DE3334573C2 - Baufahrzeug zum Einbringen und/oder Herausziehen von Pfählen, Spundwänden, Pfahlgründungen o.dgl. in oder aus dem Erdreich oder zum Durchführen von Erdbohrungen - Google Patents

Abstract

Baufahrzeug zum Einbringen und/oder Herausziehen von Pfählen, Spundwänden, Pfahlgründungen oder dergleichen in oder aus dem Erdreich, oder zum Durchführen von Erdbohrungen, mit einem in seiner räumlichen Lage verstellbaren Mäkler (1) und einem darauf verschiebbar angeordneten Rammbär oder Erdbohrgetriebe. Auf dem Mäkler (1) ist ein die Abweichungen aus der Vertikalen erfassender Geber (2) befestigt, dessen Meßwerte über einen Meßumformer (6) an ein Anzeigegerät (7) und/oder einen Regler weitergegeben und von dort auf ein Stellglied (10) zur Änderung der Lage des Mäklers (1) einwirkt. Der Geber (2) kann aus zwei mit Kontaktelektroden (4) bestückten Hohlringen (3) bestehen, der Meßumformer (6) aus einer Widerstandsbrückenschaltung und das Stellglied (10) aus Proportional- (11) oder Ein/Aus-Ventilen.

Description

Bereitstellung einer beispielsweise manuell betätigbaren Steuereinrichtung, die entsprechend einer ebenfalls bereitgestellten Anzeige einstellbar ist

Insbesondere ist von Vorteil, wenn jederzeit zwischen Steuereinrichtung und Regler umgeschaltet werden kann. Sinn und Zweck einer derartigen Maßnahme liegen vor allem darin, daß während der Anfangsphase, in der die Spundwand noch ohne Benutzung des Rammbären gegen das Erdreich geschoben und gepreßt wird, sie durch die von oben einwirkende Kraft ein Kippmoment erfährt, das zu Abweichungen aus der Vertikalen Anlaß gibt. Würde man während dieser Betriebsphase bereits automatisch, also mit Regler arbeiten, so würde dieser selbstverständlich versuchen, die aufgetretene Abweichung zu kompensieren. Mit Betätigen des Rammbären entfällt die von oben auf die Spundwand oder dergleichen einwirkende Kraft und demzufolge auch das auf sie einwirkende Kippmoment, so daß sie wieder in ihre Ursprungslage zurückkehrt Aus diesem Grunde ist es ratsam, während der ersten Arbeitsphase, in der die Spundwand noch ohne Zuhilfenahme des Rammbären im Erdreich befestigt wird, nicht mit Automatik zu arbeiten. Die optimale Lösung besteht darin, in dieser Arbeitsphase manuell, im übrigen jedoch mit Automatik zu arbeiten. Die soeben geschilderten Vorgänge finden in analoger Weise auch beim Herausziehen einer Spundwand aus dem Erdreich statt. Die Benutzung derartiger Geräte geschieht in der Weise, daß der nächste einzubringende Pfahl oder die Spundwand am Lageplatz vom Mäkler aufgenommen und hochgehoben wird, dann zur Baustelle transportiert, wo die Spundwand in in aller Regel vertikaler Lage in das Erdreich geschoben urd angepreßt wird und anschließend erst der Rammbär in Bewegung gesetzt und die Spundwand bis zur gewünschten Tiefe in das Erdreich eingetrieben wird.

Grundsätzlich gilt, daß gemäß dem Vorschlag der Erfindung nicht nur eine vertikale Ausrichtung sondern grundsätzlich auch bei einer entsprechenden Einstellung von Geber oder Regler und/oder durch entsprechende S'euerung das Einbringen von Spundwänden oder dergleichen sowie von Erdbohrungen unter jedem beliebigen Winkel möglich wird. Dies ist von Bedeutung deshalb, v/eil bisweilen eine Neigung der Spundwände gegen die Vertikale, z. B. von 15 Grad, gefordert wird (Pfändung). Der Mäkler ist in aller Regel an einem Baufahrzeug befestigt, wobei dieser Begriff jedoch recht weit auszulegen ist. da er neben Straßenfahrzeugen, w ie ζ. B. Auto- oder Raupenkränen, auch Schienenfahrzeuge und zur Errichtung von Wasserbauten auch Schwimmkörper, wie l\ B. Pontons, umfassen soll.

Insbesondere für die manuelle Verstellung des Mäklers empfiehlt sich Anzeigegerät und Steuereinrichtung im Führerhaus des Baufahrzeuges unterzubringen. Die Abweichung des Mäklers aus der Vertikalen kann sofort abgelesen und entsprechend korrigiert werden. Sämtliche vorzunehmenden Arbeiten lassen sich dann rasch und unverzüglich durch die einzige, im Führerhaus befindliche Bedienungsperson vornehmen.

Als bauliche Ausgestaltung des Gebers werden zwei, vorzugsweise aus Glas bestehende Hohlringe vorgeschlagen, deren jeweilige Ebenen senkrecht zueinander ;'_;:u.rid'dieJSchnittlinie dieser beiden^ Ebenen vertikal yerijaüferi und jeder Hohlring im'Inneren an gegenüberliegenden Seiten mit mehreren, mindestens zwei Kontaktelektroden versehen ist. Das Innere des Hohlringes ist in etwa zur Hälfte mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit gefüllt. Durch ripse eben definierte Lage jedes Hohlringes sammelt sich in seiner unteren Hälfte die in seinem Inneren befindliche Flüssigkeit an. Die nach innen ragenden Kontaktelektroden tauchen dabei (zumindestens teilweise) in diese Flüssigkeit ein.

Die Montage des Gebers auf den Mäkler erfolgt in der Weise, daß die Symmetrieachse der Hohlringe parallel zur Achse des Mäklers verläuft, so daß bei seiner vertikalen Ausrichtung die gleiche Zahl an Kontaktelektroden auf jeder Seite in die Flüssigkeit eintauchen. In dem angestrebten Zustand der vertikalen Lage des

Mäklers herrschen also symmetrische Verhältnisse. Bei hinreichend großen Abweichungen hiervon ändert sich die Anzahl der eingetauchten Kontaktelektroden auf den beiden gegenüberliegenden Seiten, was zur Messung der Abweichung aus der Vertikalen genutzt wird.

Bei einer derartigen Anordnung erwartet man sich sprunghaft ändernde Meßwerte, was in der Realität jedoch nicht der Fall ist, da durch die ständigen Erschütterungen des Mäklers dieser in Vibration versetzt wird, wodurch die Flüssigkeit in Bewegung gerät und deshalb im Wege der Mittelung Meßwerte aus den Zwischenbereichen erhalten werden können. . <n wesentlicher Vorteil dieses Gebers besteht darin, dat$ fr keine mechanischen, sich bewegenden Teile enthält, die gewartet werden müßten.

Eines der größten Probleme in vielen Anwendungsfäller ist, daß die im Hohlring befindliche Flüssigkeit so stark in Bewegungen und Schwingungen versetzt wird, daß sämtliche Kontaktelektroden jeweils nur für eine kurze Zeit in die Flüssigkeit eintauchen, so daß brauchbare Meßwerte nicht mehr erhaltbar sind. In diesen Fällen ist es erforderlich, die Bewegung der Flüssigkeit zu bremsen. Hierzu schlägt die Erfindung mehrere Möglichkeiten vor: Die erste besteht in der Verwendung von Quecksilber und die zweite in der Ummantelung jedes Hohlringes mit Silikon, der sehr weich und trotzdem elastisch ist, deshalb einen guten Schutz vor Erschütterungen und darüber hinaus auch Feuchtigkeit gibt. Schließlich geht noch ein Vorschlag dahin, im unteren Bereich jedes Hohlringes eine Blende anzubringen oder diesen selbst zu verengen. Hierdurch wird das Durchströmen der Flüssigkeit von einer auf die andere Seite wesentlich erschwert und damit verlangsamt.

In einer anderen Ausführungsform ist an der tiefsten Stelle des Hohlringes eine zusätzliche f.'ektrode, die Mittelelektrode, angeordnet. Dann können die Abweichungen aus der Vertikalen über eine Brückenschaltung aus Widerständen und eventuell Dioden erfaßt werden. Dazu steht jede Kontaktelektrode mit einem Widerstand in Verbindung, wobei die Widerstände von je einer Seite des Hohlringes zueinander parallel geschaltet sind. Sie bilden jeweils einen Gesamtwiderstand, dessen Größe davon abhängt, wieviele der Kontaktelektroden von jeder Seite in die elektrisch leitende Flüssigkeit eintauchen. Bei einer hinreichenden Abweichung aus der Vertikalen verlieren eine oder mehrere der Kontaktelektroden einer Seite ihre Verbindung zur elektrisch leitenden Flüssigkeit, so daß sich der Gesamtwiderstand ändert. Auf der gegenüberliegenden Seite des Hohlringes tauchen no^h mehr der dort befindlichen Kontaktelektroden in die Flüssigkeit ein, was den Gesamtwiderstand ebenfalls, jedoch in die entgegengesetzte Riehitung veränderj. Im Ergebnis erhält rnäneineii Gesamtwiderstand'auf jeder Seite des Hohlringes von unterschiedlicher Größe. Diese können durch eine Brückenschaltung aus Widerständen und eventuell Dioden ermittelt und als Strom oder Spannung zur Anzeige gebracht werden. Ist der Gesamtwiderstand der beiden Seiten gleich, wie beispielsweise in der vertikalen Posi-

5 6

tion, erhält m?n am Brückenabgleich keine Spannung. der Position des Mäklers 1 ändert sich die Anzahl der in Wird der Mäkler hingegen und damit der Hohlring ge- die elektrisch leitende Flüssigkeit 5 eintauchenden Konneigt, erhäit man eine Spannung, deren Vorzeichen taktelektroden 4, was zur Erfassung und Bestimmung durch die Richtung der Abweichung aus der Vertikalen der Position des Mäklers 1 verwendet werden kann. Die bestimmt ist. Aus diesem Grunde empfiehlt sich, als An- 5 hierbei erhaltene Information wird einem Meßumforzeigegerät zwei stromrichtungsabhängige Strom- oder mer 6 zugeführt, der beispielsweise eine aus Widerstän-Spannungsmesser zu verwenden. Unter richtungsab- den aufgebaute Brückenschaltung darstellt. Im Abhängigen Meßgeräten versteht man solche, bei denen gleichszweig dieser Brückenschaltung ergeben sich sich die Nullstellung in der Mitte der Skala befindet, so Strömungen und Spannungen, die unmittelbar auf ein daß der Zeiger nach rechts oder links ausschlagen und io 'Anzeigegerät 7 gegeben werden können, sofern dies ein demzufolge auch nicht nur den Betrag, sondern auch die Strom- oder Spannungsmesser ist. Es empfiehlt sich, Abweichungsrichtung aus der Vertikalen angeben kann. stromrichtungsabhängige Meßgeräte zu verwenden, da Zwei Meßgeräte sind notwendig, da jeder Geber aus sich dann die Abweichungsrichtung des Mäklers aus der zwei senkrecht zue^;nander angeordneten Hohlringen Vertikalen unmittelbar entnehmen läßt, besteht. Anstelle der soeben erwähnten analogen Meß- is Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist manuell betätiginstrumente können Meßgeräte verwendet werden, die bar, weshalb eine Verbindung zwischen dem Anzeigejeweils auf jeder Seite mit mehreren Leuchtdioden aus- gerät 7 und der Steuereinrichtung 8 nicht besteht. Diese gestattet sind. Aus Lage und Zahl der aufleuchtenden wird gebildet beispielsweise aus einem Potentiometers, Dioden läßt sich Richtung ur.d Größe der Abweichung das entsprechend den im Anzeigegerät 7 angegebenen der Position des Mäklers aus der Vertikalen ersehen. 20 Werten manuell betätigt wird und auf diese Weise Strö-Prinzipiell gilt, daß ein Anzeigegerät nur dann unbe- me und Spannungen in ihrer Größe verändert, die ihrerdingt notwendig ist, wenn manueller Betrieb vorgese- seits die als Stellglied 10 wirkenden strom- oder spannen ist. nungsabhängigen Proportionalventile 11 schalten. Die-

Es ist grundsätzlich denkbar, daß die aus dem Brük- se wiederum regeln den Zufluß des Mediums in einen kenabgleich erhaltenen Strom- oder Spannungswerte 25 hydraulischen Zylinder 12, dessen Kolbenstange unmitvollständig oder teilweise zur Regelung und Rückfüh- telbar die Bewegung des Mäklers 1 vornimmt, rung des Mäklers in die Vertikale benutzt werden. Da Bei einer automatischen Justiervorrichtung kann die

die Verstellung desselben im allgemeinen über hydrauli- per Hand Htätigte Steuereinrichtung entfallen, an dessche Zylinder erfolgt, schlägt die Erfindung die Verwen- sen Stelle ein Regler tritt, der das für das Anzeigegerät 7 dung von strom- oder spannungsabhängigen Proportio- 30 bestimmte Signal teilweise oder gänzlich aufnimmt, unnal- oder Ein/Aus-Ventilen vor. zu deren häufigsten ter Umständen umwandelt und unmittelbar auf das Vertretern die Magnetventile zählen. Die Verwendung Stellglied 10 gibt.

von Ein/Aus-Ventilen erweist sich bisweilen als proble-

mansch, da die Ventile bei Vorliegen einer Abweichung Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

solange geöffnet bleiben, bis diese zu Null wird, was in 35
aller Regel tu einer Bewegung des Mäklers über die
Null-1-age hinaus und demzufolge zu Regelschwingungen führt.

Bei Verwendung von Proportionalventilen, deren
Öffnung vom Betrag des anliegenden Strom- oder 40
Spannungswerte* abhängt, treten vorgeschilderte Probleme nicht auf.

Neben den soeben geschilderten hydraulischen Zylindern besteht eine andere Möglichkeit der Bewegung
des Mäklers in der Verwendung von strom- oder span- 45
nungsabhängigen Drehmotoren.

Bei manueller Betätigung tritt an die Stelle des Reglers eine Steuereinrichtung, über die unter Zuhilfenahme des Anzeigegerätes die Justierung vorgenommen
werden kann. Es ist besonders einfach, hierfür zwei Po- 50
tensometer zu veru ünden. durch welche die die Ventile
oder Drehrnotoren stellenden Strömungen oder Spannungen beeinflußbar sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in der
Zeichnung dargestellten Prinzipskizze näher erläutert 55
Sie zeigt eine erfindungsgemäße Justiervorrichtung für
einen Mäkler mit einer per Hand zu betätigenden
Steuereinrichtung.

An einem Mäkler 1 ist ein Geber 2 unmittelbar befestigt. Dieser besteht in seinem wesentlichen Aufbau aus 60
zwei Hohlringen 3. deren Ebenen senkrecht zueinander
und die dadurch gebildete Schnittlinie vertikal (im einjustierten Zustand) verläuft, im Inneren jedes Hohlringes
3 sind symmetrisch zu der im einjustierten Zustand vertikalen Achse angeordnete und nach innen weisende 65
Kontaktelektroden 4 angebracht. Jeder Hohlring 3 ist in
seinem Inneren etwa bis zur Hälfte mit einer elektrisch
leitenden Flüssigkeit 5 gefüllt Bei einer Veränderung

Claims (12)

1 Patentansprüche:

1. Baufahrzeug zum Einbringen und/oder Herausziehen von Pfählen, Spundwänden, Pfahlgründungen oder dergleichen in oder aus dem Erdreich oder zum Durchführen von Erdbohrungen, mit einem in seiner räumlichen Lage verstellbaren Mäkler und einem darauf verschiebbar angeordneten Rammbär oder Erdbohrgetriebe sowie einem am Mäkler befestigten Geber, der die Abweichungen aus der Vertikalen erfaßt, und einem Stellglied zur Änderung der Lage des Mäklers, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (2) die Abweichungen aus der Vertikalen über einen Meßumformer (6) (Transmitter) weitergibt an einen Regler, der auf das Stellglied (10) einwirkt, oder an ein Anzeigegerät (7), wobei eine auf das Stellglied (10) einwirkende Steuereinrichtung (8) vorhanden ist

2. Baufahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß slrh Anzeigegerät (7) und Steuereinrichtung (8) im ίführerhaus des Baufahrzeuges befinden.

3. Baufahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (2) aus zwei Hohlringen (3) vorzugsweise aus Glas besteht, deren Ebenen senkrecht zueinander und deren Schnittlinie vertikal angeordnet ist und die symmetrisch zur Vertikalachse mit mehreren, mindestens zwei nach innen regenden Kontaktelektroden (4) versehen sind und etwa bis zur Hälfte mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit (5) gefüll* sind.

4. Baufahrzeug nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrisch leite .de Flüssigkeit (5) Quecksilber ist

5. Baufahrzeug nach Anspruch J oder 4, gekennzeichnet durch eine Ummantelung der Hohlringe (3) aus Silikon.

6. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich im unteren Bereich jedes Hohlringes (3) eine Verengung befindet oder eine Blende eingebracht ist.

7. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der tiefsten Stelle des Hohlringes (3) eine Mittelelektrode angeordnet ist. die mit den Kontaktelektroden (4) über eine Brückenschaltung aus Widerständen und eventuell Dioden verbunden ist.

8. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (7) aus zwei stromrichtungsabhängigen Strom- oder Spannungsmessern besteht.

9. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (7) aus zwei Meßgeräten besieht, die jeweils mehrere Leuchtdioden als Anzeige aufweisen.

10. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied (10) zwei hydraulische Zylinder (12) dienen, die über strom- oder spannungsabhängige Proportional- (11) oder Ein/Aus-Ventile betätigbar sind. .- 11. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis

"¹IO₁, dadürch^gekennzeichnetliidaß ,den;Mäkler. (1) *. ; durch strom- oder spanriungsabhängige Drehmotore bewegt wird.

12. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (8) aus zwei Potentiometern (9) besteht.

Die Erfindung betrifft ein Baufahrzeug zum Einbringen und/oder Herausziehen von Pfählen, Spundwänden, Pfahlgründungen oder dergleichen in oder aus dem Erdreich oder zum Durchführen von Erdbohrungen, mit einem in seiner räumlichen Lage verstellbaren Mäkler und einem hierauf verschiebbar angeordneten Rammbär oder Erdbohrgetriebe sowie einem am Mäkler befestigten Geber, der die Abweichungen aus der Vertikalen erfaßt, und einem Stellglied zur Änderung der Lage des Mäklers.

Auf dem Gebiete des Tiefbaues ist allgemein bekannt, zum Eintreiben oder auch zum Herausziehen von Pfählen, Spundwänden, Pfahlgründungen oder dergleichen an Baufahrzeugen befestigte Rammen zu verwenden. Sie bestehen in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Mäkler, einer im vorderen Bereich befindlichen und in etwa senkrecht verlaufenden Führungsschiene, und aus einem Rammbären, der auf dem Mäkler auf- und abgleitet und in modernen Geräten als Vibrator ausgebildet ist. Daneben Finden derartige Vorrichtungen auch zum Durchführen von Erdbohrungen Verwendung, wobei dann anstelle des Rammbären ein Erdbohrgetriebe aufgebracht wird. Im Regelfall werden mehrere Spundwände in einer Reihe entweder aneinander anliegend oder sich überlappend eingebracht, wobei es erforderlich ist, daß jedes der einzelnen Teile genau in vertikaler Richtung und ohne um die horizontale Achse zu verkanten ausgerichtet sein muß. Eine Vorrichtung der soeben beschriebenen Art ist bereits aus dem deutschen Gebrauchsmuster 74 37 048 bekannt, bei welchem die vertikale Ausrichtung durch ein angebrachtes Fallot erfolgt, welches in Zusammenwirkung mit einer Markierung am Mäkler als Anzeigegerät für die Abweichungen aus der Vertikalen dient. Diese Lösung ist bei Erbringung und Ausübung größerer Kräfte ungeeignet, da sich dann das Lot auf Grund der Vibrationen der gesamten Anordnung ständig im schwingenden Zustand befindet, so daß der Nulldurchgang überhaupt nicht oder nur sehr schwer feststellbar ist Des weiteren ist als nachteilig anzusehen, daß entweder dh: die Steuereinrichtung betätigende Bedienungsperson sich in direkter Blickverbindung zum Lot befinden muß, was bei einer Länge des Mäklers von 12 bis 14 Metern nur sehr schwierig und beispielsweise unter ungünstigsten Sichtverhältnissen und Witterungsbedingungen überhaupt nicht möglich ist oder aber daß neben der die Verstellung des Mäklers bewirkenden Person zusätzlich eine Hilfskraft eingesetzt wird, die die Stellung und insbesondere die Abweichung d?r Spundwand aus der vertikalen P.ichtung abliest und entsprechende Abweisungen angibt. Auf Grund dieser Schwierigkeiten ist die Ausrichtung und Justierung von Spundwänden oder dergleichen umständlich, langwierig und entsprechend konstentreibend.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf besonders einfache und rasche Weise eine vertikale Ausrichtung des Mäklers und damit der darin anliegenden Spundwand oder dergleichen zu ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Geber die Abweichungen aus der Vertikalen über einenj Meßumforrrieri(Transmitter) weitergibt an einen Regler, derauf das Steiigiiedeinwirlit oder an ein Anzeigegerät, wobei eine auf das Stellglied einwirkende Steuereinrichtung vorhanden ist.

Die Erfindung beinhaltet zum einen die automatische also ohne äußeres Zutun erfolgende Ausrichtung durch einen Regler und zum anderen alternativ hierzu, die