DE2133561A1

DE2133561A1 - Ruettler zum verdichten des erdreiches und zum herstellen von bohrloechern im erdreich

Info

Publication number: DE2133561A1
Application number: DE2133561A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dr Ing Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-07-06
Filing date: 1971-07-06
Publication date: 1973-01-25
Also published as: NL7110688A; DE2133561B2; NL166299B; JPS5519356B1; US3800889A; CA968782A; CH527000A; GB1340550A; DE2133561C3

Description

Or. Ing. Karineinz Bauer
Schrobenhausen/Obb.

Rüttler zum Verdichten des Erdreiches und zum Herstellen von Bohrlöchern im Erdreich

Die Erfindung hat einen Rüttler zum Verdichten des Erdreiches und anderer Massen und zum Herstellen von Bohrlöchern im Erdreich zum Gegenstand. Der Rüttler besteht in bekannter Weise aus einem Rüttlerkörper mit einem Schwingungserreger und einem Antrieb für den Schwingungserreger sowie einer Kupplung zum Aufhängen des Rüttlerkörpers an einem Gestänge.

Es sind Vorrichtungen zum Verdichten des Erdreiches oder zum Herstellen von Bohrlöchern bekannt, bei denen in einem Rüttlerkörper ein Schwingungserreger angeordnet ist, der über ein Antriebselement in Schwingungen vers etzt wird, die als horizontale Schwingungen auf den Rüttlerkörper und das diesen umgebende Material, Erdreich oder sonst zu verdichtende Massen, übertragen werden.

Sofern derartige Rüttlerkör"per an starren Gestängen, beispielsweise Hohlgestängen, aufgehängt sind und an diesen in das zu verdichtende Material abgelassen werden, schwingt regelmäßig das Gestänge über die Kupplung mit. Dadurch geht ein Teil der Schwingungsenergie, die sich insbesondere beim Herstellen von Bohrlöchern auf den Rüttler konzentrieren soll, für den Bohrvorgang verloren. Abgesehen von diesem unerwünschten Energieverlust hat eine solche Anordnung aber auch den Nachteil, daß unter bestimmten Verhältnissen die Kupplung zwischen dem Rüttlerkörper und dem Gestänge oder das Gestänge selbst brechen.

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Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist daher beispielsweise in der deutschen Patentschrift Nr. 1.012. 264 vorgeschlagen worden, zur Verbindung des Gestänges mit dem Rüttlerkörper eine elastische Kupplung vorzusehen, um die Übertragung von Schwingungen auf das Gestänge zu vermindern oder zu vermeiden. Derartige elastische Kupplungen haben jedoch den Nachteil, daß sie als mechanische Verbindung zwischen dem Rüttlerkörper und dem Gestänge ungeeignet sind und durch die hohe horizontale Schwingungsbelastung der Kupplung nicht * verhindert werden kann, daß diese auch bei entsprechend

elastischer Ausbildung schnell beschädigt wird und schließlich bricht oder reißt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung der bekannten Mittel einen Rüttler zu finden, dessen Kupplung· nach Möglichkeit keinen Horizontaisch/wingungen ausgesetzt ist und die deshalb nicht elastisch ausgeführt werden muß.

Die Lösung der Aufgabe wird in einem Rüttler gesehen, bei dem der Schwingungserreger im Bereich eines Endes des Rüttlerkörpers und die Gestängekupplung fm Bereich des^; Schwingungsnullpunktes des Rüttlerkörpers angeordnet sind.

Es hat sich herausgestellt, daß bei der Schwingungserregung eines Körpers je nach der Lage des Schwingungszentrums an einem mathematisch zu errechnenden Punkt innerhalb oder außerhalb des Körpers ein Antischwingungszentrum entsteht und daß zwischen den beiden Schwingungszentren ein Punkt liegt,an dem der Körper in keinerlei Schwingungserregung gebracht wird. Bei einem länglichen Körper mit gleicher

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Mass en verteilung und gleicher Materialdichte, beispielsweise einer Stange oder einem Rohr, liegt bei der Anordnung des Angriffspunktes von Schwingungserregungen rechtwinklig zur Längsachse des Körpers an einem Ende des Körpers der Schwingungsnullpu nkt in der gegenüberliegenden Hälfte des Körpers. Wird dagegen der Angriffspunkt der Schwingungserregung in der Mitte des Körpers angeordnet, so liegt der Schwingungsnullpunkt im Unendlichen. Um zu vermeiden, daß die Kupplung zwischen dem Rüttlerkörper und dem Gestänge durch die horizontalen Schwingungen eines Schwingungserregers ebenfalls in horizontale Schwingungen versetzt wird und durch die Kupplung solche horizontalen Schwingungen auf das Gestänge übertragen werden, ist es daher notwendig, den Schwingungserreger in dem Rüttlerkörper so anzuordnen, daß er sich im Bereich eines Endes des Rüttlerkörpers befindet, so daß der Schwingungsnullpunkt des Rüttlerkörpers in der anderen Körperhälfte des Rüttlerkörpers liegt und im Bereich des Schwingungsnullpunktes die Gestängekupplung des Rüttlerkörpers angeordnet wird.

Da es zum Niederbringen einer Bohrung mittels einem Rüttlerkörper vorteilhaft ist, den Punkt der größten Horizontalschwingungen möglichst tief im Rüttlerkörper anzuordnen, ist es vorteilhaft, den Schwingungserreger im untersten Bereich des Rüttlerkörpers möglichst unmittelbar über der Spitze vorzusehen.

Als Kupplung wird vorzugsweise ein Winkeldrehgelenk, beispielsweise ein Kardan- oder Kugelgelenk verwendet. Es lasser, sich jedoch auch Schwingmetallgelenke verwenden.

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Zum Verdichten des Erdreiches bis in verhältnismäßig große Tiefen und zum Herstellen von Bohrlöchern mit einem Rüttler ist es zweckmäßig, als Gestänge ein Hohlgestänge zu verwenden, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Rüttlerkörpers entspricht oder nur wenig kleiner als dieser ist. Um zu vermeiden, daß das obere Ende des Rüttlerkörpers oberhalb der Kupplung in einem Hohl gestänge gegen die Innenwandung des Gestänges anschlägt, ist es zweckmäßig, den oberen^ einen Ansatz des Rüttlerkörpers bildenden Teil so zu verjüngen, daß sein oberes Ende, das sich über dem Schwingungsnullpunkt befindet, unter Horizontalschwingungen nicht gegen die Innenwandung des Hohlgestänges anschlägt. Zwar schwingt das Drehgelenk nicht, jedoch gerät der Ansatz in horizontale Schwingungen, deren Anschläge in einem bestimmten Verhältnis der Entfernung vom Schwingungsnullpunkt immer größer werden.

Es hat sich herausgestellt, daß die Lage des Schwingungsnullpunktes eines Körpers bei äer Anordnung des Schwingungszentrums im Bereich eines Endes des Körpers nicht nur von der Länge des Körpers, sondern wesentlich von der Massenverteilung abhängig ist. Es ist daher vorteilhaft, die Länge des in das Hohlgestänge hineinragenden Teiles des Rüttlerkörpers durch die Anbringung von Ausgleichsgewichten zu verkürzen, die die schwingende Masse in diesem Teil des Rüttlerkörpers gegenüber der schwingenden Masse im übrigen Teil vergrößern.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf ein in der beigefügten Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel verwiesen.

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Es zeigen

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch den Rüttlerkörper, der an einem Hohlgestänge aufgehängt ist;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kupplung.

Der Rüttlerkörper 1 ist ein Hohlkörper, dessen eines Ende eine Spitze 2 aufweist und der an seinem anderen Ende mit einem Ansatz 3 versehen ist, dessen Durchmesser geringer als der Durchmesser des Hohlkörpers 1 ist.

Im untersten Bereich des Rüttlerkörpers 1 unmittelbar oberhalb der Spitze 2 ist ein bekannter Schwingungserreger 4 angeordnet, der durch einen Antriebsmotor 5, der oberhalb des Schwingungskörpers 4 angeordnet ist, angetrieben wird. Als Antrieb kann in bekannter Weise ein Elektro- oder Hydraulikmotor verwendet werden.

Der Ansatz 3 des Rüttlerkörpers 1 ragt in das Ende ei nes Hohlgestänges 6 hinein, dessen Außendurchmesser etwa dem Durchmesser des Rüttlerkörpers 1 entspricht oder nur unwesentlich geringer als dieser ist. Der Rüttlerkörper 1 ist über den Ansatz 3 mit einem Kardangelenk 7 mit dem Ende des Hohlgestänges 6 verbunden. Das Kardangelenk 7 ist im Schwingungsnullpunkt des Rüttlerkörpers 1 angeordnet. An der Außenwandung des Ansatzes 3 sind oberhalb des Kardangelenkes 7 Ausgleichsgewichte 8 angeordnet.

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Claims

Dr. Karlheinz Bauer Schrobenhausen/Obb.<Λ -, _ I \ 3 3 b 6 Patentansprüche

1. yRüttler zum Verdichten des Erdreiches und zum Herstellen von Bohrlöchern im Erdreich, bestehend aus einem Rüttlerkörper mit einem Schwingungserreger und einem Antrieb, sowie einer Gestängekupplung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (4) im Bereich eines Endes des Rüttlerkörpers (1) und die Gestängekupplung im Bereich des Schwingungsnullpunktes des Rüttlerkörpers (1) angeordnet sind.

2. Rüttler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (4) im untersten Bereich des Rüttlerkörpers (1) angeordnet ist.

3. Rüttler gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplung ein Winkeldrehgelenk (3) verwendet wird.

4. Rüttler gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rüttlerkörper (1) durch einen über die Kupplung in ein Hohlgestänge (2) hineinragenden Ansatz (6) verjüngt.

5. Rüttler gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ansatz (6) ein Ausgleichsgewicht (7) angeordnet Ist.

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