DE2131955A1

DE2131955A1 - Bodenprobennehmer

Info

Publication number: DE2131955A1
Application number: DE19712131955
Authority: DE
Inventors: Prueter Heinz Guenter; Raymund Dr Kretzschmar
Original assignee: Tornado GmbH
Current assignee: Tornado GmbH
Priority date: 1971-06-26
Filing date: 1971-06-26
Publication date: 1972-12-28

Description

Bodenprobennehmer Die Erfindung bezieht sich auf einen Bodenprobennchmer, bestehend aus einem mit einer Schneide versehenen in den Boden eintreibbaren Stechring, der nach dem Freilegen mitsamt der Probe aufgenommen und gegebenenfalls mit Schutzdeckeln versehen zum Aufbewahren der Bodenprobe verwendet wird.
In den Geowissenschaften werden z.B. zur Klärung der Versikkerungsvorgdnge den Böden Proben entnommen, die dann im Labor auf Wassergehalt und -kapazität untersucht werden. Ferner werden Bodenproben entnommen zur Ermittlung naturlicher oder künstlicher Verdichtungen und zur Feststellung der Hohlraumvolumina, der Porenverteilung, der Wasserdurchldssigkeit und der SchUtt-, Raum- und Trockenraumgewichte. All Meßauf.
gaben, die auch den Tief- und Straßenbau ebenso vi den Hochbau mit seinen Saugrunduntersuchungen umfassen, werden in Anlehnung an die von den Geologen betriebenen Entnahmepraktiken so durchgeführt, daß z.B. in den Seitenwanden einer Schurfgru be mit den Abmessungen 1000 x 1000 x 1200 mm Stechringo durch Hammerschldge eingetrieben werden. Das FossungsvermUgen dieser tn verschiedenen Größen vorratigen Stechringe liegt zwischen 100 und 1000 c3.
Abgesehen davon, daß sich die Stechringe bei. Eintreiben sehr leicht verkanten, gelingt es in den seltensten Fallen, den Stechring mit einem einzigen Hammerschlag gleich bis zur vorbestimmten Tiefe einzutreiben. Das bedeutet aber, daß mit jedem weiteren Schlag auf den Stechring der Boden neu.n Erschutterungen ausgesetzt ist, durch die die Bodenstruktur derart empfindlich gestört wird, daß bei der entnommenen Bodenprobe von einer natürlichen Lagerung keine Rede mehr sein kann.
Damit die unter den vorgenannten ungünstigen Bedingungen zustande gekommenen Ergebnisse durch unqualifizierte Kräfte bei der Probenentnahme nicht noch mehr verfälscht werden, hat es sich als notwendig erwiesen, daß die Probenentnahmen grund, sätzlich nur von wissenschaftlich vorgebildeten Kräften durchgeführt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten ängel und Ubelstände zu beseitigen und die Bodenprobenentnahme so zu verbessern, daß die vorbestimmte Eindringtiefe des Stechringes unabhängig von der Bodenbeschaffenheit in einem einzigen Arbeitshub erreicht werden kann, wobei mit der Durchführung dieser Aufgabe der Probenentnahme auch Hilfskräfte betraut werden können.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelost, daß die Mittel zum Eintreiben des Stechringes aus einem durch die Explosionsgase einer Treibladung beaufschlagten, kolbenartigen Hammer bestehen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist dem Stechring ein den Schlag des Hammers aufnehmender Schubring zugeordnet, die beide in einer FUhrungsbUchse hintereinander lose geführt sind. Dabei entspricht die Höhe des Schubringes der des Stechringes, wobei deren QesamthUhe so bemessen ist, daß einerseits der Schubring durch einen Ringbund der FuhrvngsbUchse begrenzt ist und andererseits die Schneidenkante des Stechringes mit der Auflagefldche der FührungsbUchse im wesentlichen bündig verlauft.
Ferner ist der Schubring gemäß der Erfindung an seinem dem Ringbund zugekehrten Ende durch ein Bodenstück verstärkt, in dessen zentraler Bohrung der FUhrungszapfen eines sich gegen das Bodenstück abstützenden Ambosses lose geführt ist.
Eine Variante zu diesem Amboß besteht darin, daß er eine Verlängerung aufweist, die so bemessen ist, daß sie in die Lauf mündung eines den Hammer enthaltenden Eintreibwerkzeuges eingreift.
Schließlich ist die FührungsbUchse von ihrer Oberkante bis zum Ringbund mit einer Aufnahmebohrung zur zentrischen Fk>'hrung des Eintreibwerkzeuges versehen.
Insgesamt gesehen, bietet der Erfindungsgegenstand die Ge hr für reproduzierbare Ergebnisse bei der Entnahme von o,denpro ben, die sich durch Erhaltung ihrer Boden struktur und ihrer natürlichen Legierung auszeichnen.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an einem Ausfuhrungs beispiel näher erläutert, und zwar zeigen: Fig. 1 einen Bodenprobennehmer mit aufgesetztem Eintreibwerkzeug vor dem Eintreibvorgang, Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten Bodenprobennehmer--nach dem Eintreibvorgang, Fig. 3 einen Bodenprobennehmer mit verlongertem Amboß, Fig. 4 einen mit einer Bodenprobe gefullten und zugedekkelte S-techring.
Der Bodenprobennehmer besteht aus einer Führungsbüchse 1 mit einer breiten Bodenauflage 2, einem Schubring 3 und einem Stechring 4. Die Ringe 3 und 4 haben die gleiche Höhe und einen gleichen Durchmesser, der der Höhe eines Ringes entspricht. Entsprechend den gestellten Aufgaben ist es notwendig, Stechringe mit unterschiedlichem Fassungsvermögen zwi-3 schar 100 und 1000 cm bereitzustellen.
Da der Stechring 4 gleichzeitig auch zur Aufbewahrung der Probe verwendet wird, ist er vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt. Seine Unterkante ist als Schneide 4 a ausgebildet.
Im montierten Zustand des in der Führungsbüchse 7 sitzenden Stechringes 4 verläuft die Unterkante der Schneide 4 a bündig mit der Bodenauflage 2. Auf dem Stechring 4 sitzt der Schubring 3, der mit seinem rückwärtigen Bodenstück 3 ar das mit einer zentralen Bohrung 3 b versehen ist, gegen einen Ringbund 1 a der Führungsbiicl1se 1 anliegt. Der Ringbund 1 a ist ebenfalls mit einer zentralen Bohrung 1 b versehen, die jedoch wesentlich größer als die Bohrung 3 b im Bodenstück 3 a ist. Vom Ringbund 1 a bis zur oberen Kante der Führungsbüchse t erstreckt sich eine Aufnahmebohrung 1 c zur zentrischen Führung eines Eintreibwerkzeuges 6.
Die Bohrung 1 b des Ringbundes 1 a ist ausgefüllt mit einem scheibenförmigen Amboß 5, dessen nach unten gerichteter Führungszapfen 5 a in die Bohrung 3 b des Bodensttickes 3 a hineinragt. Das Eintreibwerkzeug 6 besteht im wesentlichen aus einem Stondrohr 6 a und einem zu diesem abknickbaren oder axial verschiebbaren Griffstück 6 b, das einen durch den Abzug betätigten Schlagbolzen 6 c enthalt. Im Innern des Standrohres 6 a ist ein Lauf 6 d geführt, der sowohl eine Kartusche 6 e als auch einen kolbenartigen Hammer 6 f aufnimmt.
Im Mündungsbereich des Laufes 6 d ist dieser mit einer Verengung 6 g versehen, die zur Hubbegrenzung des Hammers 6 f dient.
Die Wirkungsweise ist wie folgt: Nachdem der Schubring 3 und der Stechring 4 nacheinander in die Führunysbüchse 1 und der Amboß 5 in die Bohrung 1 b des Ringbundes 1 a eingesetzt worden sind, wird das mit einer neuen Kartusche 6 e bestückte Eintreibwerkzeug 6 beim Aufsetzen und Andrücken des Laufes 6 d auf den Ringbund 1 a gespannt. Der kolbenartige Hammer 6 f, der mittels eines Dichtungs- und Halteringes in seiner oberen Lage nahe dem Kartuschlager gehalten ist, schnellt beim Zünden der Kartusche 6 e aufgrund der sich entwickelnden Pulvergase gegen die Laufmündung und trifft dabei auf den Amboß 5 und drückt diesen und die beiden Ringe 3 und 4 vor sich her.
Die Länge des Hammers 6 f ist so bemessen, daß er den Stechring 4 so tief in den Boden B eintreibt, daß dessen Oberkante mit der Bodenoberfläche bündig verläuft. Falls die Energie der Treibladungsgase durch die Eintreibarbeit des Hammers 6 f noch nicht aufgezehrt ist, wird das weitere Eindringen des Stechringes 4 in den Boden B durch die Verengung 6 g im Mündungsbereich des Laufes 6 d,.die als Hubbegrenzung für den Hammer 6 f dient, verhindert.
Mit der Beendigung des Eintreibvorganges wird nach dem Absetzen des Werkzeuges 6 und der Führungsbüchsel der Stechring 4 vorsichtig freigelegt und samt der Bodenprobe BP entnommen. Zur Sicherung der Probe wird der Stechring 4, der gleichzeitig auch Aufbewahrungsbehalter ist, oben und unten mit je einem Deckel 4 b verschlossen und dem Labor zur Untersuchung übergeben.
Im Rahmen der Erfindung kann der flache Amboß 5 mit einer Ver-Iängerung 5 b versehen sein, die beim Aufsetzen des Eintreibwerkzeuges 6 in dessen Laufmündung eingreift.Die Höhe der Verlängerung 5 b und die Länge des Hammers 6 f sind insgesomt so bemessen, daß der Stechring 4 seine vorbestimmte Eindringtiefe erreicht hat, bevor der Hammer 6 f durch die Verengung 6 g im Lauf 6 d gestoppt wird.
Da der Einsatz verschieden starker-Kartuschen 6 e möglich ist, läßt sich damit für jeden Boden die richtige Kartusche bereitstellen. Zur Erzielung von reproduzierbaren Ergebnissen ist es wichtig, daß der Stechring 4 mit einer Kartuschladung seine vorbestimmte Eindringtiefe erreicht.
Die einfache Konstruktion des Bodenprobennehmers ermöglicht eine Entnahme auch an weniger gut zugänglichen Stellen, wobei auch Hilfspersonal zur Bedienung herangezogen werden kann.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Bodenstück 3 a des Schubringes 3 neben dem Amboß 5 mit einer Entiüftungsbohrung 3 c zu versehen. Diese Entlüftungsbohrung 3 c verhindert nicht nur das Komprimieren der aus dem Stechring 4 in den Schubring 3 verdrängten Luft und damit einen zusätzlichen Rückstoß im Eintreibwerkzeug 6, sondern es wird damit auch eine bessere Ausnutzung der Treibladungsgase erreicht.

Claims

Patent a n s p r U c h e

Bodenprobennehmer, bestehend aus einem mit einer Schneide versehenen, in den Boden eintreibbaren Stechring, der nach dem Freilegen mitsamt der Probe aufgenommen und gegebenenfalls mit Schutzdeckeln versehen zum Aufbewahren der Bodenprobe verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Eintreiben des Stechringes (4) aus einem durch die Explosionsgase einer Treibladung (6 e) beaufschlagten, kolbenartigen Hammer (6 f) bestehen.
2. Bodenprobennehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stechring (4) ein den Schlag des Hammers (6 f) aufnehmender Schubring (3) zugeordnet ist, die beide in einer Führungsbüchse (1) hintereinander lose geführt sind.
3. Bodenprobennehmer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Schubringes (3) der des Stechringes (4) entspricht und deren Gesamthöhe so bemessen ist, daß einerseits der Schubring (3) durch einen Ringbund (1 a) der Führungsbüchse (1) begrenzt ist und andererseits die Schneidenkante des Stechringes (4) mit der Bodenauflage (2) der Führungsbuchse (1) im wesentlichen bündig verläuft.
4. Bodenprobennehmer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubring (3) an seinem dem Ringbund (1 a) zugekehrten Ende durch ein Bodenstück (3 a) verstärkt ist, dessen zentrale Bohrung (3 b) den Fuhrungszapfen (5 a) eines sich gegen dos Bodenstück (3 a) abstützenden Ambosses (5) aufnimmt.
5. Bodenprobennehmer. nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (5) mit einer demFührvngszapfen (5 a) entgegengesetzten Verlängerung (5 b) versehen ist, deren Länge so bemessen ist, daß sie in die Laufmündung eines. Eintreibwerkzeuges (6) eingreift.
6. Bodenprobennehmer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbüchse (1) von ihrer Oberkante bis zum Ringbund (1 a) mit einer Aufnal1mebohrung (1 c) zur zentrischen Führung des Eintreibwerkzeuges (6) versehen ist.