DE2363029A1

DE2363029A1 - Ruettler zur verdichtung des erdreiches, zum herstellen von bohrloechern und zum ein- und ausbau von bauelementen

Info

Publication number: DE2363029A1
Application number: DE2363029A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dr Ing Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-19
Filing date: 1973-12-19
Publication date: 1975-07-03

Description

Dr. Ing. Karlheinz Bauer

Schrobenhausen/Obb. i- 3 U 3 U L Q

Rüttler zur Verdichtung des Erdreiches, zum Herstellen von Bohrlöchern und zum Ein- und Ausbau von Bauelementen

Die Erfindung hat einen Rüttler zur Verdichtung des Erdreiches, zum Herstellen von Bohrlöchern und zum Ein- und Ausbau von Bauelementen zum Gegenstand.

Es sind Rüttelgeräte zum Verdichten des Erdreiches sowie zur Herstellung von Bohrlöchern bekannt, in die Bauelemente, beispielsweise Pfähle oder Doppel-T-Träger für Berliner Verbau eingesetzt werden. Bei den bekannten Geräten besteht der Rüttler beispielsweise aus einem Kreisschwinger, also einem horizontal um die Längsachse drehenden Excenter, der durch einen im Rüttler angeordneten Motor oder einen sonstigen Antrieb angetrieben wird, wodurch der Rüttler in horizontale Schwingungen versetzt wird. Die bekannten Rüttler haben den Nachteil, daß sie sich im Bohrlochtiefsten und regelmässig unter dem Grundwasserspiegel befinden und vermieden werden muß, daß sich die Schwingungen des Rüttlers auf das Gestänge übertragen, an dem der Rüttler eingebracht wird. Bei der Herstellung von Bohrlöchern zum Einbringen von Pfählen oder Trägern besteht ferner der Nachteil, daß der Rüttler nach dem Erreichen des Bohrlochtiefsten wieder ausgebaut werden muß. Dies setzt häufig voraus, mit dem Rüttler ein Futterrohr niederzubringen, das den Einsturz des Bohrloches bis zum Ausbau des Rüttlers und dem Einbau des Pfahles oder Trägers verhindert. Das Futterrohr muß nach dem Einbau wieder gezogen werden. Die bekannten Anordnungen haben ferner den Nachteil, daß im Falle eines Schadens oder einer Betriebsstörung der Rüttler mit dem Gestänge ausgebaut werden muß.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rüttler zu finden, dessen Kreisschwinger auch während des Rüttelvorganges zugänglich ist.

Die Lösung wird in einem Rüttler gesehen, der aus einem möglichst biegungssteifen und eigenschwingungsarmen Stab besteht, auf dessen oberen Ende ein Horizontalkreisschwinger angeordnet isto Durch den Kreisschwinger am oberen Ende des Stabes wird dieser in Schwingungen versetzt in der Weise, daß die Schwingungsausschläge am oberen und am unteren Ende des Stabes am grössten sind, während der Stab im Schwingungsnullpunkt, der bei gleichen Massenverhältnissen im unteren Drittel des Stabes liegt, keinen Schwingungen ausgesetzt ist. Das Schwingungsbild des Stabes entspricht in etwa dem Bild zweier mit den Spitzen aufeinander stehender Kegel, die sich im Schwingungsnullpunkt berühren. Durch die Schwingungen am unteren Ende des Stabes wird das Erdreich so verdrängt, daß der Stab aufgrund seines Eigengewichts in das Erdreich absinkt. Auf die gleiche Weise kann ein Stab auch wieder gezogen werden.

Das Schwingungsverhalten des Rüttlers hängt weitgehend von der Biegesteifigkeit des Rüttlerstabes ab. Da jeder Stab eine bestimmte Eigenschwingungsfrequenz hat, muß die durch den Kreisschwinger aufgebrachte Frequenz in einem bestimmten Verhältnis zur Eigenfrequenz stehen. Es hat sich herausgestellt, daß die aufgebrachte Frequenz niedriger als die Eigenfrequenz sein muß. Die Eigenfrequenz kann aus den Materialkonstanten, den Trägheitsmomenten und den Massen des Stabes errechnet werden. Erfahrungsgemäß liegt die Eigenfrequenz in der Größenordnung von 5O Hz , sodaß es vorteilhaft ist, den Kreisschwinger auf eine Frequenz unter 5O Hz einzurichten.

Zur Erzeugung eines bestimmten Schwingungsradius des unteren Rüttlerendes ist es notwendig, die Masse der Unwucht des Kreisschwingers und den Radius bei vorbestimmter Fliehkraft aufein-

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ander abzustimmen. Dafür ist das Verhältnis der Unwuchtmasse zur Masse des Stabes maßgebend. Die Masse des Stabes bestimmt sich aus homogener Stab χ i/2 . Unwucht ist = U. Radius der Unwucht ist = r. Radius des Stabes ist = R. Der Radius des Rüttlerstabes im unteren Ende R = U

Stabmasse χ r Demzufolge ist es notwendig, die Unwuchtmasse wesentlich

kleiner als die Masse des Stabes zu wählen.

Der Kreisschwinger wird auf dem Stab fest angeordnet und der so gestaltete Rüttler beispielsweise an einem Kran freihängend abgesenkt.

Zum Verdichten von Baugrund wird vorzugsweise ein aus Rohrschüssen bestehendes Rohr verwendet, an dessen unterem Ende eine das Eindringen in das Erdreich erleichternde Spitze angeordnet ist.

Zum Einbringen von Doppel-T-Trägern, beispielsweise für Berliner Verbau, wird der Kreisschwinger am oberen Ende des Trägers angeordnet und der so gestaltete Rüttler an einem Kran hängend in das Erdreich abgesenkt.

Es hat sich herausgestellt, daß bei größeren Tiefen oder wechselnd oder zunehmend festeren Böden der seitliche Widerstand des Erdreiches die Schwingungsausschläge des unteren Endes des Rüttlers stark beeinträchtigen können. Mit der Abnahme der Ausschläge rückt der Schwingungsnullpunkt weiter nach unten. Dies kann dadurch vermieden werden, daß man den Schwingungsnullpunkt fixiert, indem man im Bereich des Schwingungsnullpunktes eine zusätzliche Masse anbringt. Dadurch wird bewirkt, daß die Schwingungsausschläge, deren Größe von der Entfernung des Schwingungsnullpunktes vom unteren Ende des Rüttlers abhängig sind, in ihrer Größe erhalten bleiben.

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Es hat sich mit Rücksicht auf unterschiedliche Widerstände im Erdreich als vorteilhaft erwiesen, den Schwingungsnullpunkt von vorneherein als variabel beeinflußbar auszubilden, indem man dem Stab des Rüttlers eine nach oben oder unten bewegliche Zusatzmasse anordnet. Auf diese Weise kann bei gleichbleibenden Schwingungsausschlägen des Kreisschwingers am oberen Ende des Rüttlers die Amplitude am unteren Ende durch Verschiebung des Schwingungsnullpunktes geändert werden. Nimmt durch den Widerstand des Erdreiches die Amplitude am unteren Ende ab, so kann diese durch eine Verlegung des Schwingungsnullpunktes nach oben durch Verschiebung der Zusatzmasse nach oben wieder vergrössert werden. Besteht der Rüttlerstab aus einem Rohr₅ so kann die Nullpunktmasse in dem Rohr verschiebbar angeordnet werden. Bei einem Doppel-T-Träger wird sie mit einer Klemmvorrichtung aussen angebracht. Je grosser die Nullpunktmasse ist, umso stabiler kann der Schwingungsnullpunkt gehalten werden.

Ist das Gewicht des Rüttlers mit Bezug auf den senkrechten Eindringwiderstand des Erdreiches zu gering, so können auf dem Rüttler zusätzliche Massen aufgebracht werden. Anstelle zusätzlicher Massen hat sich jedoch auch als vorteilhaft erwiesen, auf dem Rüttler einen bekannten Längsschwinger anzuordnen, der den Rüttler in eine Auf- und Abbewegung versetzt.

Bei der Herstellung von Bohrlöchern in labilem Erdreich ist es vorteilhaft, mit dem Rüttler ein Futterrohr abzusenken, um den Einsturz des Bohrlochs zu verhindern. Der Au ssendurchmesser des Futterrohres muß so groß sein wie der Schwingungsdurchmesser des unteren Rüttlerendes und muß dem unteren Rüttlerende in einer Entfernung folgen, die groß genug ist, um ein Anschlagen des Rüttlers an der Innenwandung des Futterrohres zu verhindern.

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Claims

Patentansprüche;

j 1. J Rüttler zur Verdichtung des Erdreiches, zum Herstellen von Bohrlöchern und zum Ein- und Ausbau von Bauelementen, bestehend aus einem horizontal schwingenden Kreisschwinger und einem Rüttlerkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttlerkörper aus einem möglichst biegungssteifen und eigenschwingungsarmen Stab besteht, an dessen oberen Ende der Kreisschwinger fest angeordnet ist.
2. Rüttler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Kreisschwinger auf den Stab aufgebrachte Schwingungsfrequenz niedriger als dis Eigenschwingungsfrequenz des Stabes ist.
3. Rüttler gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Frequenz im Bereich von 5O Hz liegt.
4. Rüttler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtmasse des Kreisschwingers wesentlich kleiner als die Masse des Rüttlerstabes ist.
5. Rüttler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rüttler Vorrichtungen zumAufhängen des Rüttlers an einem Kran vorgesehen sind.
6. Rüttler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttlerstab aus einem aus mehreren Rohrschüssen zusammengesetzten Rohr besteht, an dessen unterem Ende eine Spitze angeordnet ist.
7. Rüttler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rüttler zur Beeinflussung des Schwingungsnullpunktes eine vorbestimmte Nullpunktmasse verschiebbar angeordnet ist.

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8. Rüttler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem oberen Ende des Rüttlerstabes ein Längsschwinger angeordnet ist.
9. Rüttler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttlerstab in einem Futterrohr angeordnet ist, dessen Durchmesser dem Schwingungsdurchmesser des unteren Endes des Rüttl erstabes entspricht und dessen unteres Ende in einem Abstand vom unteren Ende des Rüttlerstabes gehalten wird, der ein Anschlagen des Rüttlerstabes an die Innenwandung des Futterrohres verhindert.

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