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Verfahren zur Verdichtung von nichtplastischen Massen, wie insbesondere
Grobsteinschüttungen, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, dem die Aufgabe zugrunde liegt, eine besonders
wirksame Verdichtung von nichtplastischen Massen, wie Erdschüttungen, und insbesondere
von Grobsteinschüttungen, zu erzielen.
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Es ist an sich bekannt, daß für die Verdichtung von Schüttungen durch
Rütteln, die sich in ihrem Verhalten grundsätzlich unterscheiden von Frischbeton
und ähnlichen plastischen Massen, eine Oberflächenrüttlung entgegen einer Innenrüttlung
am wenigsten wirkungsvoll ist und daß auch erhebliche Verstärkungen der Rüttelkräfte
dabei nur eine begrenzte Verstärkung in der Wirkung ergeben. In zahlreichen Fällen
ist aber eine Innenrüttlung praktisch nicht durchführbar, weil die Innenrüttlung
die Möglichkeit des Eintauchens oder Einbettens des Rüttelgerätes voraussetzt und
sich daher in allen Fällen verbietet, in denen, wie z. B. bei Grobsteinschüttungen,
das Einbetten technisch zu schwierig oder unmöglich ist, oder das Wiederziehen des
Rüttlers Nachteile mit sich bringt.
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Nach dem vorliegenden Verfahren wird vorgeschlagen, einen Oberflächenrüttler
zu verwenden, jedoch in der besonderen Form eines Oberflächenrüttlers mit waagerechtem
Schlag und mit der Maßgabe, daß während des Rüttelvorgangs ein ständiger Reibungsschluß
bzw. sogar Formschluß mit der gerüttelten Masse aufrechterhalten wird und damit
die Bildung einer waagerechten Rutschfuge zwischen Rüttlerplatte und Angriffsfläche
am Gut verhindert wird.
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Die Tatsache, daß die Oberflächenrüttlung in ihrer Wirksamkeit bisher
beschränkt war, wird nach Vorliegendem
darin begründet gesehen,
daß es bei der bisherigen Arbeitsweise nicht möglich ist, eine Übereinstimmung zwischen
Rüttelfrequenz und Eigenfrequent im Schüttgut zu erreichen. Man hat deshalb bisher
den Ausweg gesucht, sich der Frequenz des Schüttgutes anzupassen. Abhängig von der
Natur des h Schüttgutes wechselt jedoch dessen Eigenfrequenz, und diese ist außerdem
mit zunehmender Verdichtung einer ständigen und starken Veränderung unterworfen.
Eine ständige Ahpassung beim Nachregulieren der Rüttlerfrequenz auf den jeweiligen
Zustand der Schüttung hat sich bisher praktisch nicht verwirklichen lassen. Die
vorliegende Erfindung beruht demgegenüber auf der Überlegung, daß, wenn sich die
Bewegung des Rüttlers nicht nur auf eine waagerechte Fläche beschränkt, auf welcher
die Rüttlerplatte eine hin und her rutschende Bewegung ausführt, sondern mindestens
zu einem erheblichen Teil das von ihr überdeckte Gut bei ihrer Bewegung mitzwingt,
dann der betreffende Teil des Gutes und das ihn umgebende Material die Frequenz
des Rüttlers zwangsläufig annehmen muß.
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Dieses ständige Mitnehmen wird aber erreicht, wenn die Bildung einer
waagerechten Rutschfuge verhindert wird, und durch Herbeiführung eines Reibungsschlusses,
gegebenenfalls sogar ähnlich wie bei einer Gelenkverbindung in der Mechanik, durch
eine formschlüssige Verbindung, dem Gut die Frequenz des Rüttlers aufgezwungen wird.
Das durch Reibung oder Erfassung in der Bewegung des Rüttlers hin und her mitgeführte
Material der Schüttung ergänzt außerdem auch entsprechend die Masse des Rüttlers.
Hierdurch und infolge der Gleichheit der Frequenz zwischen Schüttung und Rüttler
muß eine tiefgreifende Verdichtung erwartet werden.
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Für die praktische Durchführung dieses Verfahrens bieten sich je nach
den gegebenen Verhältnissen, insbesondere abhängig von der Körnung des Schüttgutes,
die verschiedensten Möglichkeiten. So gibt es Fälle, in denen durch eine. starke
Rauhung der Angriffsfläche der Rüttlerplatte, z. B. durch Riffelungen oder Rippungen,
oder kalottenförmige Vertiefungen, sich die Rüttlerplatte mehr oder weniger in das
Gut eindrückt, einzelne Gutteile klemmend festhält und in dem umlagernden Gut mit
hin und her schiebt. In manchen Fällen, z. B. bei sehr groben Blöcken, kann man
diesen Reibungsschluß bis zu einer Art Formschluß aufsteigern. Durch Hohlräume bildende
Wände auf der Unterseite der Rüttlerplatte oder durch Ausbildung der Rüttlerplatte
in Form eines rostartigen Rahmens mit verschieden tiefen Gefachen und entsprechender
Belastung arbeitet sich die Rüttlerplätte z. B. zwischen die Blöcke ein, umfaßt
einzelne Blöcke mehr oder weniger von oben, und der unten herausragende Teil der
Blöcke arbeitet bei der Hinundherbewegung innerhalb der umgebenden Blöcke, bis durch
Einrütteln und entsprechende Lageveränderung die gewünschte Verdichtung eingetreten
ist. Die durch zangenartiges Packen für diesen Zweck gegebenenfalls entsprechend
angeordneten Organe, z. B. vierschwenkbare Wandteile, lassen auf diese Weise die
Wirkung des Rüttlers durch die festgehaltenen Blöcke über deren ganzen Umfang innerhalb
der sie umlagernden Masse fortsetzen. Die Wirkuni; wird dadurch eine viel stärkere
sein, als bei einem nur gleitenden Angriff mittels einer waagerechten Druckplatte.
Die erfaßten Gesteinsblöcke bilden außerdem auch gegenüber dem sie umgebenden :Material
einen unempfindlichen rüttelnden Arbeitsteil, anders etwa als ein eintauchender
Rüttelkörper. Schließlich werden je nach dem Grade der eintretenden Lageveränderung
sich die erfaßten Blöcke unter Herbeiführung einer dichten Lagerung der Masse aus
ihrer Fassung lösen und einsenken, ohne wie ein Rüttler wiedergezogen und erneut
eingetaucht werden zu müssen. Durch den waagerechten Rüttelschlag liegt die Auflast
der Druckplatte, vorteilhaft noch zusätzlich verstärkt, ständig auf. Der Reibungsschluß
bleibt also ständig aufrechterhalten, während bei senkrechtem Rüttelangriff die
Belastung nur im Augenblick eines Schlages wirksam würde.
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Zur Unterstützung des Reibungsschlusses kann man u. U. auch noch besondere
Hilfsmittel zwischen Rüttlerplatte und Schüttgut einschalten, gegebenenfalls solche,
die nur für eine beschränkte Zeit des Arbeitsvorgangs benötigt werden. So kann man
beispielsweise Lagen gröberen `Materials vorsehen oder Hilfsmittel, wie grobe Ketten,
ähnlich wie Schneeketten, als Mittel zur Verhinderung eines Rutschens zwischenlegen
oder an die Rüttlerplatte anbringen.
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Die Rüttlerplatte kann beispielsweise einen äußeren Rahmen oder Kranz
größerer Wandhöhe und im Abstand nach innen durch Querwände einzelne Gefache bildende
parallele oder konzentrische Wände geringerer bzw. untereinander verschiedener Höhe
aufweisen. Diese Wände können, wie erwähnt, starr ausgebildet sein, sie können auch
unterbrochen oder teilweise durch bewegliche Organe, z. B. vierschwenkbare Rippen,
Platten, Klauen od. dgl., gebildet werden, so daß sie unter der Wirkung der Rüttelbewegung
das Material packen und in der waagerechten Bewegung die gefaßten Masseteile so
lange klemmend halten, bis der Verdichtungsvorgang beendet ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht als ein Ausführungsbeispiel einen Oberflächenrüttler
gemäß der Erfindung, der besonders für die Rüttlung von Grobsteinen ausgebildet
ist. Die Darstellung ist schematisch und zeigt in Fig. i den Rüttler mit der daran
befestigten Platte in einem senkrechten Mittenschnitt, Fig.2 den unteren Teil des
gleichen Gerätes in Arbeitsstellung mit von ihm gepackten Grobsteinblöcken.
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Es bedeutet im einzelnen i das Rüttlergehäuse mit dem Motor 2, der
Arbeitswelle 3 und der Unwucht 4, die dem Rüttler eine waagerechte Schlagrichtung
erteilt. Durch Schellenverbindung und eine Verstrebung 5 ist an dem Rüttler die
Rüttlerplatte 6 (schematisch) befestigt, die auf ihrer Unterseite durch die Wände
7, 8, 9 und io,und Querwände 11, 12 und 13 Gefache untereinander verschiedener Höhe
bildet. Infolge der waagerechten Rüttelbewegung des mit seiner Belastung sich auf
die Grobsteinschüttung aufsetzenden Rüttlers werden die mit 14 zum Teil bezeichneten
Blöcke in den Gefachen klemmend gehalten und mit hin und her geschoben, bis sie
mit zunehmender
Verdichtung ihrer Umgebung die Möglichkeit haben,
sich aus den Gefachen zu lösen und dicht in ihre Umgebung einzulagern. Durch Aufschüttung
einer neuen Lage von Grobsteinblöcken setzt sich der Vorgang entsprechend fort.