EP2683874B1

EP2683874B1 - Vorrichtung zum herstellen von materialsäulen

Info

Publication number: EP2683874B1
Application number: EP12717166.8A
Authority: EP
Inventors: Alexander Degen; Wilhelm Degen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: DE102011005267A1; EP2683874A2; ES2593282T3; US9546464B2; WO2012119601A3; US20150104260A1; WO2012119601A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rüttleranordnung zum Herstellen von Füllmaterialsäulen.
Rüttleranordnungen zur Erzeugung von Material- bzw. Füllmaterialsäulen im Erdreich sind allgemein bekannt. Die Materialsäulen bestehen beispielsweise aus Sand oder Kies, dessen Korngröße jeweils auf den Einsatzort abgestimmt werden kann. Derartige Rüttleranordnungen umfassen wenigstens ein Silo- bzw. Materialrohr mit einem Füllmaterialauslass an einem Ende sowie einen an dem Silorohr angeordneten Rüttler. Bei Rüttleranordnungen, die als Tiefenrüttler ausgebildet sind, ist der Rüttler an einem unteren Ende des Silorohrs angeordnet und befindet sich während des Betriebs im Boden, bei Aufsatzrüttlern ist der Rüttler oben auf dem Materialrohr, angeordnet.
Bekannte Rüttleranordnungen weisen einen Füllmaterialbehälter auf, der im oberen Bereich des Silorohrs angeordnet ist und der dazu dient, dem Silorohr Füllmaterial zuzuführen. Hierbei muss der Füllmaterialbehälter in einiger Höhe über dem Boden mit einer geeigneten Baumaschine befüllt werden, was einen beträchtlichen Aufwand darstellen kann.
In der WO 90/15904 wird ein Verfahren zur Herstellung von Füllmaterialsäulen vorgeschlagen, bei dem die Befüllung eines Silorohrs mit Füllmaterial auf Bodenniveau erfolgt. Hierzu sind Öffnungen im Silorohr vorgesehen, durch die das Füllmaterial in das Silorohr strömen soll. Die Öffnungen sind nicht verschließbar, wodurch Erdreich in das Silorohr eindringen kann, wenn sich das Silorohr innerhalb des Hohlraums befindet.
EP 0 861 944 A1 , zeigf eine Rüttleranordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rüttleranordnung bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch Rüttleranordnungen gemäß der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Rüttleranordnung umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel: wenigstens ein langgestrecktes Silorohr zum Aufnehmen von Füllmaterial, das eine Längsrichtung, einen Füllmaterialauslass an einem längsseitigen Ende des Silorohrs und einen Mantel aufweist,; wenigstens einen Rüttler, der an dem Silorohr angeordnet ist; und wenigstens zwei an dem Mantel des Silorohrs angeordnete Außenverschlüsse, die entlang der Längsrichtung des Silorohrs beanstandet zueinander angeordnet sind.
Die Rüttleranordnung kann mehrere Silorohre aufweise, die quer zu der Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Weiterhin kann die Rüttleranordnung wenigstens einen Innenverschluss im Inneren des Silorohrs aufweisen, der in Längsrichtung zwischen zwei Außenverschlüssen angeordnet ist. Im Silorohr kann ein weiterer Innenverschluss zwischen zwei weiteren Außenverschlüssen angeordnet sein. Es können beliebig viele Innenverschlüsse im Inneren des Silorohrs und beliebig viele Außenverschlüsse am Mantel des Silorohrs angeordnet sein.
Der Rüttler der Rüttleranordnung kann als Tiefenrüttler oder als Aufsatzrüttler ausgebildet sein.
Die Rüttleranordnung kann einen vor den Außenverschlüssen verfahrbaren Füllmaterialbehälter aufweisen. Der Füllmaterialbehälter kann entlang wenigstens einer an dem Silorohr angeordneten Führungsschiene verfahrbar angeordnet sein. Der Füllmaterialbehälter kann beispielsweise mittels Rollen an der Führungsschiene geführt werden. Hierzu können Führungsschienen am Silorohr angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Rüttleranordnung umfasst gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel: wenigstens ein langgestrecktes Silorohr zum Aufnehmen von Füllmaterial, das eine Längsrichtung, einen Füllmaterialauslass an einem längsseitigen Ende des Silorohrs und einen Mantel aufweist; wenigstens einen Rüttler, der an dem Silorohr angeordnet ist; wenigstens einen an dem Mantel des Silorohrs angeordneten Außenverschluss; und wenigstens einen entlang der Längsachse des Silorohrs vor den Außenverschlüssen verfahrbar angeordneten Füllmaterialbehälter, wobei der Füllmaterialbehälter wenigstens eine dem Mantel des Silorohrs zugewandte Öffnung aufweist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bieten insbesondere den Vorteil, dass die Befüllung der Silorohre mit Füllmaterial nicht an deren oberen Ende in beträchtlicher Höhe vom Boden erfolgen muss. Der verfahrbare Füllbehälter zum Bereitstellen des Füllmaterials kann beispielsweise stationär am Boden auf dem Erdreich aufliegend angeordnet sein und dort befüllt werden. Das Silorohr kann dann am stationären Füllbehälter vorbei bewegt und über die Außenverschlüsse mit Füllmaterial befüllt werden. Der Platzbedarf nach oben hin ist gegenüber üblichen Rüttleranordnungen dadurch erheblich reduziert. Dies kann an manchen Einsatzorten vorteilhaft oder gar notwendig sein. Solche Einsatzorte sind beispielsweise Einflugschneisen an Flughäfen, Orte also, an denen aus Sicherheitsgründen nur in geringer Höhe gearbeitet werden kann. Außerdem wird die Rüttleranordnung mechanisch erheblich entlastet, wenn der Füllmaterialbehälter am Boden aufliegend angeordnet wird, da die Rüttleranordnung selbst den Füllbehälter nicht mehr tragen muss.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen zur Veranschaulichung des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung, so dass lediglich die zum Verständnis dieses Grundprinzips notwendigen Aspekte dargestellt sind. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder äquivalente Teile mit gleicher oder äquivalenter Bedeutung.

Figur 1: veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Rüttleranordnung mit einem Tiefenrüttler, zwei Außenverschlüssen, einem Silorohr und einem Innenverschluss;
Figur 2: veranschaulicht in einer Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel mit einem Silorohr und einem entlang dem Silorohr geführten Füllmaterialbehälter;
Figur 3: veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Rüttleranordnung mit einem Tiefenrüttler, mehreren Außenverschlüssen und zwei Silorohren;
Figur 4: veranschaulicht in einer Seitenansicht eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem Silorohr, Außenverschlüssen und mit einem Füllmaterialbehälter;
Figur 5: veranschaulicht in einer ersten Schnittdarstellung (Figur 5A) ein Ausführungsbeispiel mit zwei Silorohren mit jeweils einem Innenverschluss und in einer zweiten Schnittdarstellung (Figur 5B) zwei nebeneinander angeordnete Silorohre im Querschnitt; und
Figur 6: veranschaulicht in einer Seitenansicht beispielhaft einen Außenverschluss mit Verschlussplatte und Antriebseinheit.
Figur 7: veranschaulicht ein weiteres Beispiel eines Außenverschlusses.

Rüttleranordnungen mit einem Rüttler und einem Silorohr werden zur Verfestigung bzw. zur Verdichtung von Erdreich verwendet (Bodenverbesserung). Sie erzeugen mittels des Rüttlers Schwingungen die das Erdreich verdichten und dringen auf diese Weise in das Erdreich vor. Dadurch entsteht ein näherungsweise zylinderförmiger und langgestreckter Hohlraum im Erdreich. Zur Herstellung einer Füllmaterialsäule kann über das Silorohr Füllmaterial in den Hohlraum eingebracht werden, das beispielsweise Kies oder Sand sein kann. Daraufhin wird die Rüttleranordnung zur Verdichtung des Füllmaterials wieder nach unten bewegt, so dass das Füllmaterial sowohl in Richtung des Hohlraumgrundes als auch in Richtung der Hohlraumwände gedrückt wird. Anschließend wird die Rüttleranordnung nach oben bewegt und erneut Füllmaterial in den Hohlraum verbracht und unter Verwendung der Rüttleranordnung 1 verdichtet. Dies wird solange wiederholt, bis der Hohlraum vollständig oder wenigstens bis zu einer gewünschten Höhe (gemäß den jeweiligen Anforderungen) mit Füllmaterial befüllt und letztlich eine Füllmaterialsäule im Erdreich entstanden ist. Es werden in der Regel eine Vielzahl von solchen Füllmaterialsäulen über eine definierte Fläche hinweg erzeugt, um auf dieser Fläche eine Bodenverbesserung zu erreichen. Durch solche Verfahren wird beispielsweise eine erhöhte Tragfähigkeit des Bodens, eine Reduktion der Neigung zur Bodenverflüssigung sowie eine Minderung der Bodensetzung nach Bebauung erreicht.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Rüttleranordnung 1 zum Durchführen eines derartigen Verfahrens dargestellt. Die Rüttleranordnung 1 weist ein in einer Längsrichtung 111 langgestrecktes Silorohr 110 auf, das mit Kies oder Sand oder einem anderen geeigneten Füllmaterial befüllt werden kann. An einem unteren Ende der Rüttleranordnung 1 weist das Silorohr 110 einen Füllmaterialauslass 120 auf. Die Rüttleranordnung 1 weist weiterhin einen Rüttler 130 auf. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Rüttler 130 als Tiefenrüttler ausgebildet und in Längsrichtung neben dem Füllmaterialauslass 120 an dem unteren, dem Erdreich bzw. dem Boden zugewandten Ende der Rüttleranordnung 1 angeordnet. Während des Betriebs erzeugt der Rüttler 130 Schwingungen, die die Rüttleranordnung in den Boden bzw. das Erdreich vordringen lassen. Tiefenrüttler, wie der in Figur 1 dargestellte Tiefenrüttler 130, sind grundsätzlich bekannt, so dass auf weitere Ausführungen hierzu verzichtet werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die Verwendung eines Tiefenrüttlers lediglich als Beispiel anzusehen ist. Selbstverständlich können auch beliebige andere Rüttler, wie beispielsweise Aufsatzrüttler (nicht dargestellt) verwendet werden, die dann am oberen, dem Boden bzw. dem Erdreich abgewandten Ende des Silorohrs 110 bzw. der Rüttleranordnung 1 anzuordnen sind.
Das Silorohr 110 kann einen beliebigen Querschnitt in einer Schnittebene senkrecht zu der Längsrichtung 111 aufweisen, wie z.B. einen elliptischen, insbesondere kreisförmigen, einen rechteckigen, oder einen beliebigen polygonalen Querschnitt. Als Mantel wird nachfolgend die Außenhülle bzw. die Mantel- oder Hüllfläche des Silorohrs bezeichnet. Die Länge des Silorohrs 110 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 5m und 20m, die Querschnittsfläche des Silorohrs 110 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 0,03m² und 0,25m², wobei bei einem kreisförmigen oder elliptischen Silorohr der Durchmesser bzw. die Länge der Hauptachse zwischen 0,2m und 0,5m beträgt.
Die Rüttleranordnung 1 weist wenigstens einen Außenverschluss 150a, 150b am Mantel des Silorohrs 110 auf. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Außenverschlüsse 150a, 150b in der Längsrichtung 111 beabstandet zueinander angeordnet. Es können auch mehr als zwei Außenverschlüsse oder lediglich ein Außenverschluss vorgesehen werden. Der wenigstens eine Außenverschluss 150a, 150b ist so ausgebildet, dass er eine entsprechend Öffnung am Silorohr 110 öffnen und verschließen kann. Der Außenverschluss 150a, 150b kann insbesondere so ausgebildet sein, dass er das Innere des Silorohrs 110 luftdicht von der äußeren Umgebung abschließt.
Die Rüttleranordnung 1 kann darüber hinaus wenigstens einen Innenverschluss 160 aufweisen, der im Inneren des Silorohrs 110 angeordnet ist. Dieser Innenverschluss 160 ist so ausgebildet, dass er das Silorohr 110 im Inneren unterteilen kann, so dass in dem Silorohr befindliches Füllmaterial den Innenverschluss 160 wahlweise passieren oder nicht passieren kann. Der Innenverschluss 160 kann auch so ausgebildet sein, dass er die beiden Abschnitte des Silorohrs zwischen denen er angeordnet ist, luftdicht voneinander trennt. Der Innenverschluss 160 ist insbesondere so ausgebildet, dass er vollständig innerhalb des Silorohrs angeordnet ist, so dass Teile des Innenverschlusses 160 weder in geöffnetem noch in geschlossenem Zustand des Verschlusses 160 über den Mantel 110 hinausragen und so dass der Innenverschluss 160 ein Eindringen des Silorohrs 110 in den Boden nicht behindert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Rüttleranordnung nur einen Außenverschluss, wie beispielsweise den Außenverschluss 150a gemäß Figur 1 und einen Innenverschluss 160 auf. Der Innenverschluss 160 ist hierbei in Längsrichtung unterhalb des Außenverschlusses 150a angeordnet und bildet mit dem Außenverschluss 150a eine Schleuse. Dieser Außenverschluss ist in dem dargestellten Beispiel beabstandet zu einem oberen Ende des Silorohrs angeordnet. Dies ist allerdings lediglich ein Beispiel. Gemäß einem weiteren Beispiel ist der eine Außenverschluss angrenzend an das obere Ende in dem Mantel 110 angeordnet. Gemäß einem weiteren Beispiel ist der eine Außenverschluss stirnseitig an dem oberen Ende des Silorohrs angeordnet. Selbstverständlich besteht auch bei mehreren Außenverschlüssen die Möglichkeit, einen der Verschlüsse am Mantel des Silorohrs 110 unmittelbar an dem oberen Ende anzuordnen oder gar stirnseitig an dem oberen Ende anzuordnen.
Zur Befüllung des Silorohrs 110 mit Füllmaterial kann ein Füllmaterialbehälter 200 vorgesehen sein, der in Längsrichtung entlang des Silorohrs 110 verfahrbar ist. Figur 2 zeigt einen horizontalen Querschnitt, also einen Querschnitt in einer Schnittebene senkrecht zu der Längsrichtung des Silorohrs 110, durch den Füllmaterialbehälter 200 und durch das Silorohr 110.
An dem Silorohr 110 können an dessen jeweils gegenüberliegenden Mantelseiten zwei Führungsschienen 251, 252 angeordnet werden. An diesen Führungsschienen 251, 252 kann der Füllmaterialbehälter 200 vor dem wenigstens einen Außenverschlüssen 150a, 150b entlang der Längsrichtung 111 verfahrbar angeordnet sein. Anstatt zweier Führungsschienen 251, 252 kann alternativ auch lediglich eine Führungsschiene oder es können mehr als zwei Führungsschienen vorgesehen werden (in Figur 2 nicht dargestellt). Der Füllmaterialbehälter 200 weist wenigstens eine dem Mantel, insbesondere dem wenigstens einen Außenverschluss des Silorohrs zugewandte Öffnung 260 auf. Diese Öffnung 260 kann dabei zu den Außenverschlüssen 150a, 150b korrespondieren, sie kann aber auch kleiner oder größer als die Außenverschlüsse sein. Zur Führung des verfahrbar an der Rüttleranordnung 1 angeordneten Füllbehälters 200 können Rollen 210, 220, 230, 240, 250 vorgesehen werden. Es können, wie in Figur 2 gezeigt, jeweils zwei Rollen 210, 220 bzw. 230, 240 kraftschlüssig an eine Führungsschiene 252 bzw. 251 angreifen, so dass für die Verfahrbarkeit des Füllbehälters 200 lediglich ein Freiheitsgrad entlang der Längsrichtung 111 der Rüttleranordnung 1 verbleibt. Es ist im Übrigen auch möglich, mehr als einen Füllbehälter 200, beispielsweise zwei Füllmaterialbehälter, entlang der Längsrichtung beabstandet zueinander an der Rüttleranordnung anzuordnen. Der Füllmaterialbehälter kann an jeder Position des Silorohrs festgestellt werden, wie beispielsweise vor einem der Außenverschlüsse, um jedes mal dann Material über den jeweiligen Außenverschluss nachzuliefern, wenn dieser Außenverschluss geöffnet wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Vorsehen eines an dem Silorohr 110 verfahrbaren Füllbehälters, wie er in Figur 2 dargestellt ist, nicht darauf beschränkt ist, an einem Silorohr, wie dem Silorohr 110 gemäß Figur 1, mit wenigstens zwei in Längsrichtung beabstandeten Außenverschlüssen, wie den Außenverschlüssen 150a, 150b gemäß Figur 1 vorgesehen zu werden. Ein solcher verfahrbarer Füllbehälter kann an einem beliebigen Silorohr einer Rüttleranordnung vorgesehen werden, wie beispielsweise an einem Silorohr, das lediglich eine Zuführöffnung an dem Mantel des Silorohrs oder an einem oberen stirnseitigen Ende aufweist. Abhängig davon, ob die Zuführöffnung sich an einer Position befindet, die bei Betrieb des Rüttlers in den Boden vordringt, ist die Zuführöffnung durch einen Außenverschluss - vergleichbar einem der Verschlüsse 150a, 150b gemäß Figur 1 - verschließbar oder nicht. Im Innern des Silorohrs kann eine Schleuse für Füllmaterials vorgesehen sein, wobei die eine Zuführöffnung oberhalb der Schleuse an dem Silorohr angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) erfolgt eine Befüllung des Silorohrs über einen der Außenverschlüsse über eine Zuführleitung oder einen Zuführschlauch, der dazu ausgebildet ist, Füllmaterial zu fördern. Ein dem Silorohr 110 zugewandtes Ende dieses Förderschlauches, das nachfolgend auch als Auslassende bezeichnet wird, ist beispielsweise an einem Schlitten befestigt, der entlang des Silorohrs verfahrbar ist. Dadurch kann das Auslassende zwischen verschiedenen Außenanschlüssen hin- und herbewegt werden, sofern mehrere Außenverschlüsse vorhanden sind, und das Auslassende kann an dem Silorohr oberhalb des Bodens gehalten werden, wenn sich das Silorohr in den Boden bewegt. An einem dem Auslassende gegenüberliegenden Ende des Zuführschlauches kann eine Material-Fördereinrichtung, wie beispielsweise eine Pumpe, angeordnet sein, die dem Zuführschlauch Material zuführt.
In den Figuren 1 und 2 sind wesentliche Komponenten von Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Rüttleranordnung 1 dargestellt. Es werden nachfolgend anhand der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele mögliche Funktionsprinzipien der gezeigten Rüttleranordnung erläutert.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispielen sind zwei Außenverschlüsse 150a, 150b am Mantel des Silorohrs 110 angeordnet, nämlich ein erster Außenverschluss 150a und ein in Richtung des unteren Endes beabstandet zu dem ersten Außenverschluss 150a angeordneter zweiter Außenverschluss 150b. Ein Abstand zwischen diesen beiden Außenverschlüssen 150a, 150b beträgt beispielsweise zwischen 1 m und 5m. Im Inneren des Silorohrs 110 ist zwischen den beiden Außenverschlüssen 150a, 150b ein Innenverschluss 160 vorgesehen. Zusätzlich kann ein weiterer Innenverschluss (nicht dargestellt) vorgesehen sein, der in Richtung des unteren Endes des Silorohrs 110 unterhalb des zweiten Außenverschlusses 150b angeordnet ist. Ein Innenverschluss 160 unterteilt das Silorohr in zwei Kammern, mehrere Innenverschlüsse unterteilen das Silorohrs in entsprechend mehrere Kammern. Die Außenverschlüsse 150a, 150b können luftdichte bzw. druckdichte Abschlüsse erzeugen. In dem Silorohr 110 kann während des Betriebs daher gegenüber der Umgebung, insbesondere der Umgebung in dem erzeugten Hohlraum, eine Überdruckatmosphäre aufgebaut werden. Dies kann besonders in größeren Hohlraumtiefen notwendig sein, um dort das Eindringen von Wasser oder verflüssigtem Boden in das Silorohr zu vermeiden, denn dies könnte beispielsweise die Fließfähigkeit des Füllmaterials beeinträchtigen. Diese Außenverschlüsse 150a, 150b sind dabei jeweils so "luftdicht" realisiert, dass bei geschlossenem Verschluss 150a, 150b bzw. 160 der im Silorohr 110 vorhandene Überdruck nicht über den jeweiligen Verschluss entweichen kann.
Entsprechend kann der wenigstens eine Innenverschluss 160 einen luftdichten bzw. druckdichten Abschluss erzeugen. Hierdurch wird verhindert, dass ein Überdruck in einer Kammer bei geschlossenem Innenverschluss 160 in eine angrenzende und durch den Innenverschluss von der einen Kammer getrennte andere Kammer entweichen kann.
Soll nunmehr eine Füllmaterialsäule im Erdreich erzeugt werden, wird beispielsweise bei zunächst geschlossenem Innenverschluss 160 durch Rütteln ein Hohlraum in dem Erdreich gebildet. Der Füllmaterialbehälter 200 kann beispielsweise stationär auf dem Boden aufliegend angeordnet sein und kontinuierlich mit Füllmaterial befüllt werden. Außerdem besteht auch die Möglichkeit, den Füllmaterialbehälter 200 verfahrbar an dem Silorohr 110 anzuordnen. Führt die Rüttleranordnung 1 Rüttelbewegungen durch, so dringt sie in den Boden ein und bewegt sich relativ zum Füllmaterialbehälter 200 entlang der Längsrichtung 111 abwärts in den Boden. Erreicht einer der Außenverschlüsse 150, wie beispielsweise zunächst der zweite Außenverschluss 150b, die Öffnung 260 des Füllmaterialbehälters 200, so kann der entsprechende Außenverschluss 150b geöffnet werden. Der Füllmaterialbehälter 200 und dessen Öffnung 260 sind dabei so ausgebildet, dass durch die Öffnung 260 über den geöffneten Außenverschluss 150b Füllmaterial in das Silorohr 110 eingebracht werden kann.
Wenn die Rüttleranordnung weiter in das Erdreich vordringt, erreicht auch der zweite Außenverschluss 150a die Öffnung 260 des Füllmaterialbehälters. Bei geschlossenem Innenverschluss 160 kann der obere Silorohrbereich 170a mit Füllmaterial befüllt werden. Ist dieser Füllvorgang beendet, wird der Außenverschluss 150a (luftdicht) verschlossen. Daraufhin kann in dem unteren Bereich 170b ein Überdruck erzeugt werden, um das Vordringen von Grundwasser oder Feuchtigkeit in das Silorohr zu unterbinden. Dabei wird mit dem Innenverschluss 160 eine schleusenartige Wirkung erzielt, und zwar derart, dass Überdruck nur in dem Bereich 170b nicht aber über das ganze Silorohr 170a, 170b hinweg erzeugt werden muss, was beispielsweise weniger leistungsfähige Kompressoren erfordert.
Hat die Rüttleranordnung 1 nunmehr einen Hohlraum einer gewünschten Tiefe erzeugt, wird sie aus dem Hohlraum nach oben bewegt, wodurch das in dem Bereich 170b befindliche Füllmaterial in den Hohlraum eingebracht wird, da der Füllmaterialauslass 120 nicht länger durch Erdreich blockiert wird. Aufgrund der in dem Bereich 170b und dem Füllmaterialauslass 120 vorherrschenden Überdruckatmosphäre kann dabei kein oder nur wenig Wasser oder verflüssigter Boden in den Füllmaterialauslass und den Bereich 170b des Silorohrs vordringen. Ist eine gewünschte Menge Füllmaterial in den Hohlraum verbracht, wird die Rüttelanordnung wieder in den Hohlraum geführt, um das bereits in dem Hohlraum befindliche Füllmaterial zu verfestigen, welches dabei einerseits in Richtung des Hohlraumgrundes sowie in Richtung der Hohlraumwände gedrückt wird. Anschließend wird die Rüttleranordnung erneut nach oben bewegt, wodurch wiederholt Füllmaterial über den Füllmaterialauslass 120 in den Hohlraum verbracht wird. Das neu eingebrachte Füllmaterial wird dann wieder verdichtet bzw. verfestigt wird. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass das Silorohr nach unten, d.h. in Richtung des Füllmaterialauslasses offen sein kann, so dass jedes mal dann, wenn sich die Rüttleranordnung nach oben bewegt "automatisch" Füllmaterial aus dem Silorohr 110 in einen unterhalb des Silorohrs ausgebildeten Hohlraums fließt.
Wenn kein Wasser oder verflüssigter Boden mehr in das Silorohr vordringen kann, beispielsweise wenn die Füllhöhe der Füllmaterialsäule bereits oberhalb des Grundwasserpegels liegt, ist eine Überdruckatmosphäre innerhalb des Silorohrs 110 nicht mehr notwendig. Der Innenverschluss 160 kann geöffnet werden, da dessen Schleusenwirkung nicht mehr benötigt wird. Nach Öffnung des Innenverschlusses 160 kann das in dem Bereich 170a befindliche Füllmaterial in den Bereich 170b und weiter in den Hohlraum vordringen, wobei dieses Füllmaterial zunächst in einer bestimmten Menge in den Hohlraum eingebracht und anschließend verdichtet wird.
Daraufhin erfolgt erneut ein Füllmaterialeintrag in den Hohlraum. Dies wird solange wiederholt, bis eine definierte Höhe der Füllmaterialsäule erreicht ist, wobei dem Silorohr jeweils immer dann Füllmaterial zugeführt werden kann, wenn die Außenverschlüsse 150a, 150b die Öffnung 260 des Füllmaterialbehälters 200 passieren. Unter Verwendung der durch den Innenverschluss 160 gebildeten Schleuse kann der Füllmaterialeintrag reguliert werden, denn die Aufnahmefähigkeit eines Silorohrbereichs 170a, 170b ist im Vorfeld bekannt. Die Aufnahmefähigkeit beträgt beispielsweise 1m³ im Bereich 170a. Ab einer bestimmten Füllhöhe kann nur noch der untere Außenverschluss 150b verwendet werden.
Erreicht die Füllmaterialsäule eine Höhe, bei der der Außenverschluss 150b nicht mehr zur Öffnung 260 des stationär am Boden befindlichen Füllmaterialbehälters 200 gelangen kann, so kann der Füllmaterialbehälter so an dem Silorohr 110 befestigt werden, dass die Öffnung 260 und der Außenverschluss 150b sich stets gegenüber liegen. Der Füllmaterialbehälter 200 wird dann mitsamt dem Silorohr 110 nach oben bewegt, bis die Füllmaterialsäule die gewünschte Füllhöhe erreicht hat. Hierzu muss der Füllmaterialbehälter 200 auf geeignete Weise oberhalb des Bodenniveaus (beispielsweise mit einer geeigneten Baumaschine oder einer geeigneten Fördereinrichtung) befüllt werden.
Alternativ kann zunächst der Hohlraum erzeugt werden, ohne dass dem Silorohr 110 Füllmaterial zugeführt wird. Hat der Hohlraum die gewünschte Tiefe erreicht, wird die Rüttleranordnung nach oben bewegt. Dabei können die Außen- und Innenverschlüsse 150a, 150b, 160 so betätigt werden, dass das Füllmaterial wie oben beschrieben in den Hohlraum verbracht werden kann.
Die in Figur 3 gezeigte Rüttleranordnung 1 weist zwei in einer Längsrichtung 111 langgestreckte Silorohre 110a, 110b auf, die quer zur Längsrichtung 111 nebeneinander angeordnet sind. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass grundsätzlich eine beliebige Anzahl an Silorohren in einer Rüttleranordnung angeordnet werden kann. Die beiden Silorohre 110a, 110b können mit Füllmaterial befüllt werden. An einem unteren Ende der Rüttleranordnung weist jedes Silorohr 110a, 110b einen Füllmaterialauslass 120a, 120b auf, wobei bei zwei Silorohren 110a, 110b auch ein gemeinsamer Füllmaterialauslass 120 vorgesehen werden kann. Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden Füllmaterialauslässen 120a, 120b ein Rüttler 130 angeordnet. Dieser Rüttler ist ein Tiefenrüttler, der am unteren Ende der Rüttleranordnung, also bodenseitig, angebracht ist. Der Rüttler 130 erzeugt auch in diesem Ausführungsbeispiel Schwingungen, die die Rüttleranordnung 1 in das Erdreich bzw. den Boden vordringen lassen.
Die in Figur 3 gezeigte Rüttleranordnung 1 kann so ausgeführt sein, dass wenigstens einer oder jeder der Außenverschlüsse 150a, 150b, 150c beiden Silorohren 110a, 110b gemeinsam ist, so dass ein Verschluss gleichzeitig entsprechende Öffnungen an den Mänteln beider Silorohre 110a, 110b öffnet oder verschließt. Ein derartiger Außenverschluss kann sich demnach quer zur Längsrichtung 111 über beide Silorohre 110a, 110b hinweg erstrecken.
Die Rüttleranordnung 1 gemäß Figur 3 weist weiterhin wenigstens einen oder mehrere Innenverschlüsse 160 auf, die im Inneren des Silorohrs 110a, 110b angeordnet sind. Diese Innenverschlüsse 160 können so beschaffen sein, dass sie das entsprechende Silorohr 110a, 110b innen ganz oder teilweise verschließen, so dass in dem Silorohr 110a, 110b befindliches Füllmaterial den Innenverschluss 160 nicht durchdringen kann. Die Innenverschlüsse 160 können auch hier dazu ausgebildet sein, einen luftdichten Abschluss im Inneren des jeweiligen Silorohrs 110a, 110b herzustellen. Gemäß dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein solcher Innenverschluss 160 zwischen zwei Außenverschlüssen 150a, 150b angeordnet. In Figur 2 ist darüber hinaus gezeigt, dass ein weiterer Innenverschluss 160 zwischen zwei weiteren Außenverschlüssen 150b, 150c angeordnet sein kann. Zwei in Längsrichtung 111 beabstandet angeordnete Innenverschlüsse 160 können eine Luft- und/oder Füllmaterialschleuse bildet, wenn sie entsprechend angesteuert werden.
In Figur 4 ist in einer Seitenansicht eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem Silorohr 110, einem Außenverschluss 150 und mit Füllmaterialbehälter 200 dargestellt. Der Füllmaterialbehälter 200 kann dabei so geformt sein, dass das Füllmaterial leicht zu der Öffnung 260 zuströmt. Die Öffnung 260 kann verschließbar ausgebildet sein. Der Füllmaterialbehälter 200 kann darüber hinaus mit einer weiteren (nicht gezeigten) Öffnung zum Zuführen des Füllmaterials versehen sein. Es ist auch möglich, anstatt des Füllmaterialbehälters 200 eine geeignete Fördereinrichtung zum Zuführen des Füllmaterials vorzusehen.
In Figur 5A ist beispielhaft gezeigt, wie zwei der Innenverschlüsse 160a, 160b in zwei quer zur Längsrichtung 111 nebeneinander angeordneten Silorohren 110a, 110b angeordnet sein können. Diese Innenverschlüsse 160a, 160b weisen jeweils eine bewegliche Verschlussplatte 161 auf, die über eine Antriebseinheit 163 in eine Aufnahme 163 bewegt werden kann, so dass das Füllmaterial im entsprechenden Silorohr 110a, 110b den Innenverschluss 160a, 160b passieren kann. Die Innenverschlüsse 160a, 160b können so ausgebildet sein, dass die Silorohre dort jeweils luftdicht verschlossen werden, damit in Silorohrbereichen 170a, 170b Überdruckatmosphären erzeugt werden können. Die Verschlussplatten 161 sind in dem dargestellten Beispiel schräg bezüglich der Längsrichtung der Silorohre 110a, 110b angeordnet und schräg gegenüber dieser Längsrichtung verfahrbar. Ein Winkel zwischen den Platten 161 und der Längsrichtung beträgt beispielsweise zwischen 45° und 60°.
Die in Figur 5A gezeigte Antriebseinheit 163 kann manuell oder automatisch angesteuert werden. Es kann die Antriebseinheit 163 insbesondere als ein pneumatischer, ein elektrischer oder als ein beliebiger anderer geeigneter Antrieb ausgebildet sein. In Figur 5B ist ein Querschnitt 113 durch die beiden nebeneinander angeordneten Silorohre 110a, 110b des Ausführungsbeispiels gezeigt. Die Silorohre 110a, 110b weisen an den einander zugewandten Flächen ebene Flächen auf, so dass sich die Silorohre 110a, 110b möglichst ohne Fugen und Zwischenräume nebeneinander anordnen lassen. An den vom jeweils anderen Silorohr abgewandten Seiten können die Silorohre 110a, 110b abgerundet ausgeführt sein. Es können zwei Silorohre 110a, 110b auch ausgehend von einem entsprechend geformten Silorohr, in das eine Trennwand eingefügt wird, ausgebildet werden.
Bei dem in Figur 5A dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Innenverschlüsse so angeordnet, dass der Antrieb - in dem Beispiel ein Hydraulikzylinder - eines Innenverschlusses 160a, 160b in einem Siloohr 110a, 110b in das jeweils andere Silorohr 110b, 110a hineinragt. Dies ermöglicht eine besonders platzsparende Realisierung der Innenverschlüsse.
Ist lediglich ein Silorohr vorhanden, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1, so kann der Innenverschluss 160 wie ein Innenverschluss eines der Silorohre realisiert werden, allerdings mit dem Unterschied, dass der Innenverschluss 160 eines einzigen Rohres nicht über das einzige Silorohr 110 hinausragt.
In Figur 6 ist in einer Seitenansicht beispielhaft ein Außenverschluss 150 dargestellt, der am Mantel eines Silorohrs 110 angeordnet ist und der in den zuvor erläuterten Rüttleranordnungen verwendet werden kann. Der Verschluss 150 verfügt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Verschlussplatte 151 und eine Antriebseinheit 152. Der Verschluss 150 kann dazu ausgebildet sein, den Innenraum des Silorohrs 110 luftdicht von der Umgebung abzuschließen. Es sind darüber hinaus beliebiger weitere Verschlüsse denkbar, die geeignet sind, den Innenraum des Silorohrs 110 luftdicht von der Umgebung abzuschließen. Der Außenverschluss kann mittels einer Steuereinheit (nicht dargestellt), die die Antriebseinheit 152, betätigt bei Bedarf geöffnet und geschlossen werden. Ein Öffnen des Außenverschlusses erfolgt in zuvor erläuterte Weise beispielsweise jeweils dann, wenn Füllmaterial zugeführt werden soll. Die Antriebseinheit 151 ist beispielsweise eine elektrische Antriebseinheit und/oder eine hydraulische Antriebseinheit.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist Verschlussplatte 151 verschiebbar derart gelagert, dass die Verschlussplatte 151 durch die Antriebseinheit 152 parallel zu dem Mantel des Silorohrs verfahren werden kann, um eine Öffnung 153 im Mantel des Silorohrs freizugeben oder zu verschließen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Figur 7 dargestellt ist, ist die Verschlussplatte 151 drehbar oder klappbar gegenüber dem Mantel des Silorohrs gelagert. Die Verschlussplatte 151 ist - wie auch bei dem Beispiel gemäß Figur 6-größer als die Öffnung 153, um die Öffnung 153 vollständig verschließen zu können. Die Antriebseinheit 152 ist dazu ausgebildet, die Verschlussplatte 151 nach Innen von der Öffnung 153 wegzuklappen, um die Öffnung zur Materialzufuhr freizugeben, oder die Verschlussplatte 151 gegen den Mantel des Silorohrs 110 zu drücken, um die Öffnung 153 zu verschließen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 152 gemäß Figur 7 dazu ausgebildet, die Verschlussplatte 151 nur gegen den Mantel des Silorohrs 110 zu drücken, und die Öffnung 153 freizugeben, wenn eine Kraft von außen auf die Verschlussplatte 151 ausgeübt wird, die die Verschlussplatte 151 nach Innen drückt. Auf eine Steuerung der Verschlussplatte über die Antriebseinheit 152 kann in diesem Fall verzichtet werden. Ein Öffnen erfolgt immer dann wann von Außen eine Kraft auf die Verschlussplatte 151 ausgeübt wird, die die Verschlussplatte 151 öffnet, wobei die Antriebseinheit 152 die Verschlussplatte 151 wieder gegen den Mantel drückt, um die Öffnung 153 bzw. den Verschluss 150 zu schließen, wenn die externe Kraft wegfällt. Die Antriebseinheit umfasst hierfür beispielsweise einen Federmechanismus, der so realisiert ist, dass die Verschlussplatte 151 gegen eine Federkraft geöffnet wird, oder einen Hydraulikmechanismus mit einem Blasenspeicher, der so realisiert ist, dass die Verschlussplatte 151 gegen eine hydraulische Kraft geöffnet wird.
Die externe Kraft zum Öffnen kann beispielsweise durch den Zuführbehälter 200 erfolgen. Der Zuführbehälter kann beispielsweise eine Nase aufweisen, die gegen die Verschlussplatte drückt, um diese zu Öffnen, wenn der Behälter sich vor der Öffnung 153 befindet.
Ein Innenverschluss 160, der im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wurde und der vollständig innerhalb des Silorohrs 110 angeordnet ist, bzw. Innenverschlüsse 160a, 160b, die im Zusammenhang mit Figur 5A erläutert wurden und die vollständig innerhalb einer Rohranordnung mit zwei oder mehr Silorohren angeordnet sind, sind nicht darauf beschränkt, im Zusammenhang mit Außenverschlüssen verwendet zu werden. So können die zuvor erläuterten Anordnungen beispielsweise so modifiziert werden, dass auf die Außenverschlüsse verzichtet wird und dass stattdessen eine Materialzufuhr von oben, d.h. über ein oberes stirnseitiges Ende des Silorohrs erfolgt. Um Höhenbeschränkungen zu genügen, kann Materialzufuhr beispielsweise über eine Zuführleitung erfolgen, so dass auf einen voluminösen Materialbehälter oberhalb des Silorohrs 110 verzichtet werden kann. Im Innern eines Silorohrs können zwei oder mehr Innenverschlüsse vorgesehen sein, wobei jeweils zwei benachbarte eine Schleuse bilden.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass Elemente und Komponenten, die vorangehend in Zusammenhang mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel erläutert wurden, auch mit Elementen und Komponenten aus anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können, selbst wenn dies im vorstehenden Text nicht explizit erwähnt wurde und ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Bezugszeichenliste

1: Rüttleranordnung
110, 110a, 110b: Silorohr
111: Längsrichtung
113: Silorohrquerschnitt
120a, 120b: Füllmaterialauslass
130: Tiefenrüttler
150, 150a, 150b, 150c: Außenverschluss
151: Verschlussplatte
152: Antriebseinheit
160, 160a, 160b: Innenverschluss
161: Verschlussplatte
162: Antriebseinheit
163: Aufnahme für Verschlussplatte
170a, 170b, 170b: Silorohrbereich
200: Füllmaterialbehälter
210, 220, 230, 240: Rolle
260: Öffnung
251, 251: Führungsschiene

Claims

Rüttleranordnung, die aufweist:
wenigstens ein langgestrecktes Silorohr (110a, 110b) zum Aufnehmen von Füllmaterial, das eine Längsrichtung (111), einen längsseitigen Füllmaterialauslass (120a, 120b) an einem Ende des Silorohrs (110a, 110b) und einen Mantel aufweist;

wenigstens einen Rüttler (130), der an dem Silorohr (110a, 110b) angeordnet ist gekennzeichnet durch

wenigstens einen an dem Mantel des Silorohrs (110a, 110b) angeordneten Außenverschluss (150a, 150b, 150c), der luftdicht verschließbar ist.
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 1, die wenigstens zwei beabstandet zueinander an dem Mantel des Silorohrs (110a, 110b) angeordnete Außenverschlüsse (150a, 150b, 150c) aufweist, die luftdicht verschließbar ist
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 1, bei der die Rüttleranordnung (1) zwei Silorohre (110a, 110b) aufweist, die quer zu der Längsrichtung (111) nebeneinander angeordnet sind, wobei den beiden Silorohren jeweils wenigstens einer der Außenverschlüsse (150a, 150b, 150c) gemeinsam ist.
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der im Inneren des Silorohrs (110a, 110b) zwischen zwei Außenverschlüssen (150a, 150b) des Silorohrs (110a, 110b) wenigstens ein Innenverschluss (160) angeordnet ist.
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 4, bei der der wenigstens eine Innenverschluss (160) vollständig innerhalb des wenigstens einen Silorohrs (110) angeordnet ist.
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 4, bei der in dem Silorohr (110a, 110b) zwischen zwei weiteren Außenverschlüssen (150b, 150c) wenigstens ein weiterer Innenverschluss (160) angeordnet ist.
Rüttleranordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Rüttler (130) als Tiefenrüttler oder als Aufsatzrüttler ausgebildet ist.
Rüttleranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin aufweist:
wenigstens einen entlang der Längsrichtung (111) des Silorohrs (110a, 110b) vor den Außenverschlüssen (150a, 150b, 150c) verfahrbar angeordneten Füllmaterialbehälter (200).
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 8, die weiterhin aufweist:
wenigstens eine an dem Silorohr (110a, 110b) angeordnete Führungsschiene (251, 252),

wobei der Füllmaterialbehälter entlang der Führungsschiene (251, 252) verfahrbar an dem Silorohr (110a, 100b) angeordnet ist.
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, bei der der Füllmaterialbehälter (200) wenigstens eine dem Mantel des Silorohrs (110a, 110b) zugewandte Öffnung (260) aufweist.
Rüttleranordnung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der der Füllmaterialbehälter (200) mittels Rollen (210, 220, 230, 240) an der Führungsschiene (251,252) geführt wird.
Rüttleranordnung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der zwei Führungsschienen (251, 252) an dem Silorohr (110a, 110b) angeordnet sind.
Rüttleranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der wenigstens eine Außenverschluss (150a, 150b, 150c) einen automatischen Schließmechanismus aufweist, der ein Öffnen des Außenverschlusses bei einer Kraftbeaufschlagung von außen ermöglicht und der den Außenverschluss nach Entfall der Kraftbeaufschlagung wieder schließt.
Rüttleranordnung nach Anspruch 13, bei der der automatische Schließmechanismus einen Federmechanismus oder einen Hydraulikmechanismus mit einem Blasenspeicher aufweist.
Rüttleranordnung, die aufweist:
wenigstens ein langgestrecktes Silorohr (110a, 110b) zum Aufnehmen von Füllmaterial, das eine Längsrichtung (111), einen längsseitigen Füllmaterialauslass (120a, 120b) an einem Ende des Silorohrs (110a, 110b) und einen Mantel aufweist;

wenigstens einen Rüttler (130), der an dem Silorohr (110a, 110b) angeordnet ist;

wenigstens einen an dem Mantel des Silorohrs (110a, 110b) oder an einer Stirnseite des Silorohrs (110) angeordneten Außenverschluss (150a, 150b, 150c); und

wenigstens einen entlang der Längsachse des Silorohrs (110a, 110b) verfahrbar angeordneten Füllmaterialbehälter (200).
Rüttleranordnung nach Anspruch 15, bei der der Füllmaterialbehälter (200) wenigstens eine dem Mantel des Silorohrs (110a, 110b) zugewandte Öffnung (260) aufweist.
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 15 oder 16, die weiterhin aufweist:
wenigstens eine an dem Silorohr (110a, 110b) angeordnete Führungsschiene (251, 252),

wobei der Füllmaterialbehälter entlang der Führungsschiene (251, 252) verfahrbar an dem Silorohr (110a, 110b) angeordnet ist.
Rüttleranordnung gemäß einem der Ansprüche 15bis 17, bei der der Füllmaterialbehälter (200) mittels Rollen (210, 220, 230, 240) an der Führungsschiene (251, 252) geführt wird.
Rüttleranordnung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, bei der zwei Führungsschienen (251, 252) an dem Silorohr (110a, 110b) angeordnet sind.
Rüttleranordnung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19,
bei der wenigstens zwei Außenverschlüsse (150a, 150b) an dem Mantel des Silorohrs angeordnet sind, und
bei der in dem Silorohr (110a, 110b) zwischen zwei Außenverschlüssen (150a, 150b) im Inneren des Silorohrs (110a, 110b) wenigstens ein Innenverschluss (160) angeordnet ist.
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 19, bei der in dem Silorohr (110a, 110b) zwischen einem der wenigstens zwei Außenverschlüssen und einem weiteren Außenverschluss (150c) wenigstens ein weiterer Innenverschluss (160) angeordnet ist.
Rüttleranordnung, die aufweist:
wenigstens ein langgestrecktes Silorohr (110) zum Aufnehmen von Füllmaterial, das eine Längsrichtung (111), einen längsseitigen Füllmaterialauslass (120) an einem Ende des Silorohrs (110) und einen Mantel aufweist;

wenigstens einen Rüttler (130), der an dem Silorohr (110a, 110b) angeordnet ist;

wenigstens einen vollständig im Innern des wenigstens einen Silorohrs (110a, 110b) angeordneten Innenverschluss (160).
Rüttleranordnung gemäß Anspruch 22, die weiterhin aufweist:
eine Rohranordnung mit wenigstens zwei Silorohren (110a, 110b), die quer zu der Längsrichtung (111) nebeneinander angeordnet sind, wobei jedes der Silorohre wenigstens einen Innenverschluss (160a, 160b) aufweist, der vollständig innerhalb der Rohranordnung angeordnet ist.
Rüttleranordnung, die aufweist:
eine Rohranordnung mit wenigstens zwei Silorohren (110a, 110b), die quer zu der Längsrichtung (111) nebeneinander angeordnet sind und die jeweils einen Füllmaterialauslass (120a, 120b) aufweisen;

einen an der Rohranordnung im Bereich der Materialauslässe angeordneten Rüttler (130), der als Tiefenrüttler ausgebildet ist.