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Die
vorliegende Neuerung betrifft einen umgebauten Tieflöffel für einen
Tieflöffelbagger
zur Befüllung von
geotextilen Containern (Säcken)
mit Sand oder anderen schüttfähigen Gütern. Im
Anschluß an
die Befüllung
und den Verschluß der
mit Sand gefüllten
geotextilen Container erfolgt die sich direkt daran anschließende Verlegung
bzw. der Einbau der mit Sand gefüllten
geotextilen Container, wobei sich der Befüllungsort in unmittelbarer
Nähe des
Verlegungsortes befindet.
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Geotextilien
werden seit über
40 Jahren erfolgreich im Wasserbau verwendet. Mit Sand gefüllte geotextile
Container sind multifunktionale Bauelemente im Wasserbau und Küstenschutz
und werden entsprechend dem Bedarf konfektioniert, so dass unterschiedliche
Formen, Größen und
Materialien anwendbar sind, d. h. die eingesetzten geotextilen Container
werden in der Regel für
den jeweiligen Einsatzzweck konzipiert. Durch eine werkseitige Konfektion
kann eine konstante Qualitätssicherung
gewährleistet
werden.
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Die
Füllung
von geotextilen Containern mit Sand und die Verwendung der auf diese
Weise erhaltenen gefüllten
geotextilen Container, z. B. zur Dünen- oder Kolksicherung, sind
seit langem bekannt.
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Die
Befüllung
der geotextilen Container erfolgt dabei mit Anlagen, die u. a. notwendigerweise
eine Fülltrichter-Einrichtung
aufweisen, mit der der Sand in den darunter befindlichen geotextilen
Container eingefüllt wird.
Derartige Füllanlagen
stehen als mobile Anlagen zur Verfügung, so dass mit diesen mobilen
Anlagen die Befüllung
von geotextilen Containern mit Sand direkt auf der Baustelle erfolgen
kann. Solche mit Fülltrichter-Einrichtungen
ausgerüstete
Anlagen sind jedoch nicht nur hinsichtlich der Fülltrichter-Ständerkonstruktionen
und den jeweiligen damit verbundenen Sonderkonstruktionen für die verschiedenen
Einsatzzwecke nachteilig, sonder auch, wie dies z. B. bei den bekannten
mobilen Doppelkammer-Fülleinrichtungen
der Fall ist, durch den Einsatz von zusätzlichen Förderbändern und zusätzlichen
Steuereinrichtungen, die in einer solchen Füllanlage zwischen einem Sandvorratsbehälter und
der Fülltrichter-Einrichtung
apparativ eingebunden sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Neuerung ist es daher, für geotextile Container eine
einfache Füllvorrichtung
zur Befüllung
von geotextilen Containern mit Sand oder anderen schüttfähigen Gütern zu
entwickeln, mit der dies in einfacher Weise mit nur einem Bagger
ohne die zusätzliche
Anwendung von aufwendigen separaten Anlagen möglich ist.
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Gelöst wurde
diese Aufgabe durch einen umgebauten Bagger-Tieflöffel, der
an der Löffelunterseite eine Öffnung mit
einem nach außen
angebrachten Befestigungskragen aufweist, an den man den von einer Palette
entnommenen leeren geotextilen Container kraftschlüssig fixiert,
dann mit dem umgebauten Tieflöffel mit
dem daran befindlichen leeren geotextilen Container die für die Befüllung des
leeren geotextilen Containers benötigte Sandmenge von einem als
Sanddepot dienenden Sandberg aufnimmt und nach dem Hochschwenken
des mit Sand gefüllten
Tieflöffels
diesen so kippt, dass der im Tieflöffel befindliche Sand durch
den Befestigungskragen wie durch einen Trichter durch sein Eigengewicht
in den leeren geotextilen Container rutscht, wobei gegebenenfalls
der in den geotextilen Container beförderte Sand durch Aufstampfen
verdichtet wird, um die gesamte benötigte Sandmenge im geotextilen
Container unterzubringen. In einem weiteren Arbeitsschritt stellt
man dann den auf diese Weise mit Sand gefüllten geotextilen Container
an einer leicht geneigten mobilen Wand ab, an der sich auf der Rückseite
eine erhöhte
Arbeitsbühne
befindet. Dann löst
man die Befestigungseinrichtung, zieht den umgebauten Tieflöffel aus
dem Container heraus und verschließt die obere Seite des Containers
mit geeigneten Mitteln, z. B. durch Vernähen, Verschweißen und/oder
Verkleben, vorzugsweise erfolgt der Verschluß durch Vernähen mit
einer Handnähmaschine
unter Verwendung von hochzugfesten Garnen, gegebenenfalls mittels
Doppelnaht.
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Mit
einem zweiten Bagger, der mit einem 2-Schalengreifer ausgerüstet ist,
befördert
man schließlich den
mit Sand gefüllten
geotextilen Container an den Einsatzort, wobei man vorzugsweise
das Sanddepot und die mobile Abstellwand in unmittelbarer Nähe des Einsatzortes
positioniert, so dass der mit dem 2-Schalengreifer ausgerüstete Bagger
lediglich durch einfaches Schwenken die mit Sand gefüllten geotextilen
Container aufnehmen und am Einsatzort ablegen kann.
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Diese
Arbeitsweise wird dann so oft wie nötig wiederholt.
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Als
Bagger werden vorzugsweise Hydraulikbagger eingesetzt. Die mit Sand
gefüllten
geotextilen Container werden in der Praxis auch kurz „Sandcontainer" (oder „Sandsäcke") genannt.
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Durch
die vorstehend beschriebene Arbeitsweise entfallen für das Befüllen der
geotextilen Container alle eingangs beschriebenen Sondermaschinen.
Der grundsätzlich
benötigte
Tieflöffelbagger
führt alle
sonst durch die Sondermaschinen zu erledigenden Arbeitsvorgänge direkt
aus. Dadurch wird ein großer
Teil an Kosten eingespart. Die Operation des Befüllens gewinnt durch den Wegfall
und der damit verbundenen zusätzlichen
Arbeitsgänge
sowie des damit verbundenen zusätzlichen
Personaleinsatzes extrem an Flexibilität und Wirtschaftlichkeit.
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Die
vorliegende Neuerung, d. h. der umgebaute Tieflöffel, dient somit insbesondere
zur Befüllung
von geotextilen Containern mit Sand, bei dem man in der 1. Stufe
in unmittelbarer Nähe
zum Befüllungsstandort, der
sich wiederum in unmittelbarer Nähe
von der Einbaustelle befindet, ein Sanddepot in Form eines Sandberges
anlegt, in der 2. Stufe direkt neben dem Sanddepot, d. h. am Befüllungsstandort,
eine etwa 10° von
der Senkrechten geneigte Abstellwand mit einer rückseitig angebrachten Arbeitsbühne aufstellt,
wobei die Höhe der
Abstellwand um so viel geringer als die Länge des später gefüllten geotextilen Containers
ist, dass der obere Teil des später
mit Sand gefüllten
geotextilen Containers von der Arbeitsbühne aus frei zugänglich ist,
in der 3. Stufe den Bagger, der mit dem umgebauten Tieflöffel ausgerüstet ist,
in dessen Bodenbereich sich eine Öffnung mit einem angeschweißten Befestigungskragen
befindet, an die Abstellwand heranfährt und den Tieflöffel soweit
hochschwenkt, dass man von der Arbeitsbühne aus an den Befestigungskragen
herankommt, in der 4. Stufe von dem auf einer Palette befindlichen
Containerstapel einen geotextilen Container aufnimmt, diesen mit seinem
oberen offenen Ende über
den Befestigungskragen zieht und ihn mittels einer Befestigungseinrichtung an
den Befestigungskragen kraftschlüssig
fixiert, in der 5. Stufe den umgebauten Tieflöffel mit anhängendem geotextilen
Container in herkömmlicher
Arbeitsweise mit Sand von dem Sanddepot füllt, den gefüllten Tieflöffel mit
dem anhängenden
geotextilen Container zur Abstellwand schwenkt, wobei bereits ein
Teil des aufgenommenen Sandes durch die Öffnung in den geotextilen Container
gelangt, den noch gefüllten
Tieflöffel
soweit ankippt, dass die Öffnung
praktisch senkrecht nach unten zeigt, so dass die restliche Hauptmenge
des aufgenommenen Sandes in den geotextilen Container rutscht, wobei
der eingefüllte
Sand gegebenenfalls durch zusätzliches
Aufstampfen des geotextilen Containers verdichtet werden kann und
schließlich
den gefüllten
geotextilen Container an der Abstellwand anlehnt, die Befestigungseinrichtung
löst, den
Befestigungskragen aus dem gefüllten
geotextilen Container herauszieht und an dem frei gewordenen Befestigungskragen
nach entsprechendem Herumschwenken des umgebauten Tieflöffels den
nächsten
2. leeren geotextilen Container wie vorstehend angegeben befestigt,
befüllt
und an der Abstellwand zum Verschließen anlehnt, in der 6. Stufe
den an der Abstellwand angelehnten oben noch offenen 1. gefüllten geotextilen
Container mit geeigneten Mitteln verschließt, vorzugsweise durch Vernähen, und
diesen nach Beendigung der Befüllung
des 2. geotextilen Containers mit dem frei gewordenen Tieflöffelbagger
mittels des Tieflöffels
umkippt, so dass er neben der Abstellwand abgelegt ist und in der
7. Stufe den neben der Abstellwand abgelegten gefüllten und
verschlossenen geotextilen Container mit einem 2-Schalengreifer,
mit dem ein zweiter Bagger ausgerüstet ist, aufnimmt und diesen
ohne Beschädigung
der Geotextilhülle
in die zu erstellende Bauwerksfläche
einbaut, woraufhin die vorstehenden Stufen in kontinuierlicher Reihenfolge
nach und nach so oft wie nötig
wiederholt werden.
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Gegenstand
der vorliegenden Neuerung ist somit ein zur Befüllung von geotextilen Container
mit Sand und/oder anderen schüttfähigen Gütern entwickelter
umgebauter Tieflöffel
eines Baggers, der an seiner Unterseite eine Öffnung aufweist, die nach außen hin
mit einem in der Form der Öffnung
entsprechenden Befestigungskragen versehen ist, der zur Befestigung
des geotextilen Containers mittels einer Klemmeinrichtung und der
direkten Befüllung
des leeren geotextilen Containers dient.
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Die
vorliegende Neuerung wird nachfolgend weiterhin beschrieben und
anhand der 1 bis 11 erläutert. Alle
aus den Fig. ersichtlichen Details gehören mit zur erfindungsgemäßen Offenbarung,
selbst wenn sie in der Beschreibung nicht expressiv verbis abgehandelt
wurden. Die in der folgenden Beschreibung und in den Fig. angegebenen
Bezugszeichen sind in der folgenden Liste der Bezugszeichen zusammengefasst.
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- 1
- als
Sanddepot dienender Sandberg
- 2
- Abstellwand
(Lehne)
- 3
- Arbeitsbühne kombiniert
mit der Abstellwand 2
- 4
- Tieflöffelbagger
- 5
- umgebauter
Tieflöffel
- 5a
- eine
Außenseite
des umgebauten Tieflöffels 5
- 5b
- die
andere Außenseite
des umgebauten Tieflöffels 5
- 6
- bodenseitige Öffnung im
umgebauten Tieflöffel 5
- 7
- Befestigungskragen,
der an der Öffnung 6 unten,
d. h. nach außen
hin angebracht ist
- 8
- leerer
geotextiler Container
- 8a
- auf
einer Palette angelieferter Stapel an leeren geotextilen Containern 8
- 9
- Befestigungseinrichtung
- 10
- gefüllter geotextiler
Container
- 11
- Quadratstahl-„Feder”
- 12
- noppenartige
Schweißpunkte
- 13
- 2-Schalengreifer
- 14
- 2-Schalengreifbagger
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Der
an dem umgebauten Tieflöffel 5 angebrachte
Befestigungskragen 7 mit der Öffnung 6 entspricht in
seinem Umfang vorzugsweise in etwa dem Umfang des leeren geotextilen
Containers 8, wobei die Öffnung 6 vorzugsweise
olivenförmig
ist und sich vorzugsweise von der Außenseite 5a des umgebauten
Tieflöffels 5 bis
zur anderen Außenseite 5b erstreckt.
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Der
Befestigungskragen 7 ist vorzugsweise an seinem unteren
Umfangsbereich rund herum mit einer angeschweißten Quadratstahl-„Feder” versehen,
die nach Anbringung der Befestigungseinrichtung 9 das Abrutschen
des an dem Befestigungskragen 7 fixierten geotextilen Containers 8 bzw. 10 mit
verhindern soll.
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Ferner
weist der äußere Umfangsbereich
des Befestigungskragens 7 zwischen Öffnung 6 und angeschweißter Quadratstahl-„Feder” 11 vorzugsweise
noppenartige Schweißpunkte 12 auf,
um weiterhin die kraftschlüssige
Fixierung des mit Sand gefüllten
geotextilen Containers 10 zu erhöhen.
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Die
kraftschlüssige
Fixierung der leeren geotextilen Container 8 bzw. der mit
Sand gefüllten
geotextilen Container 10 an dem Befestigungskragen 7 kann
mittels der verschiedensten Einrichtungen erfolgen, beispielsweise
mit Klemmgurten, Klemmleisten oder Klemmprofilen, die vorgeformt
starr hydraulisch oder pneumatisch wirken. Vorzugsweise finden Klemmgurte
Anwendung.
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Die
Größe des umgebauten
Tieflöffels 5 entspricht,
bezogen auf sein Fassungsvermögen,
dem Aufnahmevolumen des leeren geotextilen Containers 8.
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Bei
der Aufnahme der mit Sand gefüllten
geotextilen Container 10 ist eine Verletzung der geotextilen Hülle zu vermeiden,
was bei geotextilen Containern aus Gewebe leichter passieren kann
als bei solchen aus Vliesstoffen.
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Die
geotextilen Container 8 werden daher vorzugsweise aus hochdehnbaren
mechanisch verfestigten Vliesstoffen hergestellt. Die mechanische
Verfestigung der Vliesstoffe kann durch Vernadelung, mittels der Nähwirktechnik
oder durch Verwirbelung erfolgen. Zu den erfindungsgemäß bevorzugt
eingesetzten Vliesstoffen gehören
solche, die durch Vernadelung verfestigt wurden, wobei die einzelnen
Fasern so miteinander verschlungen werden, dass ein fester Verbund
entsteht. Sie sind so aufgebaut, dass die gekräuselt zusammengefügten Fasern
ein Flächengebilde
mit unzähligen
labyrinthartigen Gängen
bilden. Hierbei wird die Bodenstruktur ideal nachgebildet. Das Gefüge der Vliesstoffe
lässt sich
je nach der Bodenbeschaffenheit gröber oder feiner einstellen,
so dass eine optimale Anpassung an die anstehende Bodenart gewährleistet
ist. Die mechanische Verfestigung garantiert aufgrund der dabei
entstehenden Oberflächenbeschaffenheit
einen hohen Reibungswert zwischen dem sandigen Untergrund der zu
befestigenden Dünen
und dem Vliesstoff einerseits und den Vliesstoffen untereinander
andererseits, wie dies bei der Dünenbefestigung
durch die übereinander
angeordneten gefüllten
geotextilen Container 10 der Fall ist, wodurch sie nur
schwer von ihrem Lageplatz durch Welleneinwirkung (z. B. Sturmfluten)
verschoben werden können.
Zu dem gibt das flexible System bei Wellenschlag nach und absorbiert
die eintreffende Kraft.
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Die
für die
Herstellung der geotextilen Container 8 verwendeten Vliesstoffe
bestehen vorzugsweise aus Qualitäts-Kunststoff-Fasern,
insbesondere aus Polyethylen-, Polypropylen-, Polyester-, Polyacryl und/oder
Polyamidfasern. Derartige Vliesstoffe sind absolut verrottungsfest
(resistent gegen alle in Gewässern und
im Boden vorkommenden Substanzen) und gewährleisten somit nachweislich
eine extrem hohe Lebensdauer. Ihre überaus hohe Reißfestigkeit
bewirkt eine weitgehende Unempfindlichkeit gegen mechanische Beanspruchungen.
Sie sind hochgradig UV-stabil
und haben ein hohes spezifisches Gewicht. Die Anforderungen, die
an die eingesetzten Vliesstoffe gestellt werden, richten sich danach,
welche Sandmengen die geotextilen Container aufnehmen sollen. Üblicherweise
werden für
diese Zwecke mechanisch verfestigte Vliesstoffe eingesetzt, die
ein Flächengewicht
von 600 g/m2 bis 2000 g/m2,
eine Dicke von 4 mm bis 10 mm bei einer Auflast von 2 kN/m2, eine Höchstzugkraft
(DIN 53857) von 1000 N/10 cm bis 20.000 N/10 cm, eine Dehnung bei Höchstzugkraft
von 40% bis 100%, eine wirksame (Öffnungsweite von 0,04 mm bis
0,2 mm, eine Wasserdurchlässigkeit
(K-Wert) in der Senkrechten von 1,0·10–4 bis
5,0·10–1 m/s
aufweisen.
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Die
Sand-Füllmengen,
denen die eingesetzten Vliesstoffe standhalten können, können zwischen 0,05 m3 und 2,5 m3 liegen.
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Beispielsweise
wird für
die Herstellung von geotextilen Containern
8, die ein Sand-Fassungsvermögen von
1 m
3 bei einer Containerhöhe von ca.
2,50 m und einem Abstand von der einen Seitennaht zur anderen Seitennaht
von ca. 75 cm haben, vorzugsweise ein Vliesstoff aus Polypropylen
(PP) eingesetzt, der im Handel unter der markenrechtlich geschützten Bezeichnung "Secutex
®" PP weiß R601 erhältlich ist
und folgende Eigenschaften aufweist:
Flächengewicht | g/m2 | 600 |
Schichtdicke | mm | 5,0 |
Höchstzugkraft,
md*/cmd** | kN/m | 26,0/48,0 |
Höchstzugkraftdehnung, md*/cmd** | % | 50/30 |
Stempeldurchdrückkraft | N | 6.300 |
Verformung
bei Stempeldurchdrückkraft | mm | 40 |
Charakteristische Öffnungsweite | mm | 0,08 |
Wasserdurchlässigkeit | | |
– VIH50-Index
– DurchflussrateH50 | m/s
l/sm2l | 3,0 × 10–2
30 |
Rollenabmessung,
Breite × Länge | m × m | 5,80 × 50 |
- *md = (machine direction) in Produktionsrichtung
- **cmd = (cross machine direction) quer zur Produktionsrichtung
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Ein
solcher Vliesstoff hält
damit ein Gewicht von ca. 1,8 Tonnen aus, da 1 m3 Sand
ca. 1,8 Tonnen wiegt.
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Für geotextile
Container, die eine größere Sandmenge
aufnehmen sollen, z. B. 2 m3 oder 2,5 m3 müssen
entsprechend stärker
ausgelegte Vliesstoffe eingesetzt werden, beispielsweise solche
mit Flächengewichten
von ca. 1000 g/m2 und darüber.
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Demgegenüber finden
für kleinere
Sandsäcke
(z. B. ca. 0,25 m3) Vliesstoffe mit einem
Flächengewicht von
nur ca. 300 g/m2 Anwendung. Ein mit 0,05
m3 Sand gefüllter geotextiler Container
wiegt ca. 100 kg und hat die Maße
0,52 m × 1,02
m. Die oben offenen geotextilen Container sind in der Regel an den
Seitenkanten vernäht.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung den Verfahrensablauf, bei dem der Tieflöffelbagger 4 mit
umgebautem Tieflöffel 5 direkt
neben dem als Sanddepot dienenden Sandberg 1 und der Abstellwand
(Lehne) 2 mit der Arbeitsbühne 3 und dem Container-Stapel 8a mit
den leeren geotextilen Containern 8 auf der Palette positioniert
ist. Ein 2-Schalengreifbagger 14 mit dem 2-Schalengreifer 13 befindet
sich direkt vor dem Einbauort (Dünenabbruch
= Kliff) und in „Griff"-Nähe zu den
mit Sand gefüllten
und verschlossenen geotextilen Containern 10.
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2 zeigt
in perspektivischer Darstellung einen umgebauten Tieflöffel 5,
bei dem man die eine Außenseite 5a und
den bodenseitig angeschweißten Befestigungskragen 7,
der in seiner Umfangsform der Form der bodenseitigen Öffnung 6 entspricht,
erkennt. Am Befestigungskragen 7 befindet sich die angeschweißte Quadratstahl-„Feder” 11 und
darüber
der Kragen-Bereich, der mit aufgeschweißten Noppen 12 versehen
ist.
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3 zeigt
eine Seitenansicht des perspektivisch dargestellten umgebauten Tieflöffels 5 mit
der erkennbaren Außenseite 5a und
dem bodenseitig angebrachten Befestigungskragen 7.
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4 zeigt
in schematischer Darstellung eine Seitenansicht auf einen umgebauten
Tieflöffel 5,
in der die Bezugszeichen die in 2 angegebene
Bedeutung haben.
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5 zeigt
die olivenförmige
bodenseitig angeordnete Öffnung 6.
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6 zeigt
in bildlicher Darstellung einen vor dem Sanddepot 1 und
der Abstellwand 2 positionierten Tieflöffelbagger, bei dem am Befestigungskragen 7 des
umgebauten Tieflöffels
mittels eines Klemmgurtes kraftschlüssig der leere geotextile Container 8 fixiert
ist. Rechts unten erkennt man die nach hinten geneigte Abstellwand 2 mit
der rückseitig
angebrachten Arbeitsbühne 3.
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7 zeigt
das Eingraben des umgebauten Tieflöffels mit dem daran kraftschlüssig fixierten
leeren geotextilen Container 8 im Sanddepot 1.
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8 zeigt
den mit Sand gefüllten
umgebauten Tieflöffel 5 mit
daran fixiertem geotextilen Container 8 vor der Befüllung des
geotextilen Containers 8.
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9 zeigt
den zur Befüllung
des geotextilen Containers 8 hochgeschwenkten, noch mit
Sand gefüllten
umgebauten Tieflöffel 5,
bei dem sich der bereits etwas mit Sand gefüllte geotextile Container 8 in
senkrechter Position vor der Abstellwand 2 befindet.
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10 zeigt
den mit Sand gefüllten
geotextilen Container 10, der an der Abstellwand 2 (Lehne)
angelegt, aber noch an dem umgebauten Tieflöffel 5 fixiert ist.
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11 zeigt
den mit Sand gefüllten
geotextilen Container 10, der an der Abstellwand 2 angelehnt
ist, kurz vor dem Herausziehen des Befestigungskragens 7,
nachdem die Befestigungseinrichtung 9, d. h. der Klemmgurt,
bereits gelöst
wurde.