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Die
Erfindung betrifft ein Rammgerät, insbesondere zur Rammsondierung,
mit einem entlang einer Führung aus vorbestimmter Höhe
fallenden Rammkörper mit vorbestimmter Masse, der auf eine in
den Boden zu rammende Stange, die Rammstange, aufschlägt
und dabei Arbeit verrichtet, indem er die Rammstange in den Boden
treibt. Dabei wird die Eindringtiefe der Rammstange in Abhängigkeit
der vom Rammkörper geleisteten Arbeit aufgezeichnet. Hieraus
sind Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des Bodens
möglich. Außerdem können mit Rammsondierungen
Bodenproben gewonnen werden. Bodenuntersuchungen bis zu Tiefen von
6 m sind mittels Rammsondierung üblich, wobei die in den
Boden zu rammende Stange vorzugsweise längensegmentiert
ausgebildet ist. Jeweils nach dem Einrammen eines Längensegmentes
einer Rammstange in den Boden kann ein weiteres Längensegment
an die Stange angesetzt werden. Derartige Rammsondierungen sind
einfach durchzuführen und daher zur Untersuchung der Beschaffenheit
von Böden weit verbreitet.
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Gattungsgemäße
Rammgeräte zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau sowie
eine einfache Bedienbarkeit aus und sind aus dem Stand der Technik
bekannt. So offenbart beispielsweise die
EP 0 569 329 B1 ein Rammgerät
mit einer aus zwei parallelen Profilen bestehenden Führung
für einen Rammkörper, wobei der Rammkörper
von einer Halteeinrichtung und einem von der Halteeinrichtung aufgenommenen
Gewicht gebildet wird. Der Rammkörper ist entlang der Führung
hochziehbar und fällt nach dem Ausklinken aus vorbestimmter
Höhe entlang der Führung auf ein an der in den
Boden zu rammenden Stange angeordnetes flanschförmiges
Teil. Das Ausklinken des Rammkörpers erfolgt mittels eines
Ausklinkmechanismus, der an der Führung in Längsrichtung
verschiebbar und frei wählbar feststellbar ist. Damit ist
die Fallhöhe des Rammkörpers wählbar
einstellbar.
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Aus
der
EP 0 900 884 B1 ist
ein Rammgerät, insbesondere zur Durchführung von
Rammsondierungen, bekannt, das einen Rammkörper mit einer
einen Zylinder bildenden Längsbohrung aufweist, in welche
eine Kolbenstange mit Kolben einsetzbar ist. Das Rammgewicht ist
bezüglich der Kolbenstange mittels Druckluft anhebbar und
fällt nach dem Druckabfall in seine Ausgangslage zurück.
Die Kolbenstange weist eine durchgehende Längsbohrung auf, durch
die die in den Boden zu rammende Stange hindurchgeführt
ist. An der Rammstange ist ein in der Höhe verstellbarer
Amboss befestigt. Dieser ist bevorzugt als Ringkörper ausgebildet
und mittels Keilen an der Rammstange befestigbar, derart, dass eine einfache
Verstellung der Lage des Ambosses entlang der Rammstange realisiert
werden kann. Die Kolbenstange stützt sich am Amboss ab.
Zur Erzeugung eines Rammstoßes wird der Rammkörper
mittels in den Zylinder eingeleiteter Druckluft entlang der Kolbenstange
um eine vorbestimmte Höhe angehoben. Nach Erreichen der
vorbestimmten Höhe wird die Druckluft abgeschaltet und
der Zylinder druckentlastet. Der Rammkörper fällt
geführt durch die Kolbenstange in seine Ausgangslage zurück
und schlägt auf den an der Rammstange angeordneten Amboss.
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Aus
dem Stand der Technik sind auch Fallgewichtsprüfgeräte
für dynamische Plattendruckversuche zur Bestimmung der
Verformungskennwerte unter definierten Stoßbelastungen
von Böden bekannt. Derartige Geräte sind beispielsweise
in der
DE 21 51 672
B2 , der
DE
92 10 220 U1 , der
DE
93 05 327 U1 , der
DE 20 2005 018 879 U1 sowie der
DE 10 2007 035 348 A1 beschrieben.
Entsprechende Geräte weisen eine auf den zu prüfenden
Boden – das Prüfplanum – aufzulegende
Lastplatte und eine Belastungsvorrichtung auf. Die Belastungsvorrichtung
umfasst eine Führungsstange mit einer entlang der Führungsstange
wählbar feststellbaren Ausklinkvorrichtung, ein Federelement,
ein Fallgewicht sowie eine Aufsetzkappe zur starren Ankopplung der
Belastungsvorrichtung an die Lastplatte. Zur Durchführung
des dynamischen Plattendruckversuches wird die auf das Prüfplanum
aufgelegte Lastplatte mit einem definierten Kraftstoß beaufschlagt,
indem zunächst die Belastungsvorrichtung mittels der Aufsetzkappe
an die Lastplatte starr angekoppelt wird und dann das Fallgewicht
aus einer vorbestimmten Fallhöhe entlang der Führungsstange
lotrecht nach unten fällt und vermittelt durch das Federelement
auf die am unteren Ende der Führungsstange befindliche
Aufsetzkappe aufschlägt. Die durch diesen definierten Stoß bewirkte
Bewegung der Lastplatte wird mittels Weg-, Geschwindigkeits- oder
Beschleunigungssensor erfasst und mit der Messwertverarbeitungs-
und -auswerteinrichtung ausgewertet.
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Während
Rammsondierungen bevorzugt zur Untersuchung von Böden,
meist gewachsenen Böden, bis in tiefere Bodenschichten
sowie zur Gewinnung von Bodenproben aus tieferen Bodenschichten durchgeführt
werden, sind dynamische Plattendruckversuche eine Methode zur Beurteilung
des Verdichtungs- und Verformungsverhaltens von meist aufgeschütteten
Böden, Tragschichten ohne Bindemittel, mineralischen Dichtungsschichten,
Verfüllmaterialien und anderes mehr.
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Beide
Methoden werden von Baufirmen angewendet, die dazu unterschiedliche
Gerätschaften vorhalten müssen.
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Ausgehend
davon verfolgt die Erfindung den Zweck, eine bekannte Lösung
des Standes der Technik derart zu modifizieren, dass der Umfang
der von einer Baufirma zur Untersuchung von Böden vorzuhaltenden
Gerätschaften verringert werden kann.
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Dieser
Zweck der Erfindung wird erfüllt, indem die Belastungsvorrichtung
eines Fallgewichtsprüfgerätes für dynamische
Plattendruckversuche so weitergebildet wird, dass das Fallgewicht
als Rammkörper fungiert und jeweils aus wählbar
einstellbarer Fallhöhe auf ein an einer Rammstange angeordnetes Teil,
beispielsweise einen Amboss, aufschlägt und dabei Arbeit
verrichtet und die Rammstange in den Boden treibt.
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Erfindungsgemäß wird
dazu an der am unteren Ende der Führungsstange der Belastungsvorrichtung
befindlichen Aufsetzkappe ein Aufschlagkörper angeordnet,
welcher so ausgebildet ist, dass das Fallgewicht direkt auf den
Aufschlagkörper aufschlägt. Das Federelement wird überbrückt
und bleibt bei einem an der Aufsetzkappe erfindungsgemäß angeordneten
Aufschlagkörper wirkungslos.
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Eine
bevorzugte Ausführung der Erfindung ist die Weiterbildung
der in der
DE
10 2007 035 348 A1 beschriebenen Belastungsvorrichtung.
Bei dieser Ausführung der Belastungsvorrichtung ist das
Federelement an der der Lastplatte zugewandten Unterseite des Fallgewichtes
angeordnet, wobei bei einer besonders bevorzugten Ausbildung der
in der
DE 10 2007
035 348 A1 beschriebenen Belastungsvorrichtung das Federelement
aus Tellerfedern besteht, die in einer in das Fallgewicht eingearbeiteten,
nach unten offenen Kammer angeordnet sind. Bei dieser Belastungsvorrichtung
kann der Aufschlagkörper als Scheibe mit einer mittigen
Durchgangsbohrung zum Durchstecken der Führungsstange der
Belastungsvorrichtung ausgebildet sein. Der Aufschlagkörper
ist mit der Aufsetzkappe verbunden.
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Zum
Gebrauch der Belastungsvorrichtung als Rammgerät wird,
wie beschrieben, der Aufschlagkörper auf die Aufsetzkappe
aufgesetzt. Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung liegt
der Aufschlagkörper lose auf der Aufsetzkappe auf, ohne mit
dieser fest verbunden zu sein. Er ist dazu konstruktiv so ausgebildet,
dass er eine mittige Durchgangsbohrung und einen von dieser Bohrung
radi al nach außen weisenden Schlitz aufweist. Der Durchmesser
der mittigen Durchgangsbohrung ist geringfügig größer
als der äußere Durchmesser einer an der Aufsetzkappe
in Richtung Führungsstange angeordneten Hülse,
mittels derer die Aufsetzkappe mit der Führungsstange verbunden
ist. Der Schlitz ist in seiner Breite größer als
der Durchmesser der Führungsstange und kleiner als der äußere
Durchmesser der vorgenannten Hülse.
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Die
Ausklinkvorrichtung wird entlang der Führungsstange in
einer vorgewählten, die Fallhöhe des Fallgewichtes
bestimmenden Position fixiert. Die Aufsetzkappe wird auf das an
der Rammstange angebrachte Teil, bevorzugt den Amboss, aufgesetzt und
so starr an dieses Teil angekoppelt. Dabei weist die Längsachse
der Führungsstange der Belastungsvorrichtung im Wesentlichen
lotrecht nach oben. Sodann wird das Fallgewicht entlang der Führungsstange
im Wesentlichen lotrecht nach oben bewegt und in die Ausklinkvorrichtung
eingeklinkt. Zur Realisierung des Rammstoßes wird das Fallgewicht
ausgeklinkt. Es fällt geführt von der Führungsstange
im Wesentlichen lotrecht nach unten und schlägt mit durch
die Masse des Fallgewichtes und seine Fallhöhe vorbestimmter
Energie auf den Aufschlagkörper auf und verrichtet Arbeit,
indem es die Rammstange in den Boden treibt.
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Es
können beliebig viele Rammstöße mit gleicher
Energie durchgeführt werden, bis die Rammstange ausreichend
tief in den Boden getrieben ist. Zur Gewinnung von Aussagen über
die Beschaffenheit des Bodens kann gemäß der Methode der
Rammsondierung die Eindringtiefe der Rammstange in Abhängigkeit
der vom Fallgewicht, dem Rammkörper, geleisteten Arbeit
aufgezeichnet werden. Die Rammstange kann auch, wie in der Praxis üblich,
mittels weiterer Rammstangensegmente verlängert werden,
um größere Rammtiefen zu erreichen und die Beschaffenheit
tieferliegender Bodenschichten zu erkunden.
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Es
hat sich gezeigt, dass bei, wie bei der oben beschriebenen bevorzugten
Ausbildung der Erfindung, lose auf die Aufsetzkappe aufgelegtem
Aufschlagkörper eine sehr gute Schlagwirkung erreicht wird,
ohne dass die mechanische Beanspruchung der Belastungsvorrichtung
infolge der harten Rammschläge zu einer dauerhaften Verformung
der Aufsetzkappe oder einer Beschädigung oder Zerstörung der
Belastungsvorrichtung führt.
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Zum
Gebrauch der Belastungsvorrichtung als Belastungsvorrichtung für
dynamische Plattendruckversuche wird der Aufschlagkörper
entfernt. Dies ist bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausbildung
der Erfindung besonders einfach zu realisieren, indem der Aufschlagkörper
in Richtung Führungsstange angeho ben und seitlich entfernt
wird, indem die Führungsstange durch den Schlitz des Aufschagkörpers
gleitet. Die Aufsetzkappe kann dann, wie bei dynamischen Plattendruckversuchen üblich, auf
den an der Lastplatte angeordneten Aufnahmezapfen aufgesetzt und
so starr an die Lastplatte angekoppelt werden.
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Die
Erfindung soll im nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. Die zugehörenden Zeichnungen
zeigen in
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1:
ein erfindungsgemäßes Rammgerät über
einer Rammstange und in
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2:
einen Aufschlagkörper.
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1 zeigt
eine Belastungsvorrichtung 1 eines Fallgewichtsprüfgerätes
aufweisend eine Führungsstange 2 mit einer Ausklinkvorrichtung 3,
eine Aufsetzkappe 4 mit Kugelkalotte und ein Fallgewicht 5 mit
einem darin angeordneten Federelement 6. Das Federelement 6 besteht
aus vorgespannten Tellerfedern und ist in einer in das Fallgewicht 5 eingearbeiteten
nach unten offenen Kammer angeordnet, und zwar derart, dass das
Federelement 6 nach unten nicht aus dem Fallgewicht 5 herausragt
bzw. die die Kammer zur Aufnahme des Federelementes 6 begrenzende
Seitenwand des Fallgewichtes 5 über das Federelemet 6 hinausragt.
An der der Führungsstange 2 zugewandten Seite
der Aufsetzkappe 4 ist eine Hülse 7 fest
mit der Aufsetzkappe 4 verbunden. Die Hülse 7 ist
so bemessen, dass die Führungsstange 2 in die
Hülse 7 eingesteckt werden kann und so die Führungsstange 2 mit
der Aufsetzkappe 4 verbunden wird. Auf die Aufsetzkappe 4 ist
eine Aufschlagplatte 8 aufgelegt. Die Aufschlagplatte 8 ist
so bemessen, dass die Stirnfläche der die Kammer zur Aufnahme des
Federelementes 6 begrenzende Seitenwand des Fallgewichtes 5 auf
der Aufschlagplatte 8 zur Auflage kommt, ohne dass das
Federelement 6 die Aufschlagplatte 8 oder die
Hülse 7 berührt. 2 zeigt die
Aufschlagplatte 8 in der Draufsicht. Die Aufschlagplatte 8 besitzt
eine mittige Durchgangsbohrung 9, deren Durchmesser geringfügig
größer als der äußere Durchmesser
der Hülse 7 ist, so dass die Auschlagplatte 8 über
die Hülse 7 auf die der Führungsstange 2 zugewandten
Seite der Aufsetzkappe 4 auflegbar ist. Die Aufschlagplatte 8 weist
ferner einen von der Durchgangsbohrung 9 nach außen
gerichteten Schlitz 10 auf, dessen Breite größer
als der Durchmesser der Führungsstange 2, jedoch
kleiner als der äußere Durchmesser der Hülse 7 ist.
Die Aufschlagplatte 8 kann somit seitlich über
die Führungsstange 2 geschoben und dann auf die
Aufsetzkappe 4 aufgelegt werden, indem die Hülse 7 durch
die Durchgangsbohrung 9 geführt wird. Im aufgelegten Zustand
ist die Aufschlagplatte 8 formschlüssig jedoch
mit Spiel, d. h. lose mit der Aufsetzkappe 4 verbunden.
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Zum
Gebrauch der Belastungsvorrichtung 1 als Rammgerät
wird diese in Bezug auf ihre Längsachse im Wesentlichen
lotrecht auf eine einzurammende Rammstange 11 aufgesetzt.
Am oberen Ende der Rammstange 11 ist dabei ein Amboss 12 angeordnet,
der an der der Rammstange 11 gegenüberliegenden
Seite eine Halbkugel aufweist, auf die die Kugelkalotte aufsetzbar
ist. Die Halbkugel ist auf dem Amboss 12 so positioniert,
dass die Längsachse der Rammstange 11 durch ihren
Mittelpunkt verläuft.
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Ist
die Belastungsvorrichtung 1 in Bezug auf ihre Längsachse
im Wesentlichen lotrecht auf die einzurammende Rammstange 11 aufgesetzt,
wobei die Längsachse der Rammstange 11 selbst
ebenfalls im Wesentlichen lotrecht augerichtet sein sollte, kann das
Fallgewicht 5 entlang der Führungsstange nach oben
bewegt und in einer vorbestimmten Höhe eingeklinkt werden.
Zur Realisierung eines Rammstoßes wird das Fallgewicht 5 ausgeklinkt.
Es fällt geführt von der Führungsstange 2 im
Wesentlichen lotrecht nach unten und schlägt mit durch
die Masse des Fallgewichtes 5 und seine Fallhöhe
vorbestimmter Energie auf die Aufschlagplatte 8 auf. Die
frei werdende Energie wird über die Aufsetzkappe 4 auf
den Amboss 12 und letztlich die Rammstange 11 übertragen
und hier in Arbeit umgewandelt, indem es die Rammstange 11 in
den Boden getrieben wird. Es können beliebig viele Rammstöße
mit gleicher oder wahlweise durch Veränderung der Fallhöhe
auch unterschiedlicher Energie durchgeführt werden, bis
die Rammstange 11 ausreichend tief in den Boden getrieben
ist. Die Rammstange 11 kann segmentiert und so verlängerbar
ausgebildet sein, wobei dann jeweils am lotrecht oberen Ende des
oberen Rammstangensegmentes der Amboss 12 anzuordnen ist.
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- 1
- Belastungsvorrichtung
- 2
- Führungsstange
- 3
- Ausklinkvorrichtung
- 4
- Aufsetzkappe
- 5
- Fallgewicht
- 6
- Federelement
- 7
- Hülse
- 8
- Aufschlagplatte
- 9
- Durchgangsbohrung
- 10
- Schlitz
- 11
- Rammstange
- 12
- Amboss
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0569329
B1 [0002]
- - EP 0900884 B1 [0003]
- - DE 2151672 B2 [0004]
- - DE 9210220 U1 [0004]
- - DE 9305327 U1 [0004]
- - DE 202005018879 U1 [0004]
- - DE 102007035348 A1 [0004, 0010, 0010]