17) wirbeln. Es versteht sich, daß die Unwuchtringe mit einer Zentrifugalkraft auf die Rohrteile 124 einwirken, und die Vektoren dieser Zentrifugalkräfte laufen um die Rohrachse um und wirken sich über den Körper 120 auf die Säule 84 aus. Bei diesen Bedingungen syncnronisieren sich die Ringe miteinander selbst, so da3 sich die Kraftvektoren in Gleichtakt befinden und einander unterstützen.

Me Vektoren der Zentrifugalkräfte, die auf die Säule c4 einwirker-, haben sowohl Horizontal- als auch Vertikalkomtonenten. Die Ecrizontalkoim.onenten sind für

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die Erfindung nicht wichtig und können unberücksichtigt bleiben. Sie könnten ausgeglichen werden, wenn zwei Generatoreinheiten Verwendung fänden, die in entgegengesetzter Richtung drehen. Es ist aber nicht wichtig, dai3 die Horizontalkomponenten ausgeglichen werden, was aus dem folgenden deutlich wird. Die Vertikalkomponenten wirken wie eine Wechselkraft, und die Schieuderringe 130 |

werden durch entsprechende Einstellung der zuströmenden luft mit derartiger Geschwindigkeit angetrieben, daß die Frequenz der Wechselkraft in den Resonanzbereich der schwingfähigen Einrichtung fällt, die im wesentlichen aus dem Zuganker, der Antriebswelle 44, dem Luftzylinder 82, dem Joch 109, dem Joch 108, den Verbindungsgliedern und Hebeln, dem Schwingungsgenerator 80, der Säule 84, dem Kolben 83 und den Luftpolstern in den Zylinderkammern 87 und 88 besteht.

Als nächstes wird das System dargelegt, durch welches dem Schwingungsgenerator 80 und der Luftfeder 31 Luft zugeführt wird.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Kompressor 59 dargestellt, der mit einem Druckluftbehälter 60 über eine Ro.hr-

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leitung 140 verbunden ist, und eine weitere Druckluftleitung 141 führt vom Druckluftbehälter 60 in ein Verteilerventil 143. Vom Verteilerventil 143 gehen zwei
Leitungen 144 und 145 aus, die zum oberen üinde der Kolbenstange 76 führen und dort mit Luftführungswegen 146 und 147 verbunden sind, die zueinander parallel durch die Kolbenstange 76 führen. Die Luftführungswege 146 und 147 sind am unteren Jinde der Kolbenstange mit weiteren Wegen 148 und 149 verbunden, die sicn durch die Jocharme 77a und 77b erstrecken. Sie enden auf der Acnse 0-0' und führen in die Angüsse 106. In diese sind Rohranscnlußstücke 150 eingeschraubt, deren eines über einen Schlauch 151 mit einen Anschlußstück 152 verbunden ist, welches sich im Kopfstück 96 befindet und mit einer inneren,ringförnigen Nut 153 in Verbindung steht, in die weitere Luftführwege 155 einmünden, welche nach oben durch die Säule 84 und den Schaft 121 zur Bohrung 125 und damit zu den Luftdüsen 131 führen.

Mit dem anderen Anschlußstück ist ein Schlauch 160 verbunden, der zu einem weiteren Anscnlußstück 161 führt, welches mit einer Ringnut 162 im Kopfstück 96
verbunden ist, die den oberen Zylinder-Rohrfortsatz 85

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uingibt. Die Ringnut 162 steht mit zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen 163 im zylindrischen Fortsatz des Zylinders 82 in Verbindung, wobei der Zylinder 82 den Kolben 83 zentrisch führt. Die Öffnungen 163 verengen sich nach innen zu engen Schlitzen 164 und 165 auf der Innenseite des zylindrischen Fortsatzes 85. Bei Mittelstellung des Kolben6 83 und der Säule 84 im Zylinder 82, wie dies in der Fig. 16 dargestellt ist, steht der Schlitz 164 einer Öffnung 166 in der Säule 84 gegenüber, die in eine Leitung 167 führt, welcne in die Zylinderkammer 67 zwischen Zylinder c2 und 83 leitet. Der Schlitz 165 stent gleichfalls einer Öffnung 168 in der Säule 84 gegenüber, die über eine Leitung 169 zum Zwischenraum zwischen Zylinder 6<: und Kolben ö3 führt. Verschiebt sich der Kolben 63 gegenüber dieser Stellung, so vcerden die öffnungen 1oc und 168 verschlossen, so daß die -Lylinderkanusern s7 und ao "nach au3en hin ac ^eisenlos sen sind und die eingeschlossene Luft ihren Druck beiderseits des Kolbens 63 behält. Verschiebt sich also der Kolben 53 nach oben, so steigt der DrucJc in der Karyner &7 über den V.'ert aii, mit .welcjiea die Liift vc^ druckluftbe:_-r.lter bG cu/eiüiirx -.vira, Λθέε-:εΐν der Luftdruck in der Ka::„r,er -Sä unter

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diesen. Viert fällt. Es steigt also der Widerstand gegen eine Aufwärtsbewegung des Kolbens sehr stark an, so daß das Druckluftsystem wie eine Feder wirkt. Das entsprechende geschieht, wenn der Kolben 83 nach unten bewegt wird, da dann ebenfalls die Öffnungen 166 und 168 verschlossen werden und der Druck in der Kammer 87 nunmehr fällt, wogegen der Druck in der Kammer bö ansteigt. Der KoIoen gibt also sowohl bei der Aufwärts- als auch bei der Abwärtsbewegung eine Kraft ab, die der einer zusammengedrückten Feder entspricht, is handelt sich also um einen doppelt wirkenden Kolben.

Von der ochwingungslehre ner betrachtet, hat der Kolben also eine gewisse Steifigkeit und wird gegen den Druck in den Zylinderkanmern naca oben bzw. unten bewegt. Die öxeifigkeit nängt von zwei Faktoren ab. Zunächst einmal drickt die Luft, die aus dein Druckluft behälter 60 zuströmt, die in beiden Kammern 87 und 68 befindliche Luft (ileicriaäiig zusammen, so daß ihre Dich-te erhöht wird. Die Veränderung des Luftdruckes oberhalb und unterhalb des K-oloens, wenn dieser verschoben wird, ist umso großer, je höher die Dichte der Luft ist. V.'ird also der Luftdruck in

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den Kolbenkammern erhöht, so wird damit die Steifigkeit des Systems vergrößert. Gleichfalls wird die Steifigkeit erhöht, wenn das Volumen der Kolbenkammern 87 und 88 verkleinert wird. Außerdem ist die Größe der Kolbenfläehe für die Steifigkeit des Systems von Bedeutung, und zwar ist das System umso steifer, je größer die Kolbenfläehe ist. Durch geeignete Bemessung des Kolbendurchmessers, des Druckes im Druckluftbehälter und des Zylindervolumens kann also die Steifigkeit des Systems eingestellt werden. Die Resonanzfrequenz des schwingfähigen Systems ist aber von der Steifigkeit im System und der Masse abhängig. Mne derartige Luftfeder gibt es also in die Hand, die Steifigkeit des Systems beliebig zu wählen. Geringe Masse und große Steifigkeit (geringe Elastizität) läßt die Resonanzfrequenz ansteigen, und die Resonanzfrequenz kann auf diese Weise sehr weit gesteigert werden. Zum Eintreiben von Zugankern wird im allgemeinen eine Resonanzfrequenz zwischen 60 und 120 Hz gewählt.

Außer für geringe Verluste an den .Dichtungsstellen wird von der Luftfeder keine Druckluft aus dem Behälter verbraucht» Es ist lediglich nötig, solange Luft in die

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Kammern 87 und 88 hineinzudrücken, bis die gewünschte Resonanzfrequenz erreicht ist, und dann den Druck auf dieser Höhe zu halten. Ganz gewöhnliche Kolbenringe auf dem Kolben S3 sorgen dafür, daß die Luft nicht ausströmt. Ähnliche Ringe werden an anderen Stellen verwendet, an v/elchen der Kolben gleitet, wie dies aus der Zeichnung zu ersehen und ohne weiteres zu verstehen ist.

Wie bereits früher erwähnt, ist das Joch 77, welches den Schwingungsgenerator, die Luftfeder, die Welle 44 und den Zuganker usw. trägt, am unteren Ende einer Kolbenstange 76 angebracht, die einen Druckluftzylinder 66 durchsetzt und mit einem Kolben 75 versehen ist (s. Pig.1). Der Kolben 76 und die mit ihm verbundenen Teile können von einer obersten Stellung, wie sie in der Hg. 1 dargestellt ist, bis zur untersten Stellung bewegt v/erden, was mit Hilfe von -druckluft aus dem Druckluftbehälter 60 geschieht, die entweder von der Oberseite oder von der Unterseite den Luftzylinder 66 über zwei Leitungen 170 und 171 zugeführt werden, welche durch ein entsprechendes Vierwege-Ventil inner-

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halb der Steueranordnung 143 gesteuert werden. Ohne Erläuterungen versteht sich, daß durch eine einfache Handnabung des Steuerhandgriffes 173 des Vierwege-Ventils Druckluft durch den Schlauch 170 auf die Oberseite des Kolbens gegeben wird, während gleichzeitig die aus dem unteren 2ylinderraum über die Leitung 171 ausströmende Luft in die Umgebung abgelassen wird, und zwar durch die bei 174 angedeutete Öffnung in der Ventilanordnung 143. Durch entsprechende Stellung des Hebels 173 kann dann auch durch den Schlauch 171 Luft auf die Unterseite des Kolbens 170 gegeben werden, wobei dann, gleichzeitig die Luft aus der oberen Zylinderkammer über die Leitung 170 und die Öffnung 174 ausströmt. Handgesteuert kann also die Kolbenstange 76 zwischen ihrer obersten Stellung, die in der Fig. 1 gezeigt ist, und der unterst möglichen Stellung, die in anderen Piguren gezeigt ist, verschoben v.-erden»

2s wird jetzt die Arbeitsweise der gesamten Anordnung beschrieben. An fr"in«rer dtelle- wurde bereits gesagt, daß es vorteilhaft ist, das System mit Resonanzfrequenz zu betreiben, welche durch die Masse und die

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elastischen Konstanten im System gegeben ist, damit der Anker 28 mit der Ankerplatte 33 in kräftige VertikalscfiWingungen versetzt wird.

Ein Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, aaü der Zuganker ait der Ankerplatte 33 ein 'i'eil des

ingfähieet; Systems ist, welches mit Resonanzfrequenz rxwingt, so daiü auc/i seine Einzelteile mit Resonanzfrequenz schwingen. Diese Einzelteile sind im wesentlichen massenbehaftete ieile im ochwingungssystem, obgleich es · aucn vorjco;i:.ien jtann, aaß diese 'Teile sich elastisch verformen und auf diese Weise zur Federwirkung und damit zur elasti3cnen ReaKtanz des schv/iiu-fähigen Systems beitragen, wodurch sie dann Einfluß auf die Schwingung nehmen, inden. sie z. 2. den Resonanzscheitelwert verschieben. Die Hauptfederwiricung geht jedccn von der bereits genannten Luftfeaereinheit öl aus, die in. der genannten um oescnrieDenen Weise arbeitet. Jie Hassenreaktanz des dystecs setzt si cn aus den Massen aller schwingenden -eile einscilieilicn der Zugan.-cer zasa^'uen. Die oteifigiceix der Luitieaer ^.anri senr Loch govut und so eingestellt Y.erje:-, a·^- uie hesji,\ii.zi'rer^eu.,, cei welcher ge-

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arbeitet wird, etwa im Bereich zwischen 60 und 120 Hz . liegt. Das nunmehr zu beschreibende System ist ein Schwingungssystem mit konzentrierten Größen sowohl bezüglich der Masse als auch der Federsteifigkeit, im Gegensatz zu dem eingangs erwähnten Pfahlrammverfahren.

Der Schwingungsgenerator 80 wird mit einer Frequenz betrieben, welche Resonanz ergibt, was dadurch geschieht, daß der Druck der zugeführten Luft allmählich erhöht wird, bis der Generator 80 das System in Resonanzschwingungen versetzt. Der Resonanzpunkt ist dadurch festzustellen, daß die größten Schwingungsamplituden auftreten. J£s ist bereits beschrieben worden, auf welche Weise die Generatorfrequenz durch einfaches Verstellen des Luftdruckes am Steuerventil 143 verändert werden kann. Der Generator erzeugt sowohl Horizontal- wie Vertikalkomponenten einer ¥echselkraft, die auf das obere Ende der Säule 84 wirkt, welche mit dem Kolben 83 der Luftfeder verbunden ist. Die Schwingung befindet sich nur bezüglich der Vertikalkomponente in Resonanz, so daß die Horizoritalkomponente kaum in Erscheinung tritt und vernachlässigt werden kann. Die.vertikale Wechselkraft des Generators 80 wirkt jedoch auf die Säule 84,

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wodurch, der Kolben 83 im Zylinder 82 hin- und herbewegt wird. Me gleiche vertikale Wechselkraft wirkt auch durch das Joch 10ö, die Glieder 112 und 113, die Hebel 110,

die Glieder 114 und 115 und das Joch 109 auf den Zylin- «

der 82, so daß dieser sich ebenfalls in senkrechter Richtung hin- und herbewegt, jedoch mit entgegengesetzter Bewegungsrichtung zum Kolben 83. Mit anderen V/orten, der zylinder 82 und der Kolben 63 senwingen mit entgegengesetzter Phasenlage.

Die Schwingungen des Luftzylinders 82 und natürlich auch des Joches 109 werden über den Lagerkopf S auf die Welle 44 und dann über das Joch 38 auf das Hüllrohr 35, die Ankerstange 30 und die Ankerplatte 33 übertragen. Diese letztgenannten 'ieile schwingen mehr oder v;eniger als Ganzes und miteinander im Gleichtakt, .ds nird damit nicht ausgeschlossen, daß sich in dem Hüllrohr 35 und in der Ankerstange 30 gewisse Längsverfornungsschwingungen ausbreiten; die Hauptsciiwingungsart ist jedoch die Körpers chwingung.

Es werden jetzt einige Besonderheiten des Schwingungssystems betrachtet. Zwei Massensysteme schwingen mit

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entgegengesetzter I-nasenlage und gleichen einander dadurch ab. die sind über eine elastische Feder, in diesem Fall eine Luftfeder, miteinander verbunden und auch gesteuert. Eines der iuassensysterne setzt sich zur Hauptsache aus dem Zuganker, der Ankerplatte, aer Vielle* t*4, dem Luftfederzylinder o2, dem Jocn 109 una. >ien Gliedern 114 und 115 zusammen. Das andere besteht im wesei-tli chen aus der Säule 84 mit dem Kolben e3 der Luftfeder, dem Schwingungsgenerator oO una den Jliedern 11_£ und 113. Bie beiden Massensyeteme Definden sich gegeneinander ungefähr im Aogleich, so daii ihr -c-iixflui auf das Trag ,joch in der Achse 0-C nur senr gering ist. Sci_lv.insui_i£-t-:r_iä.ii₁; gesprochen- bedeutet dan, dai zwei abgej 1 i chene Jruipen von nassenreaktanr.eri verbanden sind, zn welciier einen der Lugaiuter und zu welcher anaerer. dir .'ehvii.gungsenergiequelle gehört, die über einen "Schwingkreis ::.it Pederele^eiiten -Lufxfeder.' miteinander vert) mdeu :;ind. und bei Resonanzfrequenz des schwimjfähigen iysteiiG cexrieber: weraeii, se aa^: nacr. au.?en keine energie nur. Ber-chleuiii gen irger.iweloner Hassen verbrauch! wira, was zur Felge nat, dai das Eintreiben des Zuganiiers sehr v/ir^saia vor si cn ger.t.

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Um einen Zuganker mit Ankerplatte einzutreiben, wird nun folgendermaßen vorgegangen. Mit Hilfe des Mo-r tors 71 werden die Welle 65 und der Luftzylinder 66 langsam aus der Normalsteilung, die in den Fig. 1,2 und 3 vollausgezogen, dargestellt ist, so verdreht, daß der Zylinder 66 eine schräge Lage einnimmt, wie dies gestrichelt in der Fig. 3 oder in der Fig. 5 dargestellt ist. Die Ankerstange 30 mit der Ankerplatte 33 sind mit dem Hüllrohr 35 und dem Joch 38 so verbunden, wie dies aus der Fig. 10 zu ersehen ist, und die Ankerstange und die anderen Teile v/erden um die Achse 0-0' im Joch 77 verschwenkt, so daß das Hüllrohr 35 etwa im recnten V.'inkel zur Kolbenstange 76 steht, wobei das untere iinde der Ankerplatte 33 auf den Untergrund G aufgesetzt wird und, wenn der Boden weich ist, die Ankerplatte 33 selbst in den Erdboden eindringt, wie dies in der rig. 5 gezeigt ist. Der Berünrun^spunkt der Ankerplatte 33 mit dem irdboaen ist bezüglich der Schwingachse E des Luft Zylinders so _e'^ewählt, daß der Verbindunpspunkt zwischen Ankerstange 30 und Ankerplatte 33 senkrecht unterhalb der Schwingachse H des Luftzylinders liegt, wenn der ZuganKer mit dea Hüllrohr 35 unter dem

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angegebenen Winkel in den Boden eingetrieben worden ist. Die Kolbenstange 76 ist in der in der Pig. 5 dargestellten Ausgangsstellung vollkommen ausgefahren, so daß der Kolben 75 im Zylinder 66 die unterste Lage einnimmt. Wenn die einzelnen Teile die in der Pig. 5 dargestellte Lage einnehmen, wird der Schwingungsgenerator 80 angetrieben, wie dies bereits beschrieben wurde, so daß er mit Resonanzfrequenz des schwingfähigen Systems schwingt. Die Zugankeranordnung führt im wesentlichen als Ganzes Längsschwingungen aus. Auf die Weise dringt die Ankerplatte 33 mit dem Hüllrohr 35 im erdboden vor, wobei sich die Schwingbewegungen dieser beiden Teile darin unterstützen. In Richtung des Pfeiles B in der Pig. 5 wirkt auf die Anordnung eine Kraft. Diese Kraft setzt sich einmal zusammen aus der Schwerkraft der im schwingfähigen System vorhandenen Massen und aus den Gewichten der Kolbenstange 76, des Luftzylinders 66 und des Joches 77, die um die Achse H drehbar sind und in der Achse 0-0' mit dem schwingfähigen System über das Joch verbunden sind. Diese Schubkraft kann noch dadurch verstärkt werden, daß der Motor 71 angetrieben wird und damit ein Drehmoment auf den Zylinder 66 und die Kolbenstange, 76

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ausübt, wie dies in den Pig. ο und ö gezeigt ist, wodurcn eine zusätzliche Kraft erzeugt wird, die außerdem in ihrer Größe verstellbar ist. Bei diesen Bedingungen arbeiten sich Anker und Zugstange selbsttätig i:n Boden voran, so daß sie aus der in der Fig. ο dargestellten Stellung in diejenige nach Pig. 6 gelangen. Das Voranschreiten im Boden wird dadurch ermöglicht, daß der Boden infolge der Resonanzschwingungen, aie im oystem erzeugt v/erden und nit denen der Zuganker bewegt wird, fließfähig wird.

Za wurde bereits erläutert, daß das Joch 77 mit dem Schwingungssystem an einem nicht scnwingenden Punkt verbunden ist, vorzugsweise in der Achse des Hebels 110, in welcher keine Schwingungen auftreten. Auf diese 7,'eise wird das Joch 77, die Kolbenstange 7ό und der Luftzylinder 66 gegen Schwingungen isoliert.

Ist der Zuganker nun bis in die in der Pig. 6 dargestellte Stellung eingetrieben, wird die Mutter 36a am oberen Ende des Zugankerstabes 30 gelöst und die Hülse 35 mit dem Joch 38 einige Zentimeter zurückgezogen in

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die in der Pig. 7 angedeutete Lage, so daß die Hülse 35 nicht mehr mit der Ankerplatte 33 in Berührung ist.

Der nächste Arbeitsgang ist nun der, in welchem mittels des mit Zapfen besetzten Hüllrohres 35 ein Kanal gegraben wird, in welchem die Ankerstange 30 um den Verbindungszapfen 32 um etwa 90° geschwenkt werden kann, wie dies die Pig. 8 zeigt. Auf der rechten Abbildung der Pig, 8 befindet sich das Hüllrohr 35 in der in der Pig.7 dargestellten Lage, und das Hüllrohr wird nun durch die Senkrechte gehend bis in die äußerste linke Lage (ausgezeichnete Stellung) geschwenkt. Um diese Schwenkbewegung durch die Erde für das Rohr zu erleichtern, wird das Hüllrohr gleichzeitig in Schwingungen versetzt und um seine Längsachse gedreht. Dadurch gräbt es sich den Kanal, wobei die gelockerte Erde nicht ausgeworfen wird, sondern das Hüllrohr seitlich um—fließt, wenn es durch die Erde geschwenkt wird. Das Schwingen geht genauso vor sich wie bisher, lediglich nit der Ausnahme, daß der Zuganker von dem schwingfähigen System gelöst ist. Das Hohr 35 wird mit Hilfe des Elektromtors 49 über das Getriebe in Drehung versetzt, welches in den Pig. 10 und 16 dar-

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gestellt und mit der schwingenden /felle 44, an der das Joch 38 befestigt ist, über eine Gleitkeilverbindung verbunden ist. Während nun das Rohr 35 in Längsschwingungen, versetzt und zugleich gedreht wird, dreht wiederum der Motor 71 den Luftzylinder 66 und die Kolbenstange 76 langsam in Uhrzeiverrichtung, wie es in der Pig.3 und in der Fig.8 angedeutet ist. .Bei Durchführung dieses Arbeitsganges wird der Kolben 75 -'nit der Kolbenstange 76 zunächst im Luftzylinder 66 zurückgezogen und dann wieder herausgescnoben, -vie es, bedingt durch die · Kreisbahn der schwenkachse 0-0' , erforderlich ist. Dies wird durch geeignete Verstellung am Steuerventil für die Druckluft des DruckluftZylinders erreicht.

'■lewd damit der Zuganker in die in der Pig. 8 vollausgezeichnete Lage gebracht ist, wird das Rohr 3> in axialer Richtung herausgezogen, indem der Druekluftsylinder mit dem Kolben 75 weiter im Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Zugstange 30 steht nun senkrecht zur Ebene der Ankerplatte 33. Der Erdboden, der den Kanal t ausgefüllt hatte, ist nicht ausgehoben worden, sondern er füllt den Kanal immer noch aus, ist dabei jedoch auf-

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gelockert. Bei dem ganzen Verfahren zun Setzen eines Zugankers wird also kein Erdboden ausgehoben. lediglich an sehr begrenzter Stelle wird etwas Erde aufgelockert. Die Ankerplatte 33 sitzt in im wesentlichen unberührten .Erdboden, vermittelt dadurch also die größtmögliche Haltekrat't. ' '

iiit einer kleinen Änderung kann die Verbindung zwischen Ankerstange 30 und Joch 38 erhalten bleiben, so daß die Anxerstange auch während der schwenkbewegung (S¹Xg;,8) in Schwingungen, versetzt wird. Die Stange 30 ist einfach bis zu ihrer Berührung mit dem Kopfstück des Joches 38 verlängert oder das iände der Stange ist dort eingedreht. Das untere -äade des Rohres 33, also dssjenige in der I¹Mg. 1ü unterhalb der Bruchstelle, wird ebenfalls weggelassen. Die Zugankerstange wird dann mit Hilfe des Joca.es in Schwingungen versetzt, indem die Abwärtsbewegung durch den Druck des Joches und die Aufwärts bewegung durch den Zug über die Mutter 36a erfolgt.

In den Fig. 11 und 12 ist eine abgewandelte Form des so«Den beschriebenen Systems dargestellt, in welcher

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ein scnraubenförmiger Zuganker verwendet wird, der entweder senkrecht oder aiieh unter einem bestimmten 7*irLicel gegen die Senkrechte eingebracht, jedoch nach dem Üintreiben in seiner Stellung belassen wird. Dieser «nxer wird nicht seitlich verschwenkt. In der Pig. 12 ist eine schwingende und drenbare Achse 44a dargestellt, als der Achse 44 im vorigen AusfUhrungsbeispiel entspricht; die welle 44a wird genauso v.-ie bei der vorigen Misi'ün.-rungsform über ein 3-etriebe von einem "Motor 49a angetrieben und ebenso wie im vorangegangenen Beispiel in Schwingungen versetzt. An ihrem unteren x-nde ist ein Joch 38a befestigt, das dem Joch 7>6 en % sr. rieht, Am. -Joch 38a ist ein Ronr 160 befestigt, an dessen ünde sich Klauen 181 befinden, die in Klauen 182 am oberen Rand eines darunterliegenden, ζ v/ei ten xtohres Id4 eingreifen, normalerweise wird dafür gesorgt, da:? die Klauen rsi teinander im Eingriff sind, v;as rrdt Hilfe eines Zugoolzens 166 geschieht, der axt Hilfe einer Platte 187 in oberen Teil des Rohres 164 befestigt una mittels einer Mutter 188 auf des Zugbolzen an eine Platte lr>v a.« toch 36a angeöcnraubt ist, Kit Hilfe der in aar Fig. 1> ciargesteilten Teile kann das untere ftohr 1S4 über die Uia'u-

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enfcupplung von. den* oberen Rohr 180 in. -Urehung und außerdem in senkrechte .schwingungen versetzt werden. Sachdem der Anker in die gewünschte Stellung gebracht ist, wird die Mutter 188 gelöst, so das damit das Joch 38a zusammen mit dem oberen Rohr 180 hoeiigeEogeri werden kann, während das untere Rohr 184 im Erdboden verbleibt»

Das untere Rohr 184 ist von einer ochraubenflache 190 umgeben, die einen gesamten IMlauf um das Bohr 184 darstellt. Beim Eintreiben des iaikers wird die Rohranordnung 184 mittels des Schwingungsgenerators und der Luftfeder in Schwingungen in Sichtung ihrer Längsachse versetst, während der Kotor 4?a das Rohr gleichzeitig dreht« Es ist wünschenswert, den ärncer in den Erdboden einsusehrauben, ohne daS dabei der'Boden aufgelockert Viird, so daß Drehung und Vorschub aufeiiiiinder abgestimmt sein müssen. IHs lä£t sich erreichen,' so daS der in den Boden eingeschraubte. Zuganker sich in den Boden hineinschraubt, ohne dai Boden für das YordrIngen der Schraubeniläche 190 aufgelockert weräen au-.?. Dadurch ist besonders guter Halt des Zugankers gewährleistet*

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Ist der Anker auf diese V/eise in den Untergrund eingebracht, wird die Mutter 188 entfernt und die Antriebsglieder einschließlich des Rohres 180 abgezogen, so daß lediglich der Anker mit der daran befindlichen Zugankerstange 186 im Boden veüLeibt und die Stange aus dem Boden herausschafut.

Es werden jetzt die Pig. 18 bis 23 besprochen, in welchen eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt nur einen Teil der Einrichtung, und zwar nur denjenigen, der von dem ersten Ausführungsbeispiel abweicht; das Fahrzeug, das in den Pig. 1 bis 3 dargestellt ist, und der Zuganker selbst sowie das Eintreiben und in-die-endgültige-Iage-Bringen ist wie in der ersten Ausführungsform. Die in den Fig. 18 bis 23 dargestellte Verbesserung bezieht sich zur Hauptsache auf die Federanordnung des schwingenden Systems. Mit Hilfe der hier gezeigten Ausführungsform läßt eich auch die Gelenkverbindung zwischen Schwingungsgenerator auf der einen Seite und der drehbaren und in !schwingung yersetzten Antriebswelle 44 umgehen.

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Es ist wiederum ein Joch vorgesehen, das hier mit der Ziffer-200 (s. Fig.19) bezeichnet ist und am Ende einer Kolbenstange 76' sitzt, die der Kolbenstange 76 aus dem zuerst beschriebenen -Beispiel gleicht und mit einem Kolben.innerhalb eines LuftZylinders verbunden ist. Das Joch 200 weist zwei Jocharme 200a und 200b auf. Zwischen den unteren Endender Joeharme ist mit Drehzapfen 201 und 202 drehbar ein mit einem Innenkanal 20'4 versehener King befestigt; in den Innenkanal

204 greift eine Halteplatte 205 mit Kreisbögen ein. Die Halteplatte 205 ist rund außer an zwei gegenüberliegenden Kantenabschnitten 206 ₉ die zueinander parallel verlaufen und an der, wie später noch beschrieben wird_r verschiedene Teile angebracht werden. Die Halteplatte

205 bildet eine nicht-schwingende Befestigung für die hydraulische Feder und für Kassenelemente des schwingenden Systems, die nun beschrieben werden. Es sind ,- ■ vier doppelt wirkende hydraulische Federelemente 210_s · 211, 212 und 213 vorgesehen« Sie sind mit ihrer Längsachse in senkrechter Richtung ausgerichtet und etwa-in ihren Mittelpunkten, in der Halteplatte 205 befestigte Eine dieser Federeinheiten 210 ist in der Fig. 23 be-

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sonders deutlich dargestellt. Die Federeinheiten sind untereinander gleich., so daß es genügt, die Federeinheit 210 eingehend zu besprechen. Sie v/eist ein Hauptgehäuse 215 auf, das zylindrisch ist und mit seiner Längsachse senkrecht steht; das Gehäuse ist in der Mitte 216 eingesogen, so daß es in eine Nut 217 von der flachen Kante 206 der Tragplatte 205 eingeschoben v/erden kann. Direkt oberhalb der Platte 205 weist üas Gehäuse 215 einen Befestigungsflansch 218 auf, mit welchem es an der Platte 205 durch Schrauben 219 befestigt wird. Im Gehäuse 215 befinden sich zwei sphärisch gestaltete Kammern 220 übereinander, die .jedoch voneinander getrennt sind, so da3 sie keine Verbindung haben. In die oberen und unteren Enden des Gehäuses 215 sind Zylindereinheiten 222 eingeschraubt, deren Zylinderbohrimgen 223 mit den Kammern 220 in Verbindung stehen. Auf c-ie f Außenenden der Zylindereinneiten 222 sind ..rndka? pen aufgeschraubt und an der Stelle 225 gleichachsig ait den Zylinderboiirungert 223 aurcxibohrt. In den Zyli^derbohrungen 223 und in äen Bohrungen 225 der ^.Dscaluilkap- ^>en 224 gleiten Kolben 226, die mittels-Dichtungen gegenüber den Grleitfläciieii abgedichtet sind." Zu jedem Zy-

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linder 222 gehört .ein Hohlraum 229, der hydraulische Flüssigkeit 230 enthält, und der Hohlraum 229 kann durch eine normalerweise mit einer JSinhüll schraube verschlossenen Öffnung mit Flüssigkeit gefüllt werden. Mit dem Hohlraum zur Aufnahme der Flüssigkeit 229 ist innerhalb der Zylindereinheit 222 eine mit Gewinde versehene Bohrung 234 in Verbindung, in die ein Rückschlagventil eingeschraubt ist, und Flüssigkeit, die durch das Ventil hindurchtritt, wird über eine "Durchflußleltung 238 in die Zylinderbohrung 223 eingeleitet, wobei die Öffnung 239 dieser Leitung 238 so gelegt ist, daß sie einmal vom Kolben 228 verschlossen und dann wieder von ihm freigegeben ist, je nachdem, in welcher Schwingungslage sich der Kolben gerade befindet» Normalerweise ist die öffnung 2'59 durch den Kolben 228 verschlossen, wie dies aus der Fig. 23 deutlich hervorgeht. Der sphärisch gestaltete Kohlraum 220 und die Sy lind erdbohrung 223 sind vollkommen nit Öl oder ähnlicher hydraulischer Flüssigkeit bis zur Kolbenfläche' hin angefüllt. ¥eim also der Kolben 228 nach unten bewegt wird, v,-ird das öl in dem Hohlraum 220 zusammengedrückt. Öl ist um 10p zusammendrückbar bei einem Druck von 1400 kg/em^. Die Volumen-

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änderung des komprimierten Öls ist direkt proportional dem Kolbenweg und damit auch die Druckänderung. Das Öl verhält sich also wie eine sehr steife Feder, deren Federkraft der Verschiebung direkt proportional ist, also sich nach dem Hooke'sehen Gesetz verhält.

Es ist verständlich, daß eine einzige Kolben-und Zylinderkammeranordnung nur in einer Richtung wirkt, d.h. daö die !Federkraft nur dann zunimmt, wenn der Kolben in die Kaminer hineingedrückt wird. Die Anordnung kann keine derartige Kraft abgeben, wenn der Kolben über den Punkt hinaus aus der Kammer herausgezogen wird, an welchem die flüssigkeit in der Kammer 220 unter Atmosphärendruek steht* Wenn der Kolben weiter herausgezogen wird, verdampft das Öl, was unbedingt vermieden werden muß. Deshalb werden zwei rückseitig gegeneinandergestellte Einheiten zu einer Doppelanordnung zusammengefügt, wie das die Hg. 25 zeigt« Das obere Bnde des Kolbens 228 ist gelenkig bei 241a mit einem Bnde des Joches 241 verbunden (s* Pig. 16 -und, 23). Der Kreuzkopf 240 und das eine Ende des Joches 241 sind durch Zugstangen 245 miteinander verbunden, welche durch Führungsrohre 248 durch die Irag-

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• platte 205 hindurchgeführt sind. Die zwei Kolben 228 _ müssen sich somit miteinander nach oben und unten bewegen»^ Drückt also der Kolben. 228 in der oberen Flüssigkeit skammer 220-die Flüssigkeit zusammen, so wird in der unteren flüssigkeitskammer 220 dadurch der vom Kolben 228 ausgeübte Druck vermindert und umgekehrt. Auf diese Weise ist das System doppelt wirkend, denn es benötigt eine Kraft sowohl wenn es nach oben als auch wenn es nach unten aus der Mittellage, die in der Pig. 23 dargestellt ist, bewegt werden soll.

Der Kolben 228 und die gleichen Kolben der anderen Einheiten sind in ihren 2ylinderbohrungen mit etwa 1/1000 mm Spiel eingepaßt. Dadurch wird verhindert, daß Öl am Kolben vorbei in den Behälter 229 tritt. Ss ist allerdings unmöglich, jeglichen Öldurchtritt zu vermeiden, und das öl,, das am Kolben i^orbei aus dem ·

Hohlraum 220 austritt, wird in dem Behälter 229 gesammelt. Damit das Öl in die Kammer 220 zurückfließen kann, ist ein Rückschlagventil 237 vorgesehen. Wenn der- Kolben 228 also aus dem Hohlraum 220 weit genug zurückgezogen ist, gibt er die öffnung 239 frei, so daß aus dem

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Behälter 229 Öl durch den Kanal 236 und das Kückschlagventil 237 sowie den Kanal 238 und die Öffnung 239 in die Kassier ,220 eintreten kann, wenn der liruck in der Kammer 220 unter Atmosphärendruck liegt. Auf die Weise wird ausgetretenes Öl von selbst wieder bei jedem Kolbenhub in das Drucksystem zurückgefordert, wenn d'abei ^ der Öldruck unter Atmosphärendruck absinkt.

'-7ie bereits erwähnt, steht; sich jeweils ein Paar von KoIoen und Zylindern gegenüber, una die Kolben sind miteinander über die Zugstangen 243 verbunden, so daß eine dopreit wirkende Federeinheit; entsteht. Insgesamt sind vier derartige doppelt wirkende ?euereinheiten 210, 21!, 212 unu 213 vorge^e-ien. iarnit die lieaktionskräfte dieser doppelt wirkenden J'ederu in Achsrichtung der Zuganiceranordnung wirken, sind jeweils die diagonal gegenüberliegenden federn miteinander verbunden. Es ist also die Einheit 210 mit der .Einheit 212 verbunden, so daß das Jocn 241 die Mittelachse kreuzt uiid nit beiden Einheiten 210 und. 212 verbünde;! ist. .Die Kolben 228 in beiden Einheiten 210 und 212 bewegen sich also gemeinsam. Das zweite Paar wird aus den Einheiten

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~ V r 7$ ~ \ ■."";.-■■; ■.;■■■■'

211 und 215 gebildet* Di.e unteren. Kolben 228 dieser Einheiten sind mit einem gemeinsamen Kreuaverbinder 242 verbunden» Der Kreuzverbinder 242 der Einheiten 211 land '213 ist durch 2ugstäbe 244> die durch iHihrungsroh-re geeteo&t sind j mit einem Ereit.zverbind.er 246 verbunden, der eilte qproße Masse aufweist, \\ras jetzt näher begründet-wird. " - ... '..■■-■■ . ■ ■' "

; Ss ist beabsichtigt, daß.: die Kolben 228 der hydraulischen Federeinheiten 211-und 213 mit entgegen-

Phasenlage zu den Kolben 228 der ]?ederein-210 una t!1? sohwingea* Das heiSt₁ daß die beiden, Kit schweren Massen belasteten Kreusköpfe 246 .sieh im Sleicbtakt nach oben und unten bewegen, land

in Segenphase ;;um Joch 241. Bm die feile dejmoöh Biteinander verbinden au können, sind He- S50 arehb&r an den beiden Außenkanten 206 der piatte . u5 angebriicüt» wobei die festen Drehpunkte dieser Hebe in el rs en Fall a^vi sehen den Federeinheiten 210 imä 211 ujiä is anderen Fall ζ*visehen den Federeiniteitea, ät2 -:nc ^1>. .-elegen sind. Der schwere Kopf 246 ist; über einei- Vercindunsshebel 254 mit einem 3nde des

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entsprechenden Hebels 250 und das entsprechende Ende des Joches 241 der Einheit 210 über einen Yerbindungshebel 256 mit dem anderen Ende des Hebels 250 verbunden« Entsprechend ist das schwere Kopfstück 246 der Federeinheit 213 über einen Hebel 258 mit einem Ende des anderen Hebels 250 verbunden, wogegen über einen Hebel 260 das andere Ende des zweiten Hebels 250 eben-. falls mit dem Joch 241 verbunden ist. So. sind die Kolben der Federeinheiten 211 und 213 auf mechanischem

Wege gezwungen, in Phasenopposition zu den Kolben der hydraulischen Federeinheiten 210 und 212 zu schwingen.

Die Gewichte der Kopfstücke 246 sind etwa so gewählt, da3 sie die Massen der Zugankeranordnung ausgleichen. Mit anderen Worten: die zusätzliche Masse

ent
der Kopfstücke 246 ,spricht im wesentlichen der Masse

der Sugankeranordnung, die aus der Welle 270 und den " daran befindlichen Zugankerteilen besteht» Wie besonders aus der Fig. 19 hervorgeht, ist die Welle 270 direkt an der Unterseite des Joches 241 befestigt. Die beschriebene Anordnung sorgt dafür, daß sich das *Joch 241 mit der daran befindlichen Welle 270 und den

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'.-■■■ " . — 81 - - ... . ■-■-■.-

Ankerelementen stets in Gegenphase zu den Gewichten der Kopfstücke 246 bewegen. Die Reaktionskräfte, die dadurch. ■ auf die Halteplatte 205 ausgeübt werden, gleichen sich gegenseitig aus, so daß die Platte 205 im wesentlichen in Buhe ist. Die Platte befindet sieh also sozusagen in einem Schwingungsknoten des Schwingungssystems, in welchem die Schwingungsamplituden Hull sind.

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Der Schwingungsgenerator ist im Ganzen mit der Ziffer 274 bezeichnet (s. iig, 19)-und ist genauso ausgebildet, wie derjenige, der in dem vorigen Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Der Rumpf 276 ist an dem Joch 241 befestigt, und seitlich stehen von diesem Rumpf zwei Röhren 277 ab. Diese Röhren sind an ihren beiden Enden durch Kopfschrauben 278 verschlossen, deren Köpfe Flansche 279 bilden, die eine seitliche Begrenzung für die Schleuderringe 280 darstellen, die um die Röhren schleudern. Der, Antrieb für die Ringe erfolgt durch luft, die aus etwa tangential gerichteten Öffnungen oder liuftdüsen 282 in den Röhren austritt. Die Arbeitsweise des Generators ist genau wie diejenige des schon beschriebenen Generators und braucht hier nicht noch einmal

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erläutert zu werden. Es genügt festzustellen, daß der G-enerator an. das Joch 241 und damit an das obere Ende der Welle 270 und der daran befestigten Zugankerelemente eine in senkrechter Richtung orientierte Wechselkraft abgibt. Die luft zum Antrieb der Ringe 2öO wird über eine Rohrleitung 284 zugeleitet, die an ihrem oberen Ende mittels einer drehbaren Verbindung mit einem ^ Druckluft s chi auch 285 verbunden ist, welche üiittels eines Fittings 286 an die Luftauleitung 289 im Drehzapfen 201'angescnlossen ist. Die Zuleitung 289 ist die Verlängerung der Leitung 290 im Jocharm 200a, die aus einer Leitung 291> welche die Kolbenstange 76^f längs durchsetzt, versorgt wird. ^T/;ie bei der vorigen'Ausführungsform wird die Luft durch die miteinander verbundenen Wege unter Druck zugeführt und so eingestellt, daß der Schwingungsgenerator 274 das schvringfähige System mit seiner Resonanzfrequenz anregt, wobei a'er Zustand der Resonanz aus der Größe der Schwingungsamplitude beurteilt wird.

Die V/eile 270 erstreckt sich bis zum Joch 292, an welchem die Zugankeranordnung 293 befestigt ist, die

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hier nicht weiter dargestellt ist "und die gleiche sein jcann wie hei dem ersten Ausftihrungsbeispiel. Die vielle 270 ist mit Keilnuten 294 versehen, in die eieitkeile eines Schneckenrades eingreifen, das τοη einer auf der Welle des Motors 295 sitzenden Schnecke angetrieben wird» wie dies in der JPIg-. 16 dargestellt ist. Der Motor "295 hängt an einem am Rahmenring 204 befestigten Arm. 296. :

Me Wirkungsweise des Systems nach aen Pig. 18 bis 23 ist derjenigen des in den Pig. 1 bis 10 und 13 ■ bis Ί7 geseilten Systems im vesentlichen gleich,auSör daB die drehbare Anbringung der Federanordnung und des Schwingimgsgenerators auf der Rahmenplatte 205 es erforöerlich jaacht_t daß die Sahnenplatte sich im fragering 204 drehen kann, wodurch wiederum der Iiagerkopf S (fig. 16} dter zuerst beschriebenen Anordnung entfällt« Stattdessen dreht sich die Rahmenplatte 205 mit allen daran befestigten feilen einfach in dem feststehenden Tragring 204. Auch die oben beschriebenen Terbindtings-' glieder, durch die die Kolben der hydraulischen federeinheit en 211 und 21" gezwungen werden, in Fhasenoppo-

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sition zu den Kolben der Federeinheiten 210 und 212 zu schwingen, können fortgelassen werden, da sie aus sich bereits ohne diese Verbindungsglieder dazu tendieren, in dieser Art zu schwingen.

Als nächstes wird auf die Fig. 24 bis 31 bezug genommen, in welclaen ein drittes Ausführungsbeispiel der ' Erfindung gezeigt ist; hier ist die pneumatische bzw. hydraulische Federeinheit der vorangegangenen Ausführungsbeispiele durch einen waagerecht gelegenen, elastischen träger ersetzt, welcher zu Biegeschwingungen angeregt wird.. Die stehende Biegeschwingung erfolgt in Richtung der Längsachse des Zugankers, und der Anker ist mit dem Sräger in einem Schwingungsbauch starr verbunden. Sin Schwingungsbauch tritt z. B. im Mittelpunkt des Trägers auf, so daS die Verbindung swischen dem Träger und der ZugankerkonstruKtion vorzugsweise im Mittelpunkt des trägers durchgeführt wird.

In der Fig. 29 ist das Hinterende eines Lasten-"fahrzeuge mit 300 bezeichnet, und auf dem Fahrzeug ist eine einfache G-algenkons tr Aktion 301 angebracht. Die

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. Gralgenkonstruktion 301 bestellt"'aus. einem paar über das Fahr&eugende überstehender'.Tragarme 302 und 303, die in waagerechter Richtung voneinander einen Abstand aufweisen und, an denen die Zuganker-Bintreibvorrlchtung aufgehängt ist« Die Tragarme 302 und.303 sind nahe ihren äußersten Snden durch einen waagereckten Verbindungsstab 304 miteinander verbunden» Am l'ragarm 303 ist eine Eolle 306 befestigt, über die ein Seil 307 läuft, das auf einer Winde ¥ auf dem Fahrzeug 300 aufgespult ist. Das Seil 307 ist an der Stelle 308 am oberen Träger- 309 eines Rahmens 310 befestigt, wobei dieVerbindungsstelle dem einen Ende des Querträgers 309 zu gelegen ist.

Das andere Ende des Querträgers 309 ist an der Stelle 311 mit einem weiteren Seil 312 verbunden, das über eine Rolle 313 läuft, die am Salgenarm 302 hängt j das Seil ist weiterhin über eine Rolle 3H geführt, die an der Verbindungsstelle 304 der G-algenarme hängt, so '

daß es von. dieser Rolle auf die Winde W auflaufen kann, wie dies in den Fig. 24, 28 und 29 geneigt ist. Der tragrahmen 310 ist mit zwei Endstücken 515 und 316 versehen, die von den "finden des Querträgers 309 abwärts ver-

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laufen und an der Stelle 318 gelenkig über Yerbindungslaschen 319 mit dem Hauptrahmen 320 verbunden sind. Die Verbindungspunkte 318 liegen auf einer waagerechten Achse Y-Y, welche durch den Schwerpunkt der nun näher beschriebenen Antriebsvorrichtung, die am Rahmen 310 befestigt ist, verläuft, so daß die Vorrichtung ohne Mühe um die Achse Y-Y'gedreht werden karm.

Auf einer Seite trägt der Rahmen 320 einen Verbrennungsmotor 322, auf der anderen Seite ist ein Getriebegehäuse 323 und ein Ausgleichsgewicht 324 angebracht, welches als Gegengewicht zum Verbrennungsmotor 322 dient. Diese Teile gehören alLe zur Vorrichtung zum Eintreiben der Zuganker.

Der Hauptrahmen 320 und die darauf abgeordneten Teile, die noch beschrieben werden, hängen am Rahmen 310, der seinerseits an den Seilen 307 und 312 hangt, so daß die gesamte Anordnung mit Hilfe der n'inde i/ gehoben und gesenkt werden kann.

Der Rahmen 320 ist aus zwei i'rägern 340 in Längsricntung und einem Paar kürzere Eisenträger 34-1,

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BAD ORJGiNAt,

die an einem Ende der fräger 340 aufgesetzt sind, sowie einem zweiten Paar kürzerer Eisenträger- 342, die am anderen Süde auf die !Längsträger 340 aufgesetzt sind« Der Antriebsmotor 322 sitzt auf den sswei Trägern 34t, das Getriebegehäuse 323 und das Gegengewicht 324 sind auf dem Srägerpaar 342 "befestigt.

In dem Zwischenraum zwischen den trägern 340

liegt ein Doppel-ΐ-fräger 350 aus Stahl. In zwei Bank- "

ten ,die etwa 175* von der Cfesaartträgerlänge iron dessen Ende entfernt sind, 'ist der Boppel-3i-l^!räger an den U-ScMenen-Sräeern 340 äes Hauptrahmens 320 befestigt. In der iUg. 27 ist zu sehen, daß der Steg des Dopp.el-3?-" * trägers 550 von einem Hohr 346 durchsetzt wird« Meses Eohr 34δ steckt in Lagerhülsen 347, welche die Seitenlaschen des Befeetigungsbügels 319 und die Ü-Sohienen 34Q-des Rahmens durchsetzen. Auf die "Weise sind diebeiden Punkte des Doprel-f-frägers -3-§0'""iait -dem.'-BääBsen 320 verbunden, '-.ie ν,-eiter unten noch beschrieben .wird, führt der fri--er'35O Siegescirffingungen in 3?oria eizier . - " -■ stellenden Schv/iiigun^: aus, und svrar vorsugsweise eine ¥ollwellensc^vringung, deren Schv/ingungsknoten etwa im

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Abstand von Mfo der Gesamtträgerlänge von den Enden auftritt, so daß die Fixpunkte des Trägers 350 in die Schwingungsknoten verlegt sind. Dadurch, daß die Schwingungsknoten nahezu keine Bewegung ausführen, ist der Harunen weitestgehend von den Schwingungen des Trägers isoliert.

Auf dem Doppel-T-Träger 350 ist ein Schwingungsgenerator 360 (Fig. 26) im Mittelpunkt des Trägers befestigt. Die Unterseite 361 des Generatorgehäuses sitzt auf einem rechtwinkligen Rahmen 362, der den Doppel-T-Träger 350 umschließt. Dieser Rahmen 362 besteht, wie aus der Pig. 26 deutlich zu ersehen ist, aus U-Schienen 363 und wird auf seiner Unterseite durch eine Platte 364 ergänzt. Durch den Steg des Doppel-T-Trägers 350 verläuft ein Bolzen 365, mit welchem der Träger an den Hahmenseitenflachen befestigt ist, so daß vom Schwingungsgenerator 360 Schwingungsenergie auf den Träger übertragen v/erden kann, so daß dieser in der Ebene seines Steges zu Biegeschwingungen angeregt wird.

Der Scnwingungsgenerator 360 ist ein Generator einfädler Ausführung mit zwei Zarmrädern 366, die mitein-

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BAD ORIGlNAt

ander im Eingriff sind und in geeigneten Lagern innerhalb des Generatorgehäuses gehalten werden. Mit den Zahnrädern 366 sind Unwuchtkörper 367 verbunden, so daß die Zahnräder wie nicht ausgewuchtete Schwungräder wirken. Die Gewichte 367 sind an den Zahnrädern so befestigt, daß sie sieh im gleichen Rhythmus einander annähern und voneinander entfernen, daß sie jedoch in ™ senkrechter Richtung im Gleichtakt miteinander Bewegungen ausführen. So werden die Schwingungskräfte in der waagerechten Ebene ausgeglichen, da sie einander gleich, jedoch entgegengesetzt gerichtet sind, während sich die Kräfte, die von den Unwuchtmassen in senkrecnter Sichtung hervorgerufen werden, miteinander im Gleichtakt befinden, sich also unterstützen. Diese senkrechten Komponenten rufen demgemäß eine Wechselkraft in senkrechter Richtung hervor, die vom Generator- i gehäuse direkt auf den Rahmen 362 und von diesem über den Bolzen 365 auf den Doppel-T-Träger 350 übertragen wird. .

Eines der Bahnräder 366 sitzt auf.einer langen Velle 370, die bis in das Getriebegehäuse 323 reicht.

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Das ^etriebegenäuse enthält Zahnräder zur l/rehaahlveränderung, und ihr Antriebsv/ellenende 37k! wird von Zeilenende 374 des Verbrennungsmotors 322 in Jremin^ versetzt. Sei dem hier gezeigteu Ausf~L--h.rurj.gs beispiel sind die bellen 372 und 374 gegeneinander versetzt, so daß Kardangelenke 375 in aen v'ellenzug eingeführt /-erden müssen.

An der Iriuidplatte 364 des Rahmens "502 ist ein Traglagergenäuse 377 angebracht, dessen Achse durch den Trägermittelpunkt des Doppel-!-trägers 35L verlauft, in welchem drehbar eine i'enKrechte WeIIe 37ö gehalten ist, auf deren unterem -Jicie ein Zahnrad 330 si^zt. 1/as Zahnrad 3öÖ ist mit einen weiteren Zannrad ^ö\ auf einer senkrechten WeIIe 382 im Eingriff, v,^relcne la einen Rahmen 3ö3 gehalten ist, der mit einen Anschlußflansch. am ü-Schienen-Itahmen 340 befestigt ist. Das Jehiiuse 5s5 eines Schneckenrades 3ö6, das au oberen ^nde dsr ..eile 3ö2 auf dieser befestigt ist, ist gleichfalls auf dem Bahmen 340 angebracht, und in deia Getriebege/iäuse steckt außerdem eine Schnecke 387 auf einer ¥elle 3«6, die über eine Riemenscheibe 389 und einem Eiernan 390 mit

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einer Antriebsriemenscheibe 391 auf der Ho torwelle 374 verbunden ist. Hit Hilfe einer Kupplung 592 kann die Riemenscheibe 3^1 wahlweise ein- und ausgekuppelt werden, so da!3 damit das Zahnrad 380 wahlweise in Drehung versetzt wird oder stillsteht. 'Jenn der Motor 322 läuft, dreht sieh das Zahnrad 380 langsam um seine Achse. Außerdem schwingt das Zahnrad 380 in senkrechter Richtung infolge seiner Verbindung mit den Trügermittel- " punkt, "vas jedoch auf die Zahnradverbindung zwischen den Zahnrad ei*¹380~und 381 keinen Einfluß hat, da das · Zahnrad "^dI das Sahnrad 380 auch dann antreibt, wenn das treibende Zahnrad im wesentlichen stillsteht und das angetriebene Zahnrad 380 in senkrecnter Richtung

An der Unterseite des Zahnrades 380' ist mit

einem Plansch 400 ein Rohr 401 befestigt, an welchem i

ein Joch 402 hänrt, das de:n Joch 38 der Pig. 1C und 14 gleicht. . Das Joch hat als^> SWSi'"Arme 403 ^it einer dazwischenliegenden Platte 404, gegen welche das obere ünde eines Hüllrohres 405 gebogen ist, genau viie das Hüllrohr 35 der ersten Aus führung sforai gemäi. der Erfin-

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dung, in welchem der Zuganker untergebracht ist. Das Hüllrohr 405 ist in den Zwischenraum zwischen den Jocharnien 403 eingeschweißt und umgibt die Ankerzugstange 406. Der Zuganker ist von derselben Ausführung wie je-, ner nach der ersten Ausführungsform, so daß eine genauere Beschreibung ₄ hier nicht nötig ist. Die in den Fig. 24 bis 31 dargestellte Zugankeranordnung enthält ebenfalls eine Ankerplatte 408 am unteren Ende des Zugstabes 406, die mit dem 'Zugstab^elenkig verbunden ist und während des iüintreibens des Ankers durch das Rohr 405 in bestimmter Lage gehalten wird, wie dies in der Pig. 29 gezeigt ist.

In dem elastischen Träger 350 wird eine stehende Biegeschwingung mit Hilfe der vom Generator 360 ausgehenden Wechsel.<raft erzeugt. Eine in der Fig. 31 mit ρ diagramaartig dargestellte Biegeschwingung des elastischen Trägers 350 deutet an, v/ie die Verteilung der Schwingungsamplituden im Träger 350 ist, wobei der Abstand zwiseilen den Biegelinien ein Maß für die Schwingungsampli tuaen ist. Schwingungsbauche der Geschwindigkeit, an denen aucn große Schwingungsamplituden auftre-

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• ten, liegen an den Trägerenden und sind mit V bezeichnet, sowie im Mittelpunkt des Trägers, an welchem der Schwingungsbauch mit V bezeichnet ist, während Schwingungsknoten N in der Entfernung von etwa 17$ der Trägerlänge von den Enden einwärts auftreten. Ein Träger, wie der dargestellte Träger 350, kann durch schwingungsmäßige Kopplung von einem·Schwingungsgenerator zu derartiger Schwingung angeregt werden, wenn die Kopplung in der Nähe irgendeines Schwingungsbauches an^ greift, es ist jedoch vorteilhaft, die erfindungsgemäße Anordnung zu wählen, bei welcher der Generator 360 mit dem Träger 350 in dem Schwingungsbauch V im Trägermittelpunkt angreift. Auf diese V/eise muß der Träger keine Schwingungsenergie übertragen, die vom Generator auf die Zugankeranordnung übergehen soll. Daraus, ergibt sich der Vorteil, daß die Schwingungsknoten sehr genau ausgeprägt sind, d.h., daß die ™ Schwingungsamplituden in den Schwingungsknoten sehr gering sind, so daß die Aufhängung des Trägers in diesen Punkten eine wirksame Isolation gegen die Schwingungen des Trägers darstell*·,,

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Der Motor 322 wird mit einer Drehzahl betrieben, die im Schwingungsgenerator 360 die Schwingung erzeugt, welche den Träger 350 zu einer stehenden Resonanzwelle gemäß der Verteilung ρ anregt. Auf die Weise wird die größte Schwingungsweite im Träger 350 und in der daran befestigten Zuganiceranordnung erreicht. Das -Einbringen des Ankers erfolgt dann auf dieselbe V/eise, wie dies bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde. Die gesamte, am Hängerahmen 310 üängende Anordnung wird um die durch den Schwerpunkt gehende Achse Y-Y so weit verschwenkt, daß der Zuganker mit der Senkrechten einen beträchtlichen Winkel von etwa 45 bis 60 einschließt. Die Kascnine v;ird dann an den Seilen 307 und 312 so weit herabgelassen, bis der Anker den Erdboden berührt. Danach wird der Motor angetrieben, so daß der Zuganker in Längsschwingungen versetzt wird, und die Maschine wird in dem Maße, vie der Anker in den Boden eindringt, abgesenkt. Der überwiegende Teil des Gewientes der Maschine, des Ausgleichsgewichtes 324, des Rahmens 320 usw. sorgt für die erforderliche Yorschubkraft; mit Hilfe der Seilaufhängung kann diese Kraft beei-nflußt werden.

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Das Fahrzeug 300 wird auch, langsam vorwärtsgefahren, so daß dadurch die Horizontalkomponente _tder Schrägbewegung des Ankers ausgeglichen wird. Während dieser Zeit wird der Anker nicht in. Drehung versetzt. 1st er jedoch bis zu seiner vollen Tiefe in den Boden eingedrungen, wie dies in der Jj¹Xg. 6 dargestellt ist, wird die Mutter auf der Ankerzugstange 406 entfernt und das Hüllrohr
405 geringfügig herausgezogen, bis es von der Ankerplatte 40ö frei ist. Die Aniceranordnun^ nimmt dann die in der Pi*:. 50 dargestellte rechte .Stellung ein. 'Während das Hüllrolir 4C5 in Längsschwingungen versetzt
wird, wird die Kupplung 392 eingelegt, so da« das Rohr 405 darübeminaüs dreht, liaraufnin wird das Jrahrseug
langsam vorgefanren, v.'älirend die Ilaschiiie gleichzeitig sunäohst angeiioben und dann vieder abgesenkt v.ird, so daJ sie einen Xreisoogen bescr-reibt, ^Tvie er in der Fir. 30 nit ieai Pfeil 409 angedeutet ist." Das Hüllrohr gräbt f

einen Kanal durch den Boden, wie das bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Schließlich wird das Hüllrohr 405 abgezogen, so daß die Ankerplatte 408 mit der Zugstange 406 im -Boden verbleibt.

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Es versteht sich, daß die in den Pig. 24 bis 31 gezeigte Vorrichtung auch andere Zuganker wie etwa einen ochraubenauganker der Pig. 11 und 12 in den Boden eintreiben kann. Auch der schraubenförmige Zuganker kann senkrecht oder unter einem bestimmten Winkel zur Senkrechten eingetrieben werden, je nachdem, wel- ^ ehe lieigung den Maschinenaggregat gegeben v/ird.

Scnv.'ingungsiaäßig betrachtet, gleicht das System gemä3 der Pig. 24 bis 31 in manchen 'zellen den vorange- · gangenen Beispielen. Jedoch statt zweier Massengruppen, die mit entgegengesetzter Phasenlage zueinander schwingen und zwischen denen ein Scnwiiitungsknoten liegt, wie etwa iii uer Achse 0-ü¹ der in den Pig. 1 bis 17 darge-3teilLen Anordnung, v.-ird hier ein elastisch, schwingfähi-.-er Ir '..er rät kontinuierlicn verteilten Konstant en vor-

reee.'.e:.. ZJer '.r'i^er ecr.v/ii.-.-t ic ü3r umschriebenen Art in ?omi einer sT^^enden 5iereEc:i.'in^ur.;-, und verseniedene Abschnitte des !"rar: er ε schwingen zueinander in Segenphase xxii-x gleichen sien somit ab. Auen die elastische 3teixigiceit des Trägers wirkt zwischen dieser, beiden verseniedenen Abscxmitten und beeinflußt die 3cn>.dngungsbe-

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wegung. So gent aus der Betrachtung des in der J?ig. 31 dargestellten Schwingungsdiagramras liervor, daß auf verschiedenen Seiten eines Schwingungsknotens N liegende Teile sich stets zueinander in Gegenphase bewegen und daß sich dadurch die resultierenden Massenkräfte in der Schwingung sä) ene ausgleichen. Der Abgleich wird dadurch unterstützt, daß die Tragerabschnitte, die beiderseits außerhalb der Schwingungsknoten liegen, größere Schwingungsamplituden ausführen und damit größere Beschleunigungswerte erreichen als der Teil zwischen den Schwingungsknoten. Ähnlich wie bei dem zuerst beschriebenen Ausf öhrurigsbeispiel der Erfindung, in welchem die Achse 0-0^! einen in senkrechter Richtung stillstehenden Befestigungspunkt darstellte, bilden die Schwingungsknoten E Punkte xait sehr kleiner (im Idealfall Null) Amplitude, die als bevorzugte Befestigungspunkte des Systems verwendet v/erden. Sie dienen dar üb er hinaus als besonders ge- " eignete Stellen, an welchen eine zusätzliche Belastung angreifen icann.

Die Fig. 32 zeigt sci^matisch eine erfindungsgemäße Anordnung, mit welcher ein einfacher Zuganker, ein

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Rohr oder irgendein Pfahl im wesentlichen senkrecht in den Grund mit Hilfe eines in den Fig. 24 bis 31 dargestellten Scnwingungssystems eingetrieben v/erden kann.

Der Pfanl 450 kann eine Eisenstange, aber auch ein Zaunpfahl sein. Zr ist mit dem Mittelounkt eines waagerecht liegenden, elastischen trägers 451 aus Stahl mit Hilfe geeigneter ^kupplungsmittel 452 verbanden. Der !'rager wird durch ein einfaches Seil 454 getragen, das an den ocnwingungsknoten angreift, wobei die Jtellen gewählt sind, In. denen Schwingungsknoten auftreten, wenn der !'rager mit einer Vollwellenscrivingung schwingt (v/ie in Fig. 31). Im Mittelpunkt des Seiles ist eine Öse 455 angebracnt, in die ein Haken 456 einhakt, der an dem über eine Rolle 457 laufenden Seil befestigt ist. Das Seil wird auf eine Winde 458 aufgespult. Im Zittelpunkt des Trägers 451 ist auf ihm der Schwingungsgenerator 459» vorzugsweise ein Unwuchtgenerator, befestigt. Das ganze System wird in elastische Schwingungen versetzt, so daß der Pfahl 450 in senkrechter Richtung gegen den Untergrund schwingt.

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Der Schwingungsgenerator 459 nat aelbstverständlieh ein Gehäuse mit einer gewissen Eigenmasse, so daß aie von ihm ausgehende Schwerkraft im Zusammenwirken mit der Schwerkraft des !Trägers 4-51 die zum Vordrucken des Stabes 450 nötige Schubkraft aufbringt, h'emx zusätzliche Schubkraft benötigt wird, können Zusatzmassen M verwendet werden, die dann vorzugsweise in der Nähe der Schwingungsknoten angebracht werden. Mit Hilfe des Hängeseils \ kann ein Teil des Gewichtes der Anordnung aufgenommen werden, uii eventuell die Schubkraft auf den Pfahl zu vermindern. Jas Zugseil hat also die Punktion, die Schubkraft in ihrer Größe zu steuern. Die in der Fir.32 dargestellte Vorrichtung ist einfach und sehr gut geeignet, Pfähle, Stäbe, Stangen und dergl. einzurammen.

Durch Umdrehen der Drehrichtun^ der Winde kann

das Seilsystein in der Pis. J>2 auch dazu verwendet wer- g den, eine Zugkraft auszuüben. Damit kann dann unter gleichseitigen "Schwingungen ein eingesetzter Zuganker wieder herausgesogen werden. Dasselbe kann jedoch auch mit· den anderen Vorrichtungen gemäß der Erfindung durchgeführt werden. Im Pail des Beispiels nach der Pig. 1 und den folgenden kann auf den Kolben 75 von der Unterseite

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das Druckmedium wirken. Bei dem in den Pig. 24 bis 30 dargestellten Beispiel läßt sich mit Hilfe der Winde eine Zugkraft ausüben. Allgemein ausgedrückt heißt das, die Erfindung dient dazu, Pfähle oder dergl. in ihrer Längsrichtung in den Untergrund einzutreiben, wobei die Richtung, in welcher die Pfähle eingetrieben werden, durch die Richtung der Belastungskraft gegeben ist.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Vorrichtung zum Eintreiben langgestreckter Körper in in Erdboden, gekennzeichnet durch ein mechanisch schwingfähiges System, welches aus Massen und Federelementen besteht, die miteinander einen Resonanzschwingkreis bilden und zu denen der Eintreibkörper (28, 293, 4-08) als Massenelement gehört, eine mit dem Eintreibkörper (28, 29j5, 4ö8) verbundene, in Gegenphase schwingende Masse (120, 246), sowie eine Federkraft aufweisende Vorrichtung zwischen dem Eintreibkörper und der schwingenden Masse, und durch einen Schwingungsgenerator (80, 274, 360), welcher mit der Resonanzfrequenz des Schwingkreises arbeitet und so an einem schwingfähigen Teil des Schwingungssystems angekoppelt ist, daß er eines der Massenelemente des Systems darstellt.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, f daß de-r Schwingungsgenerator 06O) am Eintreibkörper (405) befestigt ist und mit diesem schwingt.

   ^. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

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   zeichnet, daß die elastischen Elemente und die Massenelemente des Schwingungssystems konzentrierte Elemente sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Federelement und wenigstens zwei mit Gegenphase schwingende Massenelemente in einem
   langgestreckten, elastisch schwingfähigen Teil (35^) mit verteilten Konstanten zusammengefaiSt sind.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß das elastiscne Federelement eine Luftfeder (81) ist.

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Federeiement eine mit einer Flüssigkeit arbeitende Feder (210 - 21J5) ist.

   7. Vorrichtung zum Eintreiben eines langgestreckten Körpers in den Erdboden, gekennzeichnet durch ein mechanisch schwingfähiges System, welches aus Massen- und Federelementen besteht, die miteinander einen Resonanzschwingkreis bilden und zu denen der Eintreibkörper (405) als Massenelement ge-

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   hört, und eine mit dem Eintreibkörper (405) verbundene, in Gegenphase schwingende Masse (550), deren Verbindung mit , dem Eiiitreibkörper schwingfähige Teile mit Punkten unterschiedlicher Schwingungsweite einschließlich solcher geringster Schwingungsweite aufweist, nahe den Punkten (N) geringster Schwingungsweite mit dem Schwinsungssystem verbundene Tragvorrichtungen (JlO') und einen mit Resonanzfrequenz des Schwingurigssystems arbeitenden Schwingungsgene- ^ rator 060}, der mit diesem System an einem schwingenden Abschnitt verbunden ist, so daß er ein Massenelement des Schwingkreises ist.

   Ö. Vorrichtung zum Eintreiben eines langgestreckten Körpers in den Erdboden, gekennzeichnet durch ein mechanisch schwingfähiges System, welches elastische Federelemente und Massen enthält und eine Resoanzfrequenz aufweist; wobei der Eintreibkörper (405). .als "vorwiegend konzentrierte, langge- ^

   streckte, schwingende Masse wirkt, und eine zu dem Ein" treibkörper (Λ05) in Gegenphase schwingende Masse, deren Verbindung mit dem Eintreibkörper schwingfähige Elemente mit Punkten unterschiedlicher Schwingungsweite aufweisen, Mittel zur Zuführung einer Schubkraft auf das schwingfähige

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   System in Längsrichtung des Eintreibkörpers nahe der Punkte geringster Schwingungsweite und einen Schwingungsgenerator (56O), der schwingungsmäßig mit einem schwingfähigen Abschnitt des Schwingungssystems gekuppelt ist und Schwingungen mit der Resonanzfrequenz des Systems erzeugt, wobei der Generator ein Massenelement des schwingfähigen Systems darstellt. ♦

   9· Vorrichtung zum Eintreiben eines langgestreckten Körpers in den Erdboden, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisch schwingfähiger Träger (350) quer zur Richtung des Eintreibkörpers (405) mit seinem Mittelpunkt mit dem Eintreibkörper verbunden ist und in dem Träger eine stehende Biegeschwingung mit Schwingungsknoten (N) und Schwingungsbäuchen (V, V') in der Ebene des Eintreibkörpers (405) erzeugt wird, daß ein Schwingungsgenerator (360), der mit Resonanzfrequenz der stehenden Biegeschwingung arbeitet, in einem Schwingungsbauch (V¹) des Trägers (350) mit diesem verbunden ist und daß Vorrichtungen vorgesehen sind, mit welchen auf den Eintreibkörper eine Schubkraft ausübbar ist.

   IC. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Schubkraft durch Massen (M) hervorgerufen wird,

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   welche beiderseits des Eintreibkörpers (450) in Schwingungsknoten (N) des Trägers (451) an diesem angebracht sind.

   11. Vorrichtung zum Eintreiben eines langgestreckten Körpers in den Erdboden, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintreibkörper (405) mit dem Mittelpunkt eines zu ihm querliegenden Trägers (350), welcher in elastische Resonanz-Biegeschwingungen in der Ebene des Eintreibkörpers angeregt wird, verbunden ist, wobei im Träger (350) Schwingungsknoten ™ (N) und Schwingungsbäuche (V, V^!) auftreten, daß ein Schwingungen mit Resonanzfrequenz des Trägers (350) erzeugender Schwingungsgenerator (3βθ) mit dem Träger (350) in einem Schwingungsknoten (V') verbunden ist und Mittel vorgesehen sind, mit welchen eine Schubkraft gewünschter Größe in Längsrichtung des Eintreibkörpers (405) ausgeübt wird. -

   12. Vorrichtung zum Eintreiben eines langgestreckten Körpers in den Erdboden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- J treibkörper (450) mit seinem Ende mit einem quer zu ihm liegenden Träger (451) in dessen Mittelpunkt verbunden ist und der Träger (451) in derjenigen Ebene zu Biegeschwingungen angeregt wird, in welcher der Eintreibkörper (450) liegt, wo-

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   bei die stehende Schwingung Schwingungsknoten und Schwingungi bauche aufweist, und daß der Schwingungsgenerator (4-59) mit dem Mittelpunkt des Trägers (450) direkt verbunden ist.

   15. Vorrichtung zum Eintreiben eines Zugankers in den Boden, dadurch gekennzeichnet, da3 der Zuganker (2o) aus einer Ankerplatte (33) und einer mit dieser gelenkig veroundenen Ankerstange (30) besteht, Mittel zur Aufhängung der Ankerstange (30) und der Ankerplatte (53), wobei die Ankerplatte (33) mit einer Kante den Boden berührt und die Ankerstange (30) sich im wesentlichen in der riattenebene nacn oben erstreckt, Mitte-, mit v/eichen die Ankerplatte (33) und die Ankerstange (30) unter gleichzeitiger Einwirkung einer nach unten gerichteten Schubkraft in ihrer Längsrichtung in Schwingungen versetzt v/erden können, wodurch der Zurtganker (28) in den Untergrund eindringt, und Einrichtungen, um die Ankerstange (33) in Schwingungen zu versetzen und urn einen Winkel im Erdboden zu verschwenken, wobei der Scheitelpunkt des Winkels der Verbindungspunkt der Ankerplatte (j5j5) mit der Ankerstange (30) ist, so daß die verschwenkte Ankfe-erstange (j50) mit der Ebene der Ankerplatte (33) einen Winkel einschließt.

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   14. Vorrichtung zum Eintreiben eines Zugankers in den Erdboden, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Anker (28) aus einer Ankerplatte (35) und einer mit dieser drehbar verbundenen Ankerstange (30) besteht, daß ein-Hüllrohr (35) die Ahkerstange (JO) umgibt und mit der Ankerplatte (55) in Berührung ist, so daß die Ebene der Ankerplatte (33) in die Richtung der Ankerstange (30) und des Hüllrohres (35) fällt, daß Halteeinrichtungen' (j5Ö) für die Ankerstange ('3O), das Hüllrohr (35) und die Ankerplatte (33) vorgesehen sind, wobei die Ankerplatte (53)-mit einer Kante auf dem Boden (G.) aufsitzt, während die Ankerstange (30) und das Hüllrohr (35) sieh vom Boden nach oben erstrecken, und daß Mittel (öO) vorgesehen sind, um die Ankerplatte (35)> die Stange (30) und das Hüllrohr (35) in Längsschwingungen zu versetzen und gleichzeitig auf den Zuganker (28) und das Hüllrohr (55) eine nach unten gerichtete Schubkraft auszuüben, wodurch die Ankerplatte, die Stange und das Rohr in den Erdboden eindringen, sowie Vorrichtungen zum Schwenken des Hüllrohres (35) und der Ankerstange (30) im Boden bei von der Ankerplatte gelöstem und getrenntem RSnr in eine solche Lage, daß die Stange im Winkel zur Plattenebene steht, und zwar unter gleichzeitiger Schwingungsanregung.

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   15 · Vorrichtung "zum Eintreiben eines Zugankers in den Boden, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker aus einer mit einer Ankerstange verriegelbaren Ankerplatte besteht, wobei die Stange wahlweise in der Plattenebene starr gehalten wird oder gegen diese schwenkbar 1st, daß Halterungen für den Zuganker vorgesehen sind, wobei der Zuganker mit einer Kante gegen den Untergrund gesetzt wird und die Stange im wesentlichen in der Plattenebene vom Boden nach oben absteht« daß Hilfsmittel vorgesehen sind, um den Zuganker unter gleichzeitiger Einwirkung einer nach unten gerichteten Schubkraft in Schwingungen zu versetzen und in den Boden einzu- , treiben, und daß die Stange bei gelöster Verrastung unter gleichzeitiger Schwingungsanregung um die Verbindungsachse zwischen Ankerplatte und Ankerstange schwenkbar ist, so daß die verschwenkte Stange mit der Plattenebene einen Winkel einschließt. '

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