DE3712455C2 - Verdichtungsprüfgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verdichtungsprüfgerät zur meßtechnischen Erfassung des Verdich­ tungsgrades von Prüfmaterialien, z. B. von Füllmaterialien in Kanal- und Kabelgräben, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Fallgewichtsgeräte, Schlagprüfgeräte und mechanische Seismographen sind seit Jahren be­ kannt und in vielen Bereichen der Technik eingeführt. Bei diesen Geräten ist aber einerseits mit Rückpralleffekten, andererseits mit Schwingungen zu rechnen.

So bezieht sich die DE 34 10 887 A1 auf ein Fallgewichtsgerät, bei dem das Fallgewicht auf einer lotrechten Stange geführt wird. Das zu verdichtende Gut ist hierbei in eine auf einer Bo­ denplatte aufgesetzte Form eingefüllt. Auf dem zu verdichtenden Gut liegt ein Stempel, auf welchen das Fallgewicht je nach eingestellter Höhe einwirkt. Dieses Gerät dient jedoch zur Vorbereitung des Prüfmaterials, eine direkte Prüfung des Grades der Verdichtung und eine entsprechende Anzeige sind damit nicht möglich.

Die FR-PS 2250433 behandelt eine Meßmethode, die es ermöglichen soll, Tragfähigkeit an wassergesättigten Böden, z. B. am Meeresgrund oder in Flußbetten zu bestimmen. Das eigent­ liche Meßgerät ist ein Beschleunigungsaufnehmer (Geophon). Der Unterschied zu dem er­ findungsgemäßen Verdichtungsprüfgerät besteht darin, daß das gesamte Gerät als Fallgewicht benutzt und hier eine Bewegung in einem geeigneten Wandler in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Für die Auswertung werden deshalb die elektrisch gemessene Amplitude des Bremsweges und die Eindringzeit in den Meeresgrund herangezogen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verdichtungsprüfgerät dagegen wird die Relativbewegung des Meßgerätes zur Vergleichsmasse rein mechanisch durch ein Übersetzungsgetriebe mit Schleppzeiger angegeben.

Bei der Bundesanstalt für Straßenwesen wurde parallel zu dieser Erfindung ein Gerät ent­ wickelt, dessen Fallgewicht zentralgeführt auf eine Gummifeder fällt und danach wegen der Rückfederung mehrere Schläge ausführt.

Die Reaktion des Untergrundes wird elektronisch mittels Kraftmeßzelle, Geophon und auf­ wendiger Registrierelektronik gemessen.

Bei der Messung mit dem Fallgewicht der Bundesanstalt für Straßenwesen ergibt sich eben­ falls ein großer apparativer und elektrischer Aufwand, der eine ständige Präsenz an der Bau­ stelle aus Kostengründen nicht erlaubt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verdichtungsprüfgerät der eingangs be­ schriebenen Art zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere ein zerstörungsfreies Messen in Kabel- und Kabelgräben einfach, schnell, zu­ verlässig und kostengünstig erlaubt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der Grundplatte des Verdich­ tungsprüfgerätes ein Stoßdämpfer zum definierten Bremsen des Fallgewichtes und damit zwecks rückprallfreier Schlagausübung befestigt ist, und daß eine an einer die Grundplatte umfassenden festen Einheit federnd gelagerte, träge Masse vorgesehen ist, deren Bewegung relativ zur Grundplatte durch ein Getriebe-Schleppzeigersystem rein mechanisch als Maß für den Verdichtungsgrad erfaßt und angezeigt wird.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile sind:

• 1. Einsatzmöglichkeiten auf den Baustellen durch
  • - geringe Investitionskosten und ohne Nebenkosten
  • - einfache Bedienung und damit keine hohen Anforderungen an das Bedie­ nungspersonal
  • - einfache Kalibrierung
  • - Witterungs- und Fremdenergieunabhängigkeit.
• 2. Zerstörungsfreies Messen von Verdichtungszuständen
• 3. Schnelle Wiederholbarkeit von Messungen
• 4. Geringer Einfluß des Meßvorganges auf das Prüfmaterial
• 5. Absoluter Schutz der Kabel oder Kanäle vor Zerstörung durch das Prüfgerät.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in folgendem näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Hauptansicht

Fig. 2 Rückansicht

Fig. 3 Schnitt B-B

Fig. 4 Funktionsskizze.

Das Gerät besteht aus einem Fallgewicht von 10 kg 1, einer Grundplatte von 150 mm Durch­ messer 2, einem Stoßdämpfer mit einem Bremsweg von 50 mm 3, zwei Führungsstangen von 20 mm Durchmesser 4, einem Joch 5 und einem die Meß- und Registriereinheit bildenden Getriebe-Schleppzeiger-System.

Das System aus Getriebe und Schleppzeiger besteht aus der über die Feder 6.1 gehaltenen Trägen Masse 6.2,
einer Spannstange 6.3,
einem Mehrstufengetriebe 6.4,
einem Sicherungsriegel 6.5,
dem Anzeigergehäuse 6.6,
der Skala 6.7,
der Ausgleichsfeder 6.8,
der Mitnehmerscheibe 6.9
und Zeiger 6.10,
der Frontscheibe 6.11 mit Mechanik 6.12,
sowie drei Spannbolzen 6.13 mit Spannfedern 6.14 und
zwei Reibplättchen 6.15.

Die Grundplatte 2, die Führungsstangen 4, das Joch 5 und der Stoßdämpfer 3 bilden eine feste Einheit, die das Fallgewicht 1 in funktionsgerechter Weise aufnehmen.

Die Registriereinheit 6.1-6.15 wird als Ganzes mit dem Joch fest verschraubt. Getriebe, Gewicht, Zeiger und Mitnehmerscheibe sind so montiert, daß der Zeiger in Nullstellung steht, wenn die federnd aufgelegte Masse gerade über dem Ruhelager 7 schwebt. Der Funktions- und Bewegungsablauf kann wie folgt beschrieben werden:

Das Fallgewicht 1 fällt in Richtung R1 über die Strecke hf auf den ausgefahrenen Stoßdämpfer 2 und wird über die Strecke hb gebremst. Die beim Aufprall auf den Stoßdämpfer entstehende Kraft treibt das gesamte Gerät über die Grundplatte 2 in Richtung R2 um das Maß he in das Prüfmaterial.

Durch die Trägheit der Masse 6.2, die in Ruhelage verharrt, vollzieht sich eine Relativbewegung zum Gesamtgerät in Richtung R3. Diese Relativbewegung wird über ein Mehrstufengetriebe 6.4 um den Faktor 60-120 vergrößert und wirkt über die Mitnehmerscheibe 6.9 auf den Zeiger 6.10, der eine Bewegung in Richtung R4 ausführt. Da dieser Zeiger als Schleppzeiger in der Stellung des Maximalausschlages verharrt, ist die so fixierte Anzeige direkt ein Maß für die Eindringtiefe der Grundplatte 2 in das Prüfmaterial.

Die Nullstellung erfolgt durch Eindrücken der Frontscheibe 6.11 um den Betrag X2 in Richtung R5 bis die beiden Reibeplatten 6.15 sich berühren. Über die Reibung wird die Mitnehmerscheibe 6.9 wieder exakt in Nullstellung gebracht. Danach drücken die drei Spannfedern 6.14 die Frontscheibe 6.11 mittels der Spannbolzen wieder in die Ausgangslage in der der Schleppzeiger wieder in Nullposition gebracht wird.

Die Ausgleichsfeder 6.8, eine Spiralfeder, dient dem Ausgleich des Getriebespiels und entfällt bei Verwendung eines spielfreien Getriebes.

Claims (3)

1. Verdichtungsprüfgerät zur meßtechnischen Erfassung des Verdichtungsgrades von Prüfmaterialien, z. B. von Füllmaterialien in Kabelgräben, mit einem Fallgewicht, das aus gleichbleibender Höhe fallend, auf eine Grundplatte einen Schlag ausübt, der die Grundplatte in das Prüfmaterial treibt und wobei die Reaktion des Prüfmaterials auf diese Belastung gemessen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Grundplatte ein Stoßdämpfer zum definierten Bremsen des Fallgewichtes und damit zwecks rückprallfreier Schlagausübung befestigt ist,
und daß eine an einer die Grundplatte umfassenden, festen Einheit federnd gelagerte, träge Masse vorgesehen ist, deren Bewegung relativ zur Grundplatte durch ein Getriebe-Schleppzeigersystem rein mechanisch als Maß für den Verdichtungsgrad erfaßt und angezeigt wird.

2. Verdichtungsprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Grundplatte 150 mm beträgt.

3. Verdichtungsprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Einheit aus der Grundplatte, zwei Führungsstangen, einem Joch und dem Stoßdämpfer gebil­ det wird.