EP3926099A1 - Rüttleranordnung zum herstellen von stopfsäulen und verfahren zum herstellen von stopfsäulen - Google Patents

Rüttleranordnung zum herstellen von stopfsäulen und verfahren zum herstellen von stopfsäulen Download PDF

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EP3926099A1
EP3926099A1 EP20209372.0A EP20209372A EP3926099A1 EP 3926099 A1 EP3926099 A1 EP 3926099A1 EP 20209372 A EP20209372 A EP 20209372A EP 3926099 A1 EP3926099 A1 EP 3926099A1
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EP
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silo
vibrator
supply unit
arrangement
arrangement according
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EP3926099B1 (de
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Alexander Degen
Wilhelm Degen
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    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/046—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil
    • E02D3/054—Improving by compacting by tamping or vibrating, e.g. with auxiliary watering of the soil involving penetration of the soil, e.g. vibroflotation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/66—Mould-pipes or other moulds
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/18—Placing by vibrating

Definitions

  • the invention relates to a vibrator arrangement for producing stuffing columns and a method for operating such a vibrator arrangement.
  • Stuffing pillars are material pillars that are placed in the ground and used in construction to improve the soil properties for subsequent development.
  • vibrator arrangements can be used which, with the help of vibrations, partially penetrate the ground and create a borehole in the ground. Then material such as dry concrete, recycled concrete, rubble, sand, gravel or a mixture thereof is fed into the borehole via the vibrator arrangement and the material is then compacted. By repeating this process several times, the stuffing column made of material is filled piece by piece up to the surface of the ground.
  • the time required for the production of stuffing columns is largely determined by the time needed to load the vibrator arrangement and to fill the stuffing columns.
  • the object on which the invention is based can thus be seen in creating an improved vibrator arrangement which allows more material to be directed into the borehole per unit of time.
  • An exemplary vibrator arrangement has a silo tube with a longitudinal axis and a first end and a second end.
  • the vibrator arrangement can have a vibrator unit which is mechanically coupled to the silo tube, as well as a filling arrangement which opens into the silo tube at the first end.
  • the filling arrangement can be designed to take up material and to guide it into the silo pipe, wherein the silo tube has at least two separate channels from the first end to the second end and parallel to the longitudinal axis.
  • the vibrator arrangement has a silo tube with a longitudinal axis and a first end and a second end.
  • the vibrator arrangement can have a vibrator unit which is mechanically coupled to the silo pipe and a filling arrangement which opens into the silo pipe at the first end and is designed to take up material and guide it into the silo pipe.
  • the vibrator arrangement can have a supply unit which is designed to convey material into the filling arrangement of the vibrator arrangement, the supply unit being arranged at least on the silo pipe or on the filling arrangement in such a way that it can move parallel to the longitudinal axis of the silo pipe.
  • An exemplary method for operating a vibrator arrangement has the following steps: placing the silo pipe on a subsurface, creating a borehole by moving the silo pipe cyclically up and down at least on the subsoil or in the borehole and supplying the silo pipe through the Supply unit with material for filling the borehole, the movements of the supply unit along the silo tube being controlled independently of the movements of the silo tube.
  • FIG. 1 shows two sectional views of an exemplary vibrator arrangement.
  • the vibrator arrangement can have a silo tube 110 with a longitudinal axis 101 and a first end 111 and a second end 112.
  • the silo pipe 110 and a filling arrangement 150 can be rotationally symmetrical to the longitudinal axis 101.
  • the silo tube 110 is that part of the vibrator arrangement which is designed to be used during operation of the vibrator arrangement to penetrate at least partially into the ground.
  • the filling arrangement 150 can be arranged, which opens into the first end 111 of the silo tube 110 and which can be designed to receive material and to guide it into the silo tube 110.
  • the filling arrangement 150 and the silo tube 110 can each have different cross-sectional shapes and cross-sectional sizes in a cross-sectional plane.
  • the cross-sectional planes can run perpendicular to the longitudinal axis 101 of the silo tube 110.
  • the material can be, for example, rubble, sand, gravel or a mixture thereof.
  • the silo tube 110 can be divided into at least two channels 121 and 122 from the first end 111 to the second end 112 and parallel to and / or along the longitudinal axis 101 of the silo tube 110.
  • the channels 121 and 122 can be separated from one another by a web 131, for example.
  • the channels 121 and 122 can also be separated from one another in a gas-tight manner and can have at least approximately the same surface area in a cross-sectional plane which is arranged perpendicular to the longitudinal axis 101 of the silo tube 110.
  • the filling arrangement 150 which opens into the first end 111 of the silo tube 110, can have one or more chambers.
  • the filling arrangement 150 has two chambers 151 and 152.
  • the number of chambers can be selected depending on the number of channels in the silo tube 110.
  • the chambers 151 and 152 are separated from one another in a gas-tight manner.
  • a chamber 151 or 152 of the filling arrangement 150 can be connected to a respective channel 121 or 122 of the silo tube 110. Material can be fed into the channels 121 and 122 of the silo tube 110 via the chambers 151 and 152 of the filling arrangement 150.
  • the chambers 151 and 152 can be designed to receive a predefined amount of material and to deliver it into the channels 121 and 122 of the silo tube 110.
  • the chambers 151 and 152 can have one or more funnels 153, which facilitate the filling of the chambers 151 and 152.
  • each of the chambers 151 and 152 of the filler assembly 150 can both through a respective first valve 154 and 155 and through a respective one second valve 156 and 157 are opened or closed.
  • the first valves 154 and 155 each form a gas-tight lock with the second valves 156 and 157.
  • the gas can be, for example, compressed air or a gas mixture under pressure.
  • the vibrator arrangement can have a vibrator unit 140, which can be arranged at the second end 112 and optionally also partially in the interior of the silo tube 110 and / or can be mechanically coupled to it.
  • the vibrator unit 140 can generate mechanical vibrations that mainly propagate in the transverse direction of the silo tube 110.
  • the vibrator unit 140 can penetrate into the ground with the vibrator unit 140 in advance.
  • the channels 121 and 122 of the silo tube 110 can be arranged axially to the longitudinal axis 101 around the vibrator unit 140.
  • the valves 154 and 155 are open and material can flow from the hopper 153 into the chambers 151 and 152.
  • the valves 156 and 157 are closed.
  • valves 156 and 157 are open and material can flow from the chambers 151 and 152 into the silo tube 110, in particular into the channels 121 and 122.
  • the valves 154 and 155 are closed.
  • the channels 121 and 122 can be designed in such a way that they adapt to or cling to an outer contour of the vibrator unit 140 as space-saving as possible.
  • FIGS. 2 and 3 show perspective views of the silo pipe 110 in a further example.
  • the silo tube 110 can have one or more channels 121, 122, 123 and 124 (four channels are shown in the figures) and can have one or more supply channels that run parallel to the longitudinal axis 101 and partially inside the silo tube 110.
  • the silo pipe 110 has four supply channels.
  • two of four supply channels 125 and 126 can be seen.
  • the supply channels 125 and 126 can be gas-tight and in the silo tube 110 be separated from the channels 121, 122, 123 and 124 of the silo tube 110, for example, by a web 131 or a tube.
  • Lines such as compressed air lines, electrical lines, hydraulic lines, data lines or water lines can be arranged in the interior of the supply channels 125 and 126.
  • the vibrator unit 140 can be supplied with electrical voltage via an electrical line that leads from the first end 111 of the silo tube 110 through the supply channels to the vibrator unit 140.
  • water can be conducted to the second end 112 of the silo pipe 110 through the supply channels 125 and 126 or through a water line which lies in the supply channels 125 and 126.
  • the vibrator arrangement can also have separate compressors for generating compressed air for each channel 121, 122, 123 and 124 of the silo tube 110.
  • the supply channels can be arranged around the vibrator unit 140 and distributed evenly.
  • the supply channels 125 and 126 or the lines in the supply channels 125 and 126 can open into at least one of the channels 121, 122, 123 and 124 of the silo tube 110 in the area of the vibrator unit 140.
  • the supply channels 125 and 126 or the lines in the supply channels 125 and 127 can also open into at least one of the channels 121, 122, 123 and 124 of the silo tube 110 in the region of the first end 111 of the silo tube 110. It is also possible that at least some of the supply channels 125 and 126 or the lines in the supply channels 125 and 126 lead out of the silo tube 110 at the second end 112 of the latter.
  • the supply channels 125 and 126 or the lines in the supply channels 125 and 126 can open into the channels 121, 122, 123 and 124 of the silo pipe 110 at several points.
  • FIG 4 a sectional view of the silo pipe 110 is shown.
  • the silo tube 110 has four channels 121, 122, 123 and 124.
  • the channels 121, 122, 123 and 124 of the silo tube 110 can be routed around the vibrator unit 140 and enclose the vibrator unit 140.
  • the supply channels 125 and 126 can also be arranged around the vibrator unit 140.
  • the vibrator unit 140 can be electrically operated via a supply channel 127 Be supplied with electricity. Compressed air is introduced into the channel 121 in the area of a plane 160 via the supply channel 125.
  • compressed air can be introduced into the channel 121 in the area of a plane 161 which is arranged perpendicular to the longitudinal axis 101 of the silo tube 110.
  • the silo tube 110 after Figure 4 can have a circular cross section in a plane which is oriented perpendicular to the longitudinal axis 101.
  • the circular arrangement makes it possible to accommodate several supply channels in the silo pipe 110. In the example shown, these are the supply channels 125, 126, 127, 128, 129, 171, 172, 173 and 174. Via the supply channels 125, 126, 127, 128, 129, 171, 172, 173 and 174, for example, water can be fed into the Borehole to be directed.
  • Figure 5 shows a sectional view of an exemplary silo pipe 110 with only one channel 121 and two supply channels 125 and 126.
  • the vibrator unit 140 can be supplied with electrical power via the supply channel 126.
  • Compressed air is introduced into the channel 121 in the area of a plane 160 via the supply channel 125.
  • compressed air can be introduced into the channel 121 in the area of a plane 161 which is arranged perpendicular to the longitudinal axis 101 of the silo tube 110. It is possible to choose between a compressed air supply in the area of level 160 and a compressed air supply in the area of level 161 and to control them independently of one another.
  • Figure 6 shows a sectional view of an exemplary silo tube 110 with two channels 123 and 124 and two supply channels 125 and 126.
  • the vibrator unit 140 can be supplied with electrical power via the supply channel 127.
  • Compressed air can be introduced into one of the channels 123 and 124 in the area of the plane 160 and / or in the plane 161 via the supply channels 125 and 126.
  • the channels 123 and 124 are separated from one another in a gas-tight manner and can each be supplied with compressed air by a separate compressor and independently of one another. This ensures that both channels 123 and 124 can be supplied with the same pressure and the same volume flow of compressed air. A clogging of an individual channel can thus be reliably prevented.
  • the pressure and the volume flow of the compressed air can be in both channels 123 and 124 be different.
  • the compressed air can be supplied to the two channels via a common compressor.
  • a valve can be used that distributes the pressure and the volume flow of the compressed air to both channels, in particular evenly. It should be prevented that significantly more compressed air escapes through one of the two channels 123 or 124 than through the other channel 123 or 124.
  • the vibrator arrangement described can be used for the production of stuffing columns.
  • the vibrator arrangement with the filling arrangement 150 can be suspended from a crane or other lifting device (not shown).
  • the vibrator arrangement can then be moved to the desired position on the stuffing column by crane.
  • the vibrator unit 140 can be switched on and the second end 112 of the silo tube 110 can be brought into contact with the ground. Under the influence of the weight of the vibrator arrangement and the vibrations generated by the vibrator unit 140, the silo tube 110 of the vibrator arrangement penetrates into the ground to a predefined depth and thereby creates a borehole (not shown).
  • water can be blown out at the second end 112 of the silo pipe 110. This measure cools the second end 112 of the silo tube 110 and keeps the borehole free.
  • the water can also flow off between the silo pipe 110 and the ground and from the second end 112 of the silo pipe 110 in the direction of the earth's surface. As a result, the friction between the silo pipe 110 and the ground can be reduced.
  • the crane can lift the vibrator arrangement a predefined distance out of the borehole and guide material from the channels 121 and 122 of the silo pipe 110 into the borehole.
  • the material can be conveyed out of the channels 121 and 122 under the action of gas, in particular compressed air.
  • compressed air is introduced into the channels 121 and 122 in the region of the first end 112 of the silo tube 110 via one or more upper compressed air feeds.
  • the number of upper compressed air supplies can be determined depending on the number of channels 121 and 122 in the Silo pipe 110 can be selected.
  • one or more lower compressed air feeds can open into the channels 121 and 122 of the silo tube 110 and compressed air at least partially into the channels 121 and 122 or through the channels 121 and 122 from the second end 112 of the silo tube 110 out.
  • the plane 160 can be arranged perpendicular to the longitudinal axis 101.
  • the number of lower compressed air feeds can be selected as a function of the number of channels 121 and 122 in the silo tube 110.
  • the line or the supply channel 125 or 126, which introduces compressed air into the channels 121 and 122 in the region of the second end 112 of the silo tube 110, can also be referred to as an injection line.
  • Dilatancy is understood to mean an increase in volume and thus an increase in the viscosity of a granulate such as a material.
  • the dilatancy occurs in densely packed granular material on which large shear forces act. This is the case insofar as the material is only blown out of the channels 121 and 122 via the upper compressed air supply. The result is a blockage of the channels 121 and 122 in the area of the second end 112 of the silo tube 110.
  • the additional use of the injection line ensures that the material can be discharged unhindered from the channels 121 and 122 into the borehole.
  • the pressure and the volume flow which is introduced into the channels 121 and 122 via the injection line can be controlled.
  • the pressure and the volume flow in the injection line (lower compressed air supply) can be regulated.
  • the pressure and the volume flow of the upper compressed air supply can be regulated.
  • the vibrator arrangement is reintroduced into the borehole by a predefined distance and the introduced material is thereby clogged laterally in the ground and compacted.
  • the process steps described can be repeated until the stuffing column is completed in the desired diameter.
  • FIG. 7 shows a perspective view of a vibrator assembly according to another example.
  • This vibrator arrangement comprises a silo tube 510, a filling arrangement 550 for charging the silo tube 510 with material and a supply unit 520 for feeding material into the filling arrangement 550.
  • the material can be, for example, rubble, sand, gravel or a mixture thereof.
  • the silo tube 510 has a longitudinal axis 501 and a first end 511 and a second end 512.
  • the silo tube 510 and the filling arrangement 550 of the vibrator arrangement can be rotationally symmetrical to the longitudinal axis 501.
  • the filling arrangement 550 opens into the silo tube 510 at the first end 511 and can receive material and guide it into the silo tube 510.
  • the supply unit 520 can convey and fill material for the filling arrangement 550 of the silo tube 510.
  • the supply unit 520 can be arranged at least on the silo pipe 510 or on the filling arrangement 550 in such a way that the supply unit 520 can move parallel to the longitudinal axis 501 of the silo pipe 510.
  • the vibrator arrangement can have a vibrator unit 540, which can be attached in the region of the second end 517 and in the interior of the silo tube 510.
  • the silo tube 510 can have at least two channels 513, 514, as shown on the basis of the Figures 1-6 was explained. However, this is only an example.
  • the silo tube 510 can also be designed in such a way that it has only one or more channels.
  • the vibrator arrangement can have a support frame 560 which is arranged on a side of the filling arrangement 550 which faces away from the first side of the silo tube 510.
  • the vibrator arrangement can be suspended from a crane via the support frame 560.
  • the support frame 560 can be constructed as a tubular space frame and have one or more cable winches 530 and 531.
  • the cable winches 530 and 531 can be fastened to the support frame 560 in terms of their position and their orientation to the support frame 560 and have cables 532 and 533, one end of which is fastened to the respective cable winch 530 and 531 and another end to the supply unit 520.
  • the vibrator arrangement has two cable winches 530 and 531 with cables 532 and 533.
  • the cables 532 and 533 can each be guided over a deflection pulley 534 (another deflection pulley, which is attached to the support frame 560 for the cable winch 531, is not shown), which is attached to the support frame 560.
  • the ropes 532 and 533 can be guided over further deflection pulleys 535, 536, 538 and 539 which are attached to the supply unit 520.
  • the support frame 560 and the supply unit 520 can each have a cross section perpendicular to the longitudinal axis 501 of the silo tube 510.
  • the cross sections of the support frame 560 and the supply unit 520 can be rectangular in shape.
  • the deflection rollers 534, 535, 536, 538, 539 and the further deflection roller can be as far away as possible from the longitudinal axis 501 of the silo tube on the support frame 560 and be arranged on the supply unit 520.
  • the ropes 532 and 533 can be wound or unwound from the rope winches 530 and 531.
  • the supply unit 520 can move away from the support frame 560 along the longitudinal axis 501 of the silo pipe 510 when the ropes 532 and 533 are unwound from the cable winches 530 and 531.
  • the vibrator arrangement can also have three or more cable winches.
  • the vibrator assembly have four cable winches, whereby a tilting of the supply unit 520 can be ensured even without the use of pulleys.
  • the four ropes of the four rope winches can be mechanically connected directly to the supply unit 520 at the points where the pulleys 535, 536, 538 and 539 are mounted in the previous example.
  • the silo tube 510 of the vibrator assembly can be replaced by the silo tube 110 that is used in connection with the Figures 1 - 6 was described.
  • the vibrator arrangement can be suspended from a crane or an excavator via a pulley 570.
  • the deflection roller 570 can also be referred to as a roller head.
  • the supply unit 520 can be a tubular space frame in which one or more material containers 521 or 522 are arranged.
  • the supply unit 520 can surround the filling arrangement 550 of the vibrator arrangement and be arranged on the latter.
  • the supply unit 520 can have guide elements 523 which rest on an outside of the filling arrangement 550 and guide the supply unit 520 on the filling arrangement 550.
  • the filling arrangement 550 and the silo tube 510 can have different cross-sectional areas and cross-sectional shapes perpendicular to the longitudinal axis 501 of the silo tube 510.
  • the silo tube 510 can have a circular cross section and the filling arrangement 550 can have an elliptical shape.
  • the guide elements 523 can be designed in such a way that they can adapt to the different cross-sections and can guide the supply unit 520 both on the filling arrangement 550 and on the silo tube 510.
  • the guide elements 523 can be rollers or runners which are pressed with a spring perpendicular to the longitudinal axis 501 of the silo tube 510 against the filling arrangement 550 or the silo tube 510.
  • the guide elements 523 can also be designed in such a way that the supply unit 520 cannot rotate about the longitudinal axis 501 of the silo tube 510.
  • the guide elements 523 have a rail system. It is also possible for both the silo tube 501 and the supply unit 520 to be arranged and guided on a leader (not shown).
  • the supply unit 520 is shown in section.
  • the longitudinal axis 501 can be parallel to an effective direction of gravity and / or thus approximately perpendicular to the earth's surface.
  • the two material containers 521 and 522 can be arranged on opposite sides of the silo tube 510 in relation to the longitudinal axis 501 of the silo tube 510. Furthermore, through the design of the two material containers 521 and 522, it can be achieved that the weight distribution of the material added to them is likewise approximately equal parts by weight to the left and right of the longitudinal axis 501.
  • the weight of the supply unit 520 can be balanced in such a way that the center of gravity of the supply unit 520 when the vibrator arrangement is in operation lies on the longitudinal axis 501 of the silo tube 510 and also moves along this longitudinal axis 501, both when it is full and when it is filled in the empty state of the material containers 521 and 522.
  • the supply unit 520 thereby does not transmit any bending moment to the silo tube 510 or to the filling arrangement 550, which would lead to an at least undesired but often impermissible deviation from the verticality during the production of the material columns.
  • the design can also ensure that the orientation of the longitudinal axis 501 in relation to the earth's surface does not change regardless of a loading state of the material containers 521 and 522.
  • the material containers 521 and 522 can also be replaced by a material container (not shown) designed as an integral component.
  • the statements on the material containers 521 and 522 apply equally to the material container as an integral component, which can also be referred to as a hopper.
  • the material containers 521 and 522 taper in the direction of the silo tube 510 and can open into the filling arrangement 550.
  • a pipe section 551 and 553 is arranged for each material container 521 and 522, which pipe section conducts the material from the material container 521 and 522 at least into the filling arrangement 550 or into the silo pipe 510.
  • a material valve 552 or 554, which enables or blocks the flow of material into the silo tube 510, can be arranged on the sides of the pipe sections 551 and 553 facing the silo tube 510.
  • the material in the material containers 521 and 522 can be emptied into the filling arrangement 550 via closures which open into the pipe sections 551 and 553.
  • the closures can be, for example, snap locks, cone locks or slide locks.
  • the closures can be both active and passive components.
  • the Figures 11 and 12th show an exemplary vibrator arrangement in a perspective view and in a plan view.
  • the silo tube 510 has two channels 521 and 522 which extend along the longitudinal axis 501 of the silo tube 510 and are separated from one another by a web 561.
  • a supply channel 525 can be arranged, which can accommodate compressed air lines, water lines, hydraulic lines or electrical lines, for example.
  • the supply channel 525 can also be taken as a water line that guides water to the second end 512 of the silo pipe 510.
  • the silo tube 510 of the vibrator arrangement can at least partially have penetrated into the ground.
  • material is introduced via the silo tube 510 into a borehole (not shown) formed by the silo tube 510.
  • the supply unit 520 is lowered by the cable winches 530 and 531 along the silo pipe 510 to the surface of the ground. While the supply unit 520 is standing on the ground, the cables 532 and 533 are held taut by the cable winches 530 and 531 by means of a slight pre-tension.
  • the material containers 521 and 522 can be filled with material, for example by a wheel loader.
  • the hopper 610 can be configured in such a way that it can be loaded completely and without restriction from only one side of the material container.
  • the material containers 521 and 522 can be designed and mechanically coupled to one another in such a way that, starting from one side of the supply unit 520, all of the material containers 521 and 522 of the supply unit 520 can be loaded.
  • the material containers 521 and 522 can be funnel-shaped for this purpose and can be connected to one another via a channel that guides material from one into the other material container 521 and 522.
  • the material containers 521 and 522 After the material containers 521 and 522 have been loaded, they can be pulled by the cable winches 530 and 531 along the silo tube 510 in the direction of the first end 511 of the silo tube 510 as far as the filling arrangement 550.
  • the cable winches 530 and 531 pull the supply unit 520 to the filling arrangement 550 exactly so far that the material containers 521 and 522 can be emptied into the filling arrangement 550 via the closures.
  • the material is then at least partially fed into the filling arrangement 550 or into the silo tube 510 via the valves 552 and 554.
  • the supply unit 520 can be moved back towards the ground by the cable winches 530 and 531.
  • the material containers 521 and 522 can be filled again and conveyed to the filling arrangement 550 of the vibrator arrangement. Thanks to the cable winches 530 and 531 mounted on the vibrator arrangement, the vibrator arrangement can penetrate further into the ground, fill the borehole or compact the material in the borehole, independently of the filling of the material containers 521 and 522. This process can be repeated until the stuffing column is completely filled.
  • driving the silo tube 510, controlling the winches 530 and 531, and the fluid valves 552 and 554 of FIG an at least partially automated control can be taken over.
  • an at least partially automated control (not shown) can be taken over.
  • the process of filling the borehole and loading the silo pipe 510 with material can take place simultaneously and without the need for coordination by the crane operator. It is thereby possible to convey larger amounts of material per unit of time into the silo tube 510 than would be possible without such a control.
  • the processes of filling the borehole and charging the silo tube 510 with material can take place at the same time.
  • the supply unit 520 can also be moved along the silo tube 510 by a further cable winch.
  • This alternative can also be referred to as the riding style of the supply unit 520.
  • the vibrator arrangement can be attached to the crane via a double pulley head and controlled electronically for a twist-proof attachment and / or for cable guidance when using the additional cable winch.
  • the electronic control can be designed, for example, so that a movement of the silo tube 510 into or out of the borehole is compensated for by the further cable winch.
  • An operator of the crane can completely control the vibrator arrangement using simple commands. There is no need to manually and separately control the vibrator, crane and supply unit.
  • the supply unit 520 can be controlled via the further cable winch in such a way that the supply unit 520 does not move or moves only in a predefined manner relative to the silo tube 510.
  • the movements of the silo tube 510 can be synchronized with the movements of the supply unit 520.
  • the weight of the supply unit 520 is taken up by the additional cable winch.
  • the supply unit 520 can only transmit a very small or no bending moment to at least the silo pipe 510 or the filling arrangement 550.
  • the center of gravity of the supply unit 520 can therefore also lie outside the longitudinal axis 501 and move outside the longitudinal axis 501 without creating a significant bending moment on the silo pipe 510 or the filling arrangement 550.
  • an upper side of an exemplary vibrator arrangement is shown, which has the deflection roller 570 and four cable winches 571, 572, 573 and 574.
  • the vibrator arrangement can be suspended from a crane or an excavator via the deflection roller 570.
  • the ones in the Figures 7 to 12 The vibrator arrangements shown each have two cable winches 530 and 531, with which, for example, the supply unit 520 is moved along the silo pipe.
  • the exemplary vibrator arrangement in FIG Figure 13 two additional winches.
  • the cable winches 571, 572, 573 and 574 shown are used to move the supply unit 520.
  • the ropes of the cable winches 571, 572, 573 and 574 can be attached to the four outermost corners of the supply unit 520 to allow the supply unit to rotate about the longitudinal axis (in Fig. 13 not shown).
  • a synchronous winding or unwinding of the cable winches 571, 572, 573 and 574 moves the supply unit 520 along the silo pipe.
  • FIG. 11 shows a perspective view of an exemplary pouring hopper 610.
  • the pouring hopper 610 can have one or more material pits 621 and 622 and one or more guide rails 631.
  • the hopper 610 can be guided through the guide rails at least on the silo pipe 510 or on the filling arrangement 550.
  • the two material pits 621 and 622 can be arranged parallel and at a predefined distance from one another and be symmetrical in area to one another with respect to a predefined plane. Each of the material pits 621 and 622 can have a first side surface, the two first side surfaces actually running parallel to one another and also parallel to the predefined plane.
  • the two material pits 621 and 622 can be mechanically connected via a drainage plate 611 to form a U-shaped, in particular horseshoe-shaped, pouring hopper 610.
  • the drainage plate 611 connects the two first ends of the material pits 621 and 622.
  • a U-shaped pouring hopper 610 can be understood to mean that it is in the installed state and while it is moving at least along the silo pipe 510 or the filling arrangement 550, at least the silo pipe 510 or encompasses the filling arrangement 550 in a U-shape.
  • the U-shaped hopper 610 can be the silo tube 510 or enclose the filler assembly 550 at an angle of 160 ° to 300 °, an angle of 160 ° to 200 ° or an angle of approximately 180 °. The same applies to a horseshoe-shaped hopper.
  • the drainage plate 611 can be designed in the form of a two-sided ramp. In each case one side of the two-sided ramp drops in the direction of one of the material pits 621 and 622, so that material is distributed over the two material pits 621 and 622 when it is filled in the area of the drainage plate 611.
  • the highest point of the two-sided ramp can lie in the predefined plane and thus be arranged parallel to the two side surfaces at the same time.
  • the hopper 610 can also be accommodated in the supply unit 520 or linked directly from the cable winches 530 and 531.
  • the hopper 610 can be articulated and moved via the cable winches 530 and 531 in the same way as was already described in connection with the supply unit 520.
  • the hopper 610 can be suspended from at least four of its outer corners via pulleys and moved along the vibrator arrangement with the cable winches 530 and 531.
  • the material pits 621 and 622 are arranged in such a way that, in the assembled state of the hopper 610 on the vibrator arrangement, they are arranged on opposite sides of at least the silo pipe 510 or the filling arrangement 550.
  • the drainage plate 611 can serve to facilitate filling of the hopper 610.
  • the drainage plate 611 can be designed in such a way that uniform filling of the hopper 610 is promoted and the material is evenly distributed over both material pits 621 and 622 when it is poured into the hopper 610.
  • the geometric shape of the material pits 621 and 622 can be designed in such a way that the material is largely deposited in such a way that its center of gravity lies approximately in the axis 501.
  • FIG. 15 shows the hopper 610 in a further perspective view.
  • Each of the material pits 621 and 622 may have one or more closures 641 and 642.
  • the two closures are 641 and 642 Flap closures, the closure 641 being shown in the open state.
  • other types of locks such as cone locks or slide locks, can also be provided.
  • the closures can be active or passive components and can also be referred to as valves.
  • closures 641 and 642 can be spring loaded closures, particularly flap valves. These can be designed in such a way that, in the closed state, they are already pretensioned in their opening direction.
  • springs can be used which are tensioned when the locks 641 and 642 are closed.
  • the closures 641 and 642 can be unlocked via a suitable unlocking mechanism. Due to the force of the springs, the closures 641 and 642 open automatically and the material can flow out of the pouring funnel 610 and into the filling arrangement 550. If the pouring funnel 610 leaves its predefined position again in the area of the filling arrangement 550, the closures 641 and 642 can be closed again automatically and with tensioning of the springs by a suitable mechanical device.
  • Figure 16 shows a sectional view of a vibrator arrangement with a silo pipe 651 and a longitudinal axis 650 of the silo pipe 651.
  • a filling arrangement 652 is arranged on the silo pipe 651 on a first side of the silo pipe 651.
  • the filler arrangement 652 runs parallel to the longitudinal axis 650.
  • the vibrator arrangement can also be one of the vibrator arrangements described above.
  • a pouring funnel 653 is in a predefined position on the filling arrangement 652, in which material can flow from the pouring funnel 653 into the filling arrangement 652.
  • This position can be referred to as the filling position.
  • the hopper 653 can be the hopper 610 already described.
  • the material can flow independently from the hopper 653 via at least one valve 660 into the filling arrangement 652 or be conveyed into it, the valve 660 being a slide valve with a slide plate 662.
  • the valve 660 can also be a guillotine valve or be referred to as such, the functional principle of the valve is similar to that of a guillotine. It can be attached to the filler assembly 652 or to the hopper 653. If the valve 660 is attached to the pouring funnel 653, then it also moves with this during operation, parallel to the longitudinal axis 650.
  • valve 660 In Figure 17 a detailed view of the valve 660 can be seen.
  • the illustration shows the valve 660 in the filling position of the pouring funnel 653.
  • the valve 660 is therefore shown in the open state and material can flow from the pouring funnel 653 into the filling arrangement 652.
  • the valve 660 In the closed state, the valve 660 can be pretensioned in the closing direction by the action of a spring 663.
  • the closing direction runs parallel to the longitudinal axis 650 and away from the first end of the silo tube 651.
  • the spring 663 can be connected to the slide plate 662 at a first end and to the hopper 653 at a second end. The second end of the spring 663 can be mounted on the hopper 653.
  • the preload by the spring 663 enables the valve 660 to be reliably closed if the pouring funnel 653 is not located at the predefined filling position but is moved, for example, along the vibrator arrangement. If the pouring funnel 653 moves in the direction of the filling position, coming from the silo pipe 651, a side of the slide plate 662 opposite the spring 663 first rests against a stop point 664 on the filling arrangement 652. If the pouring funnel 653 then moves further in the direction of the filling position, the slide plate 662 is pressed against the force of the spring 663. As a result, an opening 665 in the slide plate 662 also moves against the force of the spring 663 and opens a passage for material from the hopper 653 into the filling arrangement 652.
  • the slide plate 662 can also be moved via a linear drive 666.
  • the linear drive 666 can be a hydraulic, an electric or a pneumatic linear drive.
  • FIG. 19 illustrates an exemplary supply unit 700 with a silo pipe 701 and a hopper 710.
  • the hopper 710 is guided on the silo pipe 701 via a guide system 720 and connected to at least one cable winch (not shown) via ropes 711 and 712. With the aid of the ropes 711 and 712, the hopper 710 can be moved along the silo tube 701.
  • the guide system 720 can prevent the hopper 710 from tilting with respect to the silo pipe 701.
  • the hopper 710 and the guide system 720 can also be connected to a frame 730. At least one spring strut can be attached to the side of the frame 730 facing away from the pouring funnel 710. In the example shown, four spring struts 740, 741, 742 and 743 are shown, which are directed towards the surface of the earth or towards the subsoil to be worked. When moving the hopper 710 along the silo pipe 701, if it has to be refilled, it is placed on the ground to be processed.
  • the spring struts 740, 741, 742 and 743 are intended to cushion any contact with the ground to be processed and thus protect the entire vibrator arrangement and in particular the hopper 710 from damage.
  • the suspension struts 740, 741, 742 and 743 can, in addition to pure suspension struts, also be spring-damper struts, as a result of which an additional vibration induced by the touchdown is damped.
  • FIG. 11 shows an enlarged sectional view of FIG Figure 19 .
  • the guide system 720 has two guide arms 721 and 722, each of which can be designed as a double scissor linkage.
  • the two guide arms 721 and 722 are pressed against one another via springs, hydraulic linear drives or a gas pressure damper 723 and thus enclose the silo tube 701 on one side.
  • At each of the The side of the guide arms 721 and 722 facing the silo tube 701 can each have a guide roller 725 attached.
  • the guide arms 721 and 722 can roll over this guide roller 725 when the hopper 710 is moved along an outside of the silo tube 701.
  • the guide arms 721 and 722 can thereby guide the hopper 710 along the silo pipe 701 or on a filling arrangement 550 attached to the silo pipe 701 with little wear.
  • FIG. 21 Exemplary methods for filling the silo tubes of the vibrator arrangements described are shown.
  • the Figures 21a to 21d show method steps of a first method variant.
  • the vibrator arrangement shown has a silo tube 810 and a supply unit 820, wherein the silo tube 810 can be separately connected to a crane or an excavator and suspended from a crane or an excavator via a cable 811 and the supply unit 820 can be separately connected via a cable 821.
  • a cable winch can be provided on the crane or excavator for both the cable 811 and the cable 821.
  • the suspended silo tube 810 is then placed on a substrate 800 to be processed and a borehole 801 is then drilled into it.
  • the silo tube 810 is constantly moved up and down via the rope 811, while the supply unit 820 can be moved independently of this via the rope 821 relative to the silo tube 810.
  • the supply unit 820 is lowered in the direction of the subsurface 800. Once the supply unit 820 has reached the ground 800, the movement of the rope 821 is stopped and the supply unit 820 stands on the ground 800 solely by its own weight. The supply unit 820 can be filled with new material.
  • Figure 21c shows how, after filling, the supply unit 820 is pulled up again along the silo tube 810 via the rope 821 and away from the ground 800.
  • the supply unit 820 has arrived at its predefined filling position on the silo tube 810 or on the filling arrangement attached to it.
  • the rope 821 is moved in such a way that the supply unit 820 moves synchronously with the silo tube 810. This achieves synchronization between the silo tube 810 and the supply unit 820, which allows the material to be transferred from the supply unit 820 to the silo tube 810 in a process-reliable manner.
  • the Figures 21e to 21h show method steps of a second method variant.
  • the silo pipe 810 is suspended from an excavator or a crane via a rope 811.
  • the silo tube 810 also has a support frame 830 which is mechanically connected to the silo tube 810.
  • the supply unit 820 is attached to the support frame 830 via at least one cable 821.
  • the supply unit 820 can be moved relative to the support frame 830 and thus also relative to the silo tube 810 via the cable 821.
  • at least one cable winch can be attached to or in the support frame 830.
  • the supply unit 820 is lowered in the direction of the subsurface 800, during which the silo pipe 810 is moved up and down via the rope 811.
  • the supply unit 820 stands on the ground 800 while the silo pipe 810 is moved up and down.
  • the ropes 821 of the supply unit 820 move anti-cyclically to the movement of the silo tube 810 during this method step. This can be understood to mean that the ropes 821 are pulled up in the direction of the support frame 830 while the silo tube 810 moves in the direction of the subsurface 800. The same also applies vice versa. If the silo tube 810 moves out of the borehole 801, the cables 821 are unrolled from the support frame in the direction of the ground. In this state, the cable winch on the crane or excavator always moves the cable 811 against the direction of movement of the cable 821.
  • the silo tube 810 continues to move up and down, whereas the supply unit 820 is lifted away from the ground 800 via the ropes 821.
  • the supply unit 820 has arrived at its predefined filling position on the silo tube 810 or on the filling arrangement attached to it.
  • the movement of the rope 821 is stopped and the supply unit 820 then moves synchronously with the silo tube 810. This results in synchronism between the silo tube 810 and the supply unit 820, which allows the material from the supply unit 820 to be poured into the silo tube 810 in a process-reliable manner.
  • the silo tube 810 is also moved up and down in the borehole during the transfer.

Abstract

Es wird eine Rüttleranordnung beschrieben. Die Rüttleranordnung umfasst: ein Silorohr mit einer Längsachse sowie einem ersten Ende und einem zweiten Ende; eine Rüttlereinheit, die mechanisch mit dem Silorohr gekoppelt ist; eine Einfüllanordnung, die am ersten Ende in das Silorohr mündet und dazu ausgebildet ist, Material aufzunehmen und in das Silorohr zu leiten, und eine Versorgungseinheit, die dazu ausgebildet ist, Material in die Einfüllanordnung der Rüttleranordnung zu fördern, wobei die Versorgungseinheit zumindest derart am Silorohr oder an der Einfüllanordnung angeordnet ist, dass sie sich parallel zur Längsachse des Silorohres bewegen kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rüttleranordnung zum Herstellen von Stopfsäulen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Rüttleranordnung.
  • Stopfsäulen sind ins Erdreich eingebrachte Materialsäulen, die im Bauwesen dazu eingesetzt werden, die Bodeneigenschaften für eine anschließende Bebauung zu verbessern. Zur Herstellung von Stopfsäulen können Rüttleranordnungen eingesetzt werden, die mit Hilfe von Vibrationen teilweise in den Boden eindringen und ein Bohrloch im Erdreich erzeugen. Anschließend wird über die Rüttleranordnung Material, wie zum Beispiel Trockenbeton, Recyclingbeton, Geröll, Sand, Kies oder ein Gemisch daraus in das Bohrloch geleitet und das Material anschließend verdichtet. Durch mehrfache Wiederholung dieses Vorganges wird die Stopfsäule aus Material Stück für Stück bis zur Oberfläche des Erdreiches verfüllt. Der benötigte Zeitaufwand für die Herstellung von Stopfsäulen wird maßgeblich durch den Zeitaufwand zum Beschicken der Rüttleranordnung und zum Verfüllen der Stopfsäulen bestimmt.
  • Bekannte Rüttleranordnungen haben den Nachteil, dass nur eine begrenzte Menge an Material pro Zeiteinheit in das Bohrloch geleitet werden kann.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann also darin gesehen werden, eine verbesserte Rüttleranordnung zu schaffen, die es erlaubt, mehr Material pro Zeiteinheit in das Bohrloch zu leiten.
  • Die genannte Aufgabe wird durch eine Rüttleranordnung nach den Ansprüchen 1 und 17 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 36 gelöst. Unterschiedliche Beispiele und Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Eine beispielhafte Rüttleranordnung weist ein Silorohr mit einer Längsachse sowie einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf. Zusätzlich kann die Rüttleranordnung eine Rüttlereinheit, die mechanisch mit dem Silorohr gekoppelt ist, sowie eine Einfüllanordnung, die am ersten Ende in das Silorohr mündet aufweisen. Die Einfüllanordnung kann dazu ausgebildet sein, Material aufzunehmen und in das Silorohr zu leiten, wobei das Silorohr vom ersten Ende bis zum zweiten Ende und parallel zur Längsachse wenigstens zwei getrennte Kanäle aufweist.
  • In einem weiteren Beispiel einer Rüttleranordnung weist die Rüttleranordnung ein Silorohr mit einer Längsachse sowie einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf. Darüber hinaus kann die Rüttleranordnung eine Rüttlereinheit, die mechanisch mit dem Silorohr gekoppelt ist sowie eine Einfüllanordnung aufweisen, die am ersten Ende in das Silorohr mündet und dazu ausgebildet ist, Material aufzunehmen und in das Silorohr zu leiten. Ferner kann die Rüttleranordnung eine Versorgungseinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, Material in die Einfüllanordnung der Rüttleranordnung zu fördern, wobei die Versorgungseinheit zumindest derart am Silorohr oder an der Einfüllanordnung angeordnet ist, dass sie sich parallel zur Längsachse des Silorohres bewegen kann.
  • Ein beispielhaftes Verfahren zum Betrieb einer Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 35 weist folgende Schritte auf: Aufsetzen des Silorohres auf einen Untergrund, Herstellen eines Bohrloches durch zyklisches auf und ab bewegen des Silorohres zumindest auf dem Untergrund oder im Bohrloch und Versorgen des Silorohres durch die Versorgungseinheit mit Material zum Verfüllen des Bohrloches , wobei die Bewegungen der Versorgungseinheit entlang des Silorohres unabhängig von den Bewegungen des Silorohres gesteuert werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von den in den Figuren dargestellten Beispielen näher erläutert. Die Darstellungen sind nicht zwangsläufig maßstabsgetreu und die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die dargestellten Beispiele und Aspekte. Vielmehr wird Wert darauf gelegt, die der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien darzustellen.
    • Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer beispielhaften Rüttleranordnung;
    • Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Rüttleranordnung mit vier Kanälen;
    • Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der beispielhaften Rüttleranordnung in Figur 2;
    • Figur 4 zeigt eine Schnittansicht der beispielhaften Rüttleranordnung in den Figuren 2 und 3;
    • Figur 5 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Rüttleranordnung mit einem Kanal;
    • Figur 6 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Rüttleranordnung mit zwei Kanälen;
    • Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Rüttleranordnung;
    • Figur 8 zeigt eine perspektivische Detailansicht eines oberen Teils einer beispielhaften Rüttleranordnung;
    • Figur 9 zeigt eine Schnittdarstellung einer beispielhaften Rüttleranordnung;
    • Figur 10 zeigt eine weitere Schnittdarstellung der beispielhaften Rüttleranordnung in Figur 9;
    • Figur 11 zeigt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Versorgungseinheit;
    • Figur 12 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Rüttleranordnung mit einer Versorgungseinheit;
    • Figur 13 zeigt einen oberen Teil einer weiteren beispielhaften Rüttleranordnung;
    • Figur 14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Schütttrichters;
    • Figur 15 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des beispielhaften Schütttrichters in Figur 14;
    • Figur 16 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Rüttleranordnung mit einem Schütttrichter;
    • Figur 17 zeigt eine Detailansicht eines Ventils des Schütttrichters in Figur 16;
    • Figur 18 zeigt eine Detailansicht eines weiteren beispielhaften Ventils des Schütttrichters in Figur 16;
    • Figur 19 zeigt einen Schütttrichter mit Federbeinen an einer Rüttleranordnung;
    • Figur 20 zeigt eine Detailansicht des Schütttrichters in Figur 19 mit einer Führungsvorrichtung;
    • Figur 21 zeigt beispielhafte Verfahren zum Befüllen der Rüttleranordnung mit Material.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleicher bzw. ähnlicher Bedeutung bzw. Funktion.
  • Figur 1 zeigt zwei Schnittdarstellungen einer beispielhaften Rüttleranordnung. Die Rüttleranordnung kann ein Silorohr 110 mit einer Längsachse 101 und einem ersten Ende 111 und einem zweiten Ende 112 aufweisen. Das Silorohr 110 und eine Einfüllanordnung 150 können rotationssymmetrisch zur Längsachse 101 sein. Das Silorohr 110 ist der Teil der Rüttleranordnung, der dazu ausgebildet ist, beim Betrieb der Rüttleranordnung zumindest teilweise in das Erdreich einzudringen. Am ersten Ende 111 des Silorohres 110 kann die Einfüllanordnung 150 angeordnet sein, welche in das erste Ende 111 des Silorohres 110 mündet und die dazu ausgebildet sein kann, Material aufzunehmen und in das Silorohr 110 zu leiten. Die Einfüllanordnung 150 und das Silorohr 110 können in jeweils einer Querschnittsebene unterschiedliche Querschnittsformen und Querschnittsgrößen aufweisen. Die Querschnittsebenen können senkrecht zur Längsachse 101 des Silorohres 110 verlaufen. Das Material kann beispielsweise Geröll, Sand, Kies oder ein Gemisch daraus sein.
  • Das Silorohr 110 kann vom ersten Ende 111 bis zum zweiten Ende 112 und parallel zur und/oder entlang der Längsachse 101 des Silorohres 110 in wenigstens zwei Kanäle 121 und 122 geteilt sein. In Figur 1 sind zwei solche Kanäle dargestellt. Die Kanäle 121 und 122 können beispielsweise durch einen Steg 131 voneinander getrennt sein. Die Kanäle 121 und 122 können auch gasdicht voneinander getrennt sein und können in einer Querschnittsebene, die senkrecht zur Längsachse 101 des Silorohres 110 angeordnet ist, wenigstens annäherungsweise gleiche Flächeninhalte aufweisen.
  • Die Einfüllanordnung 150, die in das erste Ende 111 des Silorohres 110 mündet kann eine oder mehrere Kammern aufweisen. Im dargestellten Beispiel weist die Einfüllanordnung 150 zwei Kammern 151 und 152 auf. Die Anzahl der Kammern kann in Abhängigkeit der Anzahl an Kanälen im Silorohr 110 gewählt werden. Im dargestellten Beispiel sind die Kammern 151 und 152 gasdicht voneinander getrennt. Jeweils eine Kammer 151 oder 152 der Einfüllanordnung 150 kann mit jeweils einem Kanal 121 oder 122 des Silorohres 110 verbunden sein. Über die Kammern 151 und 152 der Einfüllanordnung 150 kann Material in die Kanäle 121 und 122 des Silorohres 110 geleitet werden. Die Kammern 151 und 152 können dazu ausgebildet sein, eine vordefinierte Menge an Material aufzunehmen und in die Kanäle 121 und 122 des Silorohres 110 abzugeben. Die Kammern 151 und 152 können einen oder mehrere Trichter 153 aufweisen, die das Befüllen der Kammern 151 und 152 erleichtern.
  • Im Beispiel der Figur 1 kann jede der Kammern 151 und 152 der Einfüllanordnung 150 sowohl durch jeweils ein erstes Ventil 154 und 155 als auch durch jeweils ein zweites Ventil 156 und 157 geöffnet oder geschlossen werden. Jeweils die ersten Ventile 154 und 155 bilden mit jeweils den zweiten Ventilen 156 und 157 eine gasdichte Schleuse. Sie können das Silorohr 110 und die Kammern 151 und 152 gegenüber der äußeren Umgebung gasdicht verschließen. Durch abwechselndes Öffnen und Schließen der ersten Ventile 154 und 155 und der zweiten Ventile 156 und 157 wie es bereits von Druckschleusen bekannt ist, ist es möglich, die Einfüllanordnung 150 mit Material zu befüllen und gleichzeitig zu verhindern, dass Gas unkontrolliert aus dem Silorohr 110 heraus oder in das Silorohr 110 hineinströmt. Das Gas kann beispielsweise Druckluft oder ein unter Druck stehendes Gasgemisch sein.
  • Die Rüttleranordnung kann eine Rüttlereinheit 140 aufweisen, die am zweiten Ende 112 und wahlweise auch teilweise im Inneren des Silorohres 110 angeordnet und/oder mit diesem mechanisch gekoppelt sein kann. Die Rüttlereinheit 140 kann mechanische Schwingungen erzeugen, die sich hauptsächlich in Querrichtung des Silorohres 110 ausbreiten. Die Rüttlereinheit 140 kann im Betrieb mit der Rüttlereinheit 140 voraus in das Erdreich eindringen. Die Kanäle 121 und 122 des Silorohres 110 können axial zur Längsachse 101 um die Rüttlereinheit 140 angeordnet sein. In der linken Abbildung der Figur 1 sind die Ventile 154 und 155 geöffnet und es kann Material aus dem Trichter 153 in die Kammern 151 und 152 fließen. Die Ventile 156 und 157 sind geschlossen. In der rechten Abbildung der Figur 1 sind die Ventile 156 und 157 geöffnet und es kann Material aus den Kammern 151 und 152 in das Silorohr 110, insbesondere in die Kanäle 121 und 122 fließen. Die Ventile 154 und 155 sind geschlossen. Die Kanäle 121 und 122 können derart ausgebildet sein, dass sie sich möglichst platzsparend an eine Außenkontur der Rüttlereinheit 140 anpassen beziehungsweise anschmiegen.
  • Figur 2 und 3 zeigen perspektivische Ansichten des Silorohres 110 in einem weiteren Beispiel. Das Silorohr 110 kann einen oder mehrere Kanäle 121, 122, 123 und 124 (in den Figuren sind vier Kanäle dargestellt) aufweisen und kann einen oder mehrere Versorgungskanäle aufweisen, die parallel zur Längsachse 101 und teilweise im Inneren des Silorohres 110 verlaufen. Im dargestellten Beispiel weist das Silorohr 110 vier Versorgungskanäle auf. In Figur 3 sind zwei von vier Versorgungskanälen 125 und 126 zu sehen. Die Versorgungskanäle 125 und 126 können im Silorohr 110 gasdicht und beispielsweise über einen Steg 131 oder ein Rohr von den Kanälen 121, 122, 123 und 124 des Silorohres 110 getrennt sein. Im Inneren der Versorgungskanäle 125 und 126 können Leitungen, wie beispielsweise Druckluftleitungen, Elektroleitungen, Hydraulikleitungen, Datenleitungen oder Wasserleitungen angeordnet sein. Beispielsweise kann die Rüttlereinheit 140 über eine Elektroleitung, die vom ersten Ende 111 des Silorohres 110 durch die Versorgungskanäle zur Rüttlereinheit 140 führt mit elektrischer Spannung versorgt werden. In einem Beispiel der Rüttleranordnung kann durch die Versorgungskanäle 125 und 126 oder durch eine Wasserleitung, die in den Versorgungskanälen 125 und 126 liegt, Wasser zum zweiten Ende 112 des Silorohres 110 geleitet werden. Die Rüttleranordnung kann außerdem für jeden Kanal 121, 122, 123 und 124 des Silorohres 110 separate Kompressoren zur Drucklufterzeugung aufweisen. Die Versorgungskanäle können um die Rüttlereinheit 140 angeordnet und gleichmäßig verteilt sein.
  • Die Versorgungskanäle 125 und 126 oder die Leitungen in den Versorgungskanälen 125 und 126 können im Bereich der Rüttlereinheit 140 in zumindest einen der Kanäle 121, 122, 123 und 124 des Silorohres 110 münden. Alternativ dazu können die Versorgungskanäle 125 und 126 oder die Leitungen in den Versorgungskanälen 125 und 127 auch im Bereich des ersten Endes 111 des Silorohres 110 in zumindest einen der Kanäle 121, 122, 123 und 124 des Silorohres 110 münden. Ferner ist es möglich, dass zumindest ein Teil der Versorgungskanäle 125 und 126 oder der Leitungen in den Versorgungskanälen 125 und 126 am zweiten Ende 112 des Silorohres 110 aus diesem herausführen. Darüber hinaus können die Versorgungskanäle 125 und 126 oder die Leitungen in den Versorgungskanälen 125 und 126 an mehreren Stellen in die Kanäle 121, 122, 123 und 124 des Silorohres 110 münden.
  • In Figur 4 ist eine Schnittansicht des Silorohres 110 dargestellt. Der Figur 4 kann entnommen werden, dass das Silorohr 110 vier Kanäle 121, 122, 123 und 124 aufweist. Die Kanäle 121, 122, 123 und 124 des Silorohres 110 können um die Rüttlereinheit 140 herumgeführt werden und die Rüttlereinheit 140 einschließen. Die Versorgungskanäle 125 und 126 können ebenfalls um die Rüttlereinheit 140 angeordnet sein. Über einen Versorgungskanal 127 kann die Rüttlereinheit 140 mit elektrischem Strom versorgt werden. Über den Versorgungskanal 125 wird Druckluft im Bereich einer Ebene 160 in den Kanal 121 eingeleitet. Außerdem kann im Bereich einer Ebene 161, die senkrecht zur Längsachse 101 des Silorohres 110 angeordnet ist Druckluft in den Kanal 121 eingeleitet werden. Das Silorohr 110 nach Figur 4 kann in einer Ebene, die senkrecht zur Längsachse 101 orientiert ist, einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Durch die kreisförmige Anordnung ist es möglich, mehrere Versorgungskanäle im Silorohr 110 unterzubringen. Im dargestellten Beispiel sind das die Versorgungskanäle 125, 126, 127, 128, 129, 171, 172, 173 und 174. Über die Versorgungskanäle 125, 126, 127, 128, 129, 171, 172, 173 und 174 kann beispielsweise Wasser in das Bohrloch geleitet werden.
  • Figur 5 zeigt eine Schnittansicht eines beispielhaften Silorohres 110 mit nur einem Kanal 121 und zwei Versorgungskanälen 125 und 126. Über den Versorgungskanal 126 kann die Rüttlereinheit 140 mit elektrischem Strom versorgt werden. Über den Versorgungskanal 125 wird Druckluft im Bereich einer Ebene 160 in den Kanal 121 eingeleitet. Außerdem kann im Bereich einer Ebene 161, die senkrecht zur Längsachse 101 des Silorohres 110 angeordnet ist Druckluft in den Kanal 121 eingeleitet werden. Es ist möglich zwischen einer Druckluftzuführung im Bereich der Ebene 160 und einer Druckluftzuführung im Bereich der Ebene 161 auszuwählen und sie unabhängig voneinander zu steuern.
  • Figur 6 zeigt eine Schnittansicht eines beispielhaften Silorohres 110 mit zwei Kanälen 123 und 124 und zwei Versorgungskanälen 125 und 126. Über den Versorgungskanal 127 kann die Rüttlereinheit 140 mit elektrischem Strom versorgt werden. Über die Versorgungskanäle 125 und 126 kann Druckluft im Bereich der Ebene 160 und/oder in der Ebene 161 in jeweils einen der Kanäle 123 und 124 eingeleitet werden. Die Kanäle 123 und 124 sind voneinander gasdicht getrennt und können von jeweils einem eigenen Kompressor und unabhängig voneinander mit Druckluft versorgt werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass beide Kanäle 123 und 124 mit dem gleichen Druck und dem gleichen Volumenstrom der Druckluft versorgt werden können. Ein Verstopfen eines einzelnen Kanals kann dadurch zuverlässig verhindert werden. Der Druck und der Volumenstrom der Druckluft können in beiden Kanälen 123 und 124 unterschiedlich sein. Alternativ dazu kann die Druckluftzufuhr zu den beiden Kanälen über einen gemeinsamen Kompressor erfolgen. In diesem Fall kann ein Ventil eingesetzt werden, dass den Druck und den Volumenstrom der Druckluft auf beide Kanäle, insbesondere gleichmäßig verteilt. Es soll verhindert werden, dass durch einen der beiden Kanäle 123 oder 124 wesentlich mehr Druckluft entweicht als über den anderen Kanal 123 oder 124.
  • Die im Zusammenhang mit den Figuren 1-6 beschriebene Rüttleranordnung kann zum Herstellen von Stopfsäulen eingesetzt werden. Zu diesem Zweck kann die Rüttleranordnung mit der Einfüllanordnung 150 an einem Kran oder einer anderen Hebeeinrichtung (nicht dargestellt) aufgehängt werden. Anschließend kann die Rüttleranordnung mit dem Kran an die gewünschte Position der Stopfsäule befördert werden. Die Rüttlereinheit 140 kann eingeschaltet werden und das zweite Ende 112 des Silorohres 110 mit dem Erdreich in Kontakt gebracht werden. Unter Einwirkung des Eigengewichts der Rüttleranordnung und der durch die Rüttlereinheit 140 erzeugten Schwingungen dringt das Silorohr 110 der Rüttleranordnung bis in eine vordefinierte Tiefe in das Erdreich ein und erzeugt dadurch ein Bohrloch (nicht dargestellt). Während des Eindringens des Silorohres 110 in das Erdreich kann am zweiten Ende 112 des Silorohres 110 Wasser ausgeblasen werden. Durch diese Maßnahme wird das zweite Ende 112 des Silorohres 110 gekühlt und das Bohrloch frei gehalten. Das Wasser kann auch zwischen dem Silorohr 110 und dem Erdreich und vom zweiten Ende 112 des Silorohres 110 in Richtung der Erdoberfläche abfließen. Dadurch kann die Reibung zwischen Silorohr 110 und dem Erdreich reduziert werden.
  • Sobald das Silorohr 110 bis in die vordefinierte Tiefe in das Erdreich eingedrungen ist, kann der Kran die Rüttleranordnung um eine vordefinierte Strecke aus dem Bohrloch heben und Material aus den Kanälen 121 und 122 des Silorohres 110 in das Bohrloch leiten. Das Material kann unter der Einwirkung von Gas, insbesondere von Druckluft aus den Kanälen 121 und 122 gefördert werden. In einem Beispiel wird in die Kanäle 121 und 122 im Bereich des ersten Endes 112 des Silorohres 110 über eine oder mehrere obere Druckluftzuführungen Druckluft eingeleitet. Die Anzahl der oberen Druckluftzuführungen kann in Abhängigkeit der Anzahl an Kanälen 121 und 122 im Silorohr 110 gewählt werden. Im Inneren der Kanäle 121 und 122 entsteht dadurch ein Überdruck, der dazu führt, dass das Material in den Kanälen 121 und 122 in das Bohrloch gedrückt wird. Gleichzeitig wird durch die Zuleitung von Druckluft in die Kanäle 121 und 122 ein Eindringen von Erdreich und Schlamm in die Kanäle 121 und 122 verhindert. Zusätzlich können im Bereich der Ebene 160, die sich zwischen der Rüttlereinheit 140 und dem ersten Ende des Silorohres 110 befindet eine oder mehrere untere Druckluftzuführungen (nicht dargestellt) in die Kanäle 121 und 122 des Silorohres 110 münden und Druckluft zumindest teilweise in die Kanäle 121 und 122 oder über die Kanäle 121 und 122 aus dem zweiten Ende 112 des Silorohres 110 heraus leiten. Die Ebene 160 kann senkrecht zur Längsachse 101 angeordnet sein. Die Anzahl der unteren Druckluftzuführungen kann in Abhängigkeit der Anzahl an Kanälen 121 und 122 im Silorohr 110 gewählt werden. Die Leitung oder der Versorgungskanal 125 oder 126, der im Bereich des zweiten Endes 112 Silorohres 110 Druckluft in die Kanäle 121 und 122 einleitet kann auch als Injektionsleitung bezeichnet werden.
  • Der Einsatz einer Injektionsleitung hat den Effekt, dass das Material aus den Kanälen 121 und 122 vom Luftstrom mitgerissen wird und ein Verkeilen der Materialteile aufgrund von Dilatanz vermieden oder abgeschwächt werden kann. Unter Dilatanz wird eine Zunahme des Volumens und damit eine Zunahme der Viskosität eines Granulats, wie Material verstanden. Die Dilatanz tritt bei dichtgelagertem granularem Material auf, auf das große Scherkräfte wirken. Dies ist der Fall, insofern das Material nur über die obere Druckluftzuführung aus den Kanälen 121 und 122 ausgeblasen wird. In der Folge kommt es zu einer Verstopfung der Kanäle 121 und 122 im Bereich des zweiten Endes 112 des Silorohres 110. Durch den zusätzlichen Einsatz der Injektionsleitung kann ein ungehindertes Ausleiten des Materials aus den Kanälen 121 und 122 in das Bohrloch gewährleistet werden. Der Druck und der Volumenstrom, der über die Injektionsleitung in die Kanäle 121 und 122 eingeleitet wird, kann gesteuert werden. In Abhängigkeit der Beschaffenheit des Materials kann der Druck und der Volumenstrom in der Injektionsleitung (untere Druckluftzuführung) geregelt werden. Zusätzlich können auch der Druck und der Volumenstrom der oberen Druckluftzuführung geregelt werden. Durch Zuführung von Druckluft über die obere Druckluftzuführung und/oder die untere Druckluftzuführung kann im Silorohr 110 ein Material-Luft-Gemisch entstehen. Durch die untere Druckluftzuführung kann der Anteil an Luft im Material-Luft-Gemisch gesteigert werden. In der Folge kommt es zu einer Auflockerung des Material-LuftGemisches, wodurch dessen Viskosität sinkt und das Material-Luft-Gemisch leichter aus dem Silorohr 110 ausgeleitet werden kann.
  • Nach dem Einleiten des Materials in das Bohrloch wird die Rüttleranordnung wieder um eine vordefinierte Strecke in das Bohrloch eingeführt und das eingeleitete Material dadurch seitlich in den Boden verstopft und verdichtet. Die beschriebenen Verfahrensschritte können sooft wiederholt werden bis die Stopfsäule im gewünschten Durchmesser fertiggestellt ist.
  • Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Rüttleranordnung gemäß eines weiteren Beispiels. Diese Rüttleranordnung umfasst ein Silorohr 510, eine Einfüllanordnung 550 zum Beschicken des Silorohrs 510 mit Material und eine Versorgungseinheit 520 zum Zuführen von Material in die Einfüllanordnung 550. Das Material kann beispielsweise Geröll, Sand, Kies oder ein Gemisch daraus sein. Das Silorohr 510 weist eine Längsachse 501 sowie ein erstes Ende 511 und ein zweites Ende 512 auf. Das Silorohr 510 und die Einfüllanordnung 550 der Rüttleranordnung können rotationssymmetrisch zur Längsachse 501 sein. Die Einfüllanordnung 550 mündet am ersten Ende 511 in das Silorohr 510 und kann Material aufnehmen und in das Silorohr 510 leiten. Die Versorgungseinheit 520 kann Material zur Einfüllanordnung 550 des Silorohres 510 fördern und einfüllen. Zu diesem Zweck kann die Versorgungseinheit 520 zumindest derart am Silorohr 510 oder an der Einfüllanordnung 550 angeordnet sein, dass sich die Versorgungseinheit 520 parallel zur Längsachse 501 des Silorohres 510 bewegen kann. Die Rüttleranordnung kann eine Rüttlereinheit 540 aufweisen, die im Bereich des zweiten Endes 517 und im Inneren des Silorohres 510 angebracht sein kann.
  • Das Silorohr 510 kann wenigstens zwei Kanälen 513, 514 aufweisen, wie dies anhand von den Figuren 1-6 erläutert wurde. Dies ist allerdings nur ein Beispiel. Das Silorohr 510 kann auch so ausgebildet sein, dass es nur einen oder mehrere Kanäle aufweist.
  • Die Rüttleranordnung kann einen Tragrahmen 560 aufweisen, der an einer Seite der Einfüllanordnung 550 angeordnet ist, die der ersten Seite des Silorohres 510 abgewandt ist. Über den Tragrahmen 560, kann die Rüttleranordnung an einem Kran aufgehängt werden. Der Tragrahmen 560 kann als Gitterrohrrahmen konstruiert sein und eine oder mehrere Seilwinden 530 und 531 aufweisen. Die Seilwinden 530 und 531 können in ihrer Position und ihrer Orientierung zum Tragrahmen 560 am Tragrahmen 560 befestigt sein und Seile 532 und 533 aufweisen, die mit einem Ende an der jeweiligen Seilwinde 530 und 531 und mit einem weiteren Ende an der Versorgungseinheit 520 befestigt sind.
  • Im Beispiel der Figur 7 weist die Rüttleranordnung zwei Seilwinden 530 und 531 mit den Seilen 532 und 533 auf. Die Seile 532 und 533 können jeweils über eine Umlenkrolle 534 (eine weitere Umlenkrolle, die für die Seilwinde 531 am Tragrahmen 560 befestigt ist, ist nicht dargestellt), die am Tragrahmen 560 befestigt ist, geführt werden. Darüber hinaus können die Seile 532 und 533 über weitere Umlenkrollen 535, 536, 538 und 539, die an der Versorgungseinheit 520 befestigt sind, geführt werden. Der Tragrahmen 560 und die Versorgungseinheit 520 können jeweils einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse 501 des Silorohres 510 aufweisen, Die Querschnitte des Tragrahmens 560 und der Versorgungseinheit 520 können von rechteckiger Form sein. Für eine möglichst stabile, insbesondere gegenüber der Längsachse 501 verdrehstabile Führung der Versorgungseinheit 520 am Silorohr 510 und an der Einfüllanordnung 530 können die Umlenkrollen 534, 535, 536, 538, 539 und die weitere Umlenkrolle möglichst weit entfernt von der Längsachse 501 des Silorohres am Tragrahmen 560 und an der Versorgungseinheit 520 angeordnet sein.
  • Die Seile 532 und 533 können von den Seilwinden 530 und 531 aufgewickelt oder abgewickelt werden. Unter der Voraussetzung, dass das Silorohr 510 annähernd senkrecht zum Erdreich steht, kann sich die Versorgungseinheit 520 beim Abwickeln der Seile 532 und 533 von den Seilwinden 530 und 531 entlang der Längsachse 501 des Silorohres 510 vom Tragrahmen 560 weg bewegen. Beim Aufwickeln gilt Umgekehrtes. Alternativ zu dem beschriebenen Seilwindenkonzept kann die Rüttleranordnung auch drei oder mehr Seilwinden aufweisen. In einem Beispiel kann die Rüttleranordnung vier Seilwinden aufweisen, wodurch ein Verkippen der Versorgungseinheit 520 auch ohne den Einsatz von Umlenkrollen gewährleistet werden kann. Die vier Seile der vier Seilwinden können an den Stellen direkt mit der Versorgungseinheit 520 mechanisch verbunden werden, an denen im vorherigen Beispiel die Umlenkrollen 535, 536, 538 und 539 montiert sind.
  • In einem Beispiel der Rüttleranordnung kann das Silorohr 510 der Rüttleranordnung durch das Silorohr 110 ersetzt werden, das im Zusammenhang mit den Figuren 1 ― 6 beschrieben wurde. Die Rüttleranordnung kann über eine Umlenkrolle 570 an einem Kran oder einem Bagger aufgehängt werden. Die Umlenkrolle 570 kann auch als Rollenkopf bezeichnet werden.
  • In Figur 8 ist eine beispielhafte Rüttleranordnung in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der Figur 8 kann entnommen werden, dass die Versorgungseinheit 520 ein Gitterrohrahmen sein kann, in dem ein oder mehrere Materialbehälter 521 oder 522 angeordnet sind. Die Versorgungseinheit 520 kann die Einfüllanordnung 550 der Rüttleranordnung umgeben und an dieser angeordnet sein. Die Versorgungseinheit 520 kann Führungselemente 523 aufweisen, die an einer Außenseite der Einfüllanordnung 550 anliegen und die Versorgungseinheit 520 an der Einfüllanordnung 550 führen. Die Einfüllanordnung 550 und das Silorohr 510 können senkrecht zur Längsachse 501 des Silorohres 510 unterschiedliche Querschnittsflächen und Querschnittsformen aufweisen. Beispielsweise kann das Silorohr 510 einen kreisrunden Querschnitt und die Einfüllanordnung 550 eine elliptische Form aufweisen.
  • Die Führungselemente 523 können so ausgeführt sein, dass sie sich an die unterschiedlichen Querschnitte anpassen können und die Versorgungseinheit 520 sowohl an der Einfüllanordnung 550 als auch am Silorohr 510 führen können. Beispielsweise können die Führungselemente 523 Rollen oder Kufen sein, die mit einer Feder senkrecht zur Längsachse 501 des Silorohres 510 gegen die Einfüllanordnung 550 oder das Silorohr 510 gedrückt werden. In einem Beispiel der Rüttleranordnung können die Führungselemente 523 auch derart ausgeführt sein, dass sich die Versorgungseinheit 520 nicht um die Längsachse 501 des Silorohres 510 verdrehen kann. Beispielsweise können die Führungselemente 523 ein Schienensystem aufweisen. Es ist auch möglich, dass sowohl das Silorohr 501 als auch die Versorgungseinheit 520 an einem Mäkler (nicht dargestellt) angeordnet und geführt ist.
  • In den Figuren 9 und 10 ist die Versorgungseinheit 520 im Schnitt dargestellt. Die Längsachse 501 kann im Betrieb der Rüttleranordnung parallel zu einer Wirkrichtung der Schwerkraft und/oder somit annähernd senkrecht zur Erdoberfläche stehen. Die beiden Materialbehälter 521 und 522 können bezogen auf die Längsachse 501 des Silorohres 510 auf gegenüberliegenden Seiten des Silorohres 510 angeordnet sein. Des weiteren kann durch die Ausgestaltung der beiden Materialbehälter 521 und 522 erreicht werden, dass das ihnen zugegebene Material in seiner Gewichtsverteilung zu ebenfalls annähernd gleichen Gewichtsteilen links und rechts von der Längsachse 501 liegt. Durch diese bezogen auf das Gewicht symmetrische Anordnung kann das Gewicht der Versorgungseinheit 520 so austariert werden, dass der Schwerpunkt der Versorgungseinheit 520 im Betrieb der Rüttleranordnung auf der Längsachse 501 des Silorohres 510 liegt und sich auch entlang dieser Längsachse 501 bewegt, sowohl im gefüllten als auch im leeren Zustand der Materialbehälter 521 und 522. Die Versorgungseinheit 520 überträgt dadurch kein Biegemoment auf das Silorohr 510 oder auf die Einfüllanordnung 550, welche zu einer zumindest unerwünschten aber oft auch unzulässigen Abweichung von der Vertikalität bei der Materialsäulenherstellung führen würden. Die Bauweise kann auch dafür sorgen, dass sich die Orientierung der Längsachse 501 in Bezug auf die Erdoberfläche auch unabhängig von einem Beladungszustand der Materialbehälter 521 und 522 nicht ändert. Die Materialbehälter 521 und 522 können auch durch einen als Integralbauteil ausgeführten Materialbehälter (nicht dargestellt) ersetzt werden. Die Ausführungen zu den Materialbehältern 521 und 522 gelten gleichermaßen für den Materialbehälter als Integralbauteil, der auch als Schütttrichter bezeichnet werden kann.
  • Den Figuren 9 und 10 ist darüber hinaus zu entnehmen, dass sich die Materialbehälter 521 und 522 in Richtung des Silorohres 510 verjüngen und in die Einfüllanordnung 550 münden können. In der Einfüllanordnung 550 ist für jeden Materialbehälter 521 und 522 ein Rohrstück 551 und 553 angeordnet, dass das Material vom Materialbehälter 521 und 522 zumindest in die Einfüllanordnung 550 oder in das Silorohr 510 leitet. An den Seiten der Rohrstücke 551 und 553, die dem Silorohr 510 zugewandt sind, kann jeweils ein Materialventil 552 oder 554 angeordnet sein, das den Zufluss von Material in das Silorohr 510 freigibt oder sperrt. Das Material in den Materialbehältern 521 und 522 kann über Verschlüsse, die in die Rohrstücke 551 und 553 münden, in die Einfüllanordnung 550 entleert werden. Die Verschlüsse können beispielsweise Klappverschlüsse, Kegelverschlüsse oder Schieberverschlüsse sein. Die Verschlüsse können sowohl aktive als auch passive Bauteile sein.
  • Die Figuren 11 und 12 zeigen eine beispielhafte Rüttleranordnung in einer perspektivischen Ansicht und in einer Draufsicht. Im dargestellten Beispiel weist das Silorohr 510 zwei Kanäle 521 und 522 auf, die sich entlang der Längsachse 501 des Silorohres 510 erstrecken und durch einen Steg 561 voneinander getrennt sind. Im Steg 561 und zwischen den beiden Kanälen 521 und 522 kann ein Versorgungskanal 525 angeordnet sein, der beispielsweise Druckluftleitungen, Wasserleitungen, Hydraulikleitungen oder Elektroleitungen aufnehmen kann. Der Versorgungskanal 525 kann auch für sich genommen eine Wasserleitung sein, die Wasser an das zweite Ende 512 des Silorohres 510 leitet.
  • In der beispielhaften Rüttleranordnung in Figur 12 ist zu sehen, dass die beiden Rohrstücke 551 und 553 versetzt zueinander im Silorohr 510 angeordnet sind. Diese Anordnung hat den Effekt, dass die Rohrstücke 551 und 553 weiter in das Innere des Silorohres 510 hineinragen können und dadurch das Befüllen des Silorohres 510 mit Material aus den Materialbehältern 521 und 522 erleichtert wird.
  • Im Betrieb der Rüttleranordnung kann das Silorohr 510 der Rüttleranordnung zumindest teilweise in das Erdreich eingedrungen sein. Bei der anschließenden Herstellung einer Stopfsäule wird über das Silorohr 510 Material in ein vom Silorohr 510 geformtes Bohrloch (nicht dargestellt) eingeleitet. Dazu wird die Versorgungseinheit 520 von den Seilwinden 530 und 531 entlang des Silorohres 510 bis zur Oberfläche des Erdreiches abgelassen. Die Seile 532 und 533 werden, während die Versorgungseinheit 520 auf dem Erdreich steht, von den Seilwinden 530 und 531 durch eine geringe Vorspannung straff gehalten.
  • Solange sich die Versorgungseinheit 520 auf dem Erdreich oder in der Nähe des Erdreiches befindet, können die Materialbehälter 521 und 522 beispielsweise durch einem Radlader mit Material befüllt werden. Bei einem Beispiel der Rüttleranordnung kann der Schütttrichter 610 derart ausgestaltet sein, dass er nur von einer Seite des Materialbehälters vollständig und ohne Einschränkung beladen werden kann. Gleiches gilt auch für eine beispielhafte Versorgungseinheit 520 mit zwei oder mehr Materialbehältern 521 und 522. In diesen Fällen können die Materialbehälter 521 und 522 derart ausgestaltet und miteinander mechanisch gekoppelt sein, dass von einer Seite der Versorgungseinheit 520 ausgehend alle Materialbehälter 521 und 522 der Versorgungseinheit 520 beladen werden können. Beispielsweise können die Materialbehälter 521 und 522 zu diesem Zweck trichterförmig ausgestaltet und über einen Kanal, der Material vom einen in den anderen Materialbehälter 521 und 522 leitet, miteinander verbunden sein.
  • Nachdem die Materialbehälter 521 und 522 beladen worden sind können sie von den Seilwinden 530 und 531 entlang des Silorohres 510 in Richtung des ersten Endes 511 des Silorohres 510 bis zur Einfüllanordnung 550 gezogen werden. Die Seilwinden 530 und 531 ziehen die Versorgungseinheit 520 exakt soweit zur Einfüllanordnung 550, dass die Materialbehälter 521 und 522 über die Verschlüsse in die Einfüllanordnung 550 entleert werden können. Über die Ventile 552 und 554 wird das Material dann zumindest teilweise in die Einfüllanordnung 550 oder in das Silorohr 510 geleitet. Nachdem das Material aus den Materialbehältern 521 und 522 zumindest teilweise in die Einfüllanordnung 550 oder in das Silorohr 510 geleitet worden ist, kann die Versorgungseinheit 520 von den Seilwinden 530 und 531 wieder in Richtung Boden bewegt werden. Dort können die Materialbehälter 521 und 522 erneut befüllt und zur Einfüllanordnung 550 der Rüttleranordnung befördert werden. Durch die auf der Rüttleranordnung montierten Seilwinden 530 und 531 kann die Rüttleranordnung unabhängig vom Befüllen der Materialbehälter 521 und 522 weiter in das Erdreich eindringen, das Bohrloch verfüllen oder das Material im Bohrloch verdichten. Dieser Vorgang kann so oft wiederholt werden, bis die Stopfsäule fertig verfüllt ist.
  • In einem Beispiel der Rüttleranordnung kann das Eintreiben des Silorohres 510, das Steuern der Seilwinden 530 und 531 und der Materialventile 552 und 554 von einer zumindest teilautomatisierten Steuerung (nicht dargestellt) übernommen werden. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Prozesses des Verfüllens des Bohrlochs und das Beschicken des Silorohres 510 mit Material gleichzeitig und ohne Koordinationsaufwand durch den Kranmaschinisten ablaufen können. Es ist dadurch möglich, größere Mengen an Material pro Zeiteinheit in das Silorohr 510 zu fördern als dies ohne eine solche Steuerung möglich wäre. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Prozesse des Verfüllens des Bohrlochs und das Beschicken des Silorohres 510 mit Material gleichzeitig ablaufen können.
  • Als Alternative zu den Seilwinden 530 und 531 kann die Versorgungseinheit 520 auch von einer weiteren Seilwinde entlang des Silorohres 510 bewegt werden. Diese Alternative kann auch als reitende Fahrweise der Versorgungseinheit 520 bezeichnet werden. Für eine verdrehsichere Anbringung und/ oder zur Seilführung beim Einsatz der weiteren Seilwinde kann die Rüttleranordnung über einen Doppelrollenkopf am Kran befestigt werden und elektronisch gesteuert werden. Die elektronische Steuerung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, dass eine Bewegung des Silorohres 510 in das Bohrloch hinein oder aus diesem heraus durch die weitere Seilwinde kompensiert wird. Ein Fahrer des Kranes kann die Rüttleranordnung über einfache Befehle komplett steuern. Ein manuelles und separates Steuern von Rüttler, Kran und Versorgungseinheit kann entfallen.
  • Beispielsweise kann die Versorgungseinheit 520 über die weitere Seilwinde so angesteuert werden, dass sich die Versorgungseinheit 520 nicht oder nur auf vordefinierte Weise relativ zum Silorohr 510 bewegt. Die Bewegungen des Silorohres 510 können mit den Bewegungen der Versorgungseinheit 520 synchronisiert sein. Bei dieser Alternative wird das Gewicht der Versorgungseinheit 520 durch die weitere Seilwinde aufgenommen. Die Versorgungseinheit 520 kann bei dieser Alternative nur ein sehr geringes bis gar kein Biegemoment auf zumindest das Silorohr 510 oder die Einfüllanordnung 550 übertragen werden. Der Schwerpunkt der Versorgungseinheit 520 kann deshalb auch außerhalb der Längsachse 501 liegen und sich außerhalb der Längsachse 501 bewegen ohne dass dabei ein nennenswertes Biegemoment auf Silorohr 510 oder Einfüllanordnung 550 entsteht.
  • In Figur 13 ist eine Oberseite einer beispielhaften Rüttleranordnung gezeigt, die die Umlenkrolle 570 sowie vier Seilwinden 571, 572, 573 und 574 aufweist. Über die Umlenkrolle 570 kann die Rüttleranordnung an einem Kran oder einem Bagger aufgehängt werden. Die in den Figuren 7 bis 12 dargestellten Rüttleranordnungen weisen jeweils zwei Seilwinden 530 und 531 auf, mit denen beispielsweise die Versorgungseinheit 520 entlang des Silorohres bewegt wird. Im Gegensatz dazu, weist die beispielhafte Rüttleranordnung in Figur 13 zusätzlich zwei weitere Seilwinden auf. Die dargestellten Seilwinden 571, 572, 573 und 574 werden zum Verfahren der Versorgungseinheit 520 verwendet. Die Seile der Seilwinden 571, 572, 573 und 574 können an den vier äußersten Ecken der Versorgungseinheit 520 befestigt sein um die Verdrehung der Versorgungseinheit um die Längsachse (in Fig. 13 nicht gezeigt) zu minimieren. Ein synchrones Auf- oder Abwickeln der Seilwinden 571, 572, 573 und 574 bewegt die Versorgungseinheit 520 entlang des Silorohres.
  • Figur 14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Schütttrichters 610. Der Schütttrichter 610 kann ein oder mehrere Materialgruben 621 und 622 sowie ein oder mehrere Führungsschienen 631 aufweisen. Durch die Führungsschienen kann der Schütttrichter 610 zumindest am Silorohr 510 oder an der Einfüllanordnung 550 geführt werden.
  • Die beiden Materialgruben 621 und 622 können parallel und mit einem vordefinierten Abstand zueinander angeordnet sein und flächensymmetrisch zueinander bezüglich einer vordefinierten Ebene sein. Jede der Materialgruben 621 und 622 kann eine erste Seitenfläche aufweisen, wobei die beiden ersten Seitenflächen echt parallel zueinander und auch parallel zur vordefinierten Ebene verlaufen. Die beiden Materialgruben 621 und 622 können über ein Ablaufblech 611 zu einem U-förmigen, insbesondere hufeisenförmigen Schütttrichter 610 mechanisch verbunden sein. Hierzu verbindet das Ablaufblech 611 die beiden ersten Enden der Materialgruben 621 und 622. Unter einem U-förmigen Schütttrichter 610 kann verstanden werden, dass dieser im eingebauten Zustand und während er sich zumindest entlang des Silorohres 510 oder der Einfüllanordnung 550 bewegt, zumindest das Silorohr 510 oder die Einfüllanordnung 550 U-förmig umgreift. Beispielsweise kann der U-förmige Schütttrichter 610 das Silorohr 510 oder die Einfüllanordnung 550 in einem Winkel von 160° bis 300°, einem Winkel von 160° bis 200° oder einem Winkel von ca. 180° umschließen. Gleiches gilt auch für einen hufeisenförmigen Schütttrichter.
  • Das Ablaufblech 611 kann in Form einer zweiseitigen Rampe ausgebildet sein. Jeweils eine Seite der zweiseitigen Rampe fällt in Richtung jeweils einer der Materialgruben 621 und 622 ab, sodass Material beim Einfüllen im Bereich des Ablaufbleches 611 auf die beiden Material gruben 621 und 622 verteilt wird. Die höchste Stelle der zweiseitigen Rampe kann in der vordefinierten Ebene liegen und dadurch gleichzeitig parallel zu den beiden Seitenflächen angeordnet sein.
  • Der Schütttrichter 610 kann darüber hinaus in der Versorgungseinheit 520 untergebracht oder direkt von den Seilwinden 530 und 531 angelenkt werden. Der Schütttrichter 610 kann über die Seilwinden 530 und 531 in gleicher Weise, wie bereits im Zusammenhang mit der Versorgungseinheit 520 beschrieben wurde, angelenkt und bewegt werden. Beispielsweise kann der Schütttrichter 610 über Umlenkrollen an zumindest vier seiner äußeren Ecken aufgehängt und mit den Seilwinden 530 und 531 an der Rüttleranordnung entlang bewegt werden. Die Materialgruben 621 und 622 sind derart angeordnet, dass sie im montierten Zustand des Schütttrichters 610 an der Rüttleranordnung auf gegenüberliegenden Seiten zumindest des Silorohres 510 oder der Einfüllanordnung 550 angeordnet sind.
  • Das Ablaufblech 611 kann zur erleichterten Befüllung des Schütttrichters 610 dienen. Das Ablaufblech 611 kann so gestaltet sein, dass eine gleichmäßige Befüllung des Schütttrichters 610 begünstigt wird und sich das Material beim Einfüllen in den Schütttrichter 610 gleichmäßig auf beide Materialgruben 621 und 622 verteilt. Desweitern kann die geometrische Form der Materialgruben 621 und 622 so ausgelegt sein, dass das Material sich weitgehend so ablagert, dass sein Schwerpunkt annähernd in der Achse 501 liegt.
  • Figur 15 zeigt den Schütttrichter 610 in einer weiteren perspektivischen Ansicht. Jede der Materialgruben 621 und 622 kann einen oder mehrere Verschlüsse 641 und 642 aufweisen. Im dargestellten Beispiel sind die beiden Verschlüsse 641 und 642 Klappenverschlüsse, wobei der Verschluss 641 in geöffnetem Zustand dargestellt ist. Darüber hinaus können auch andere Verschlusstypen wie beispielsweise Kegelverschlüsse oder Schieberverschlüsse vorgesehen werden. Die Verschlüsse können aktive oder passive Bauteile sein und auch als Ventile bezeichnet werden.
  • In einem Beispiel können die Verschlüsse 641 und 642 federbelastete Verschlüsse, insbesondere Klappenventile sein. Diese können so ausgeführt sein, dass sie im geschlossenen Zustand bereits in deren Öffnungsrichtung vorgespannt sind. Dazu können Federn eingesetzt werden, die beim Schließen der Verschlüsse 641 und 642 gespannt werden. Nachdem der Schütttrichter 610 eine vordefinierte Position im Bereich der Einfüllanordnung 550 erreicht hat, können die Verschlüsse 641 und 642 über einen geeigneten Entriegelungsmechanismus entriegelt werden. Durch die Kraftwirkung der Federn öffnen sich die Verschlüsse 641 und 642 selbstständig und das Material kann aus dem Schütttrichter 610 heraus und in die Einfüllanordnung 550 hineinfließen. Verlässt der Schütttrichter 610 wieder seine vordefinierte Position im Bereich der Einfüllanordnung 550 können die Verschlüsse 641 und 642 durch eine geeignete mechanische Vorrichtung wieder selbsttätig und unter Spannen der Federn geschlossen werden.
  • Figur 16 zeigt eine Schnittansicht einer Rüttleranordnung mit einem Silorohr 651 sowie einer Längsachse 650 des Silorohres 651. An einer ersten Seite des Silorohres 651 ist eine Einfüllanordnung 652 am Silorohr 651 angeordnet. Die Einfüllanordnung 652 verläuft parallel zur Längsachse 650. Die Rüttleranordnung kann auch eine der im Übrigen beschriebenen Rüttleranordnungen sein.
  • Im dargestellten Beispiel befindet sich ein Schütttrichter 653 in einer vordefinierten Position an der Einfüllanordnung 652, in der Material aus dem Schütttrichter 653 in die Einfüllanordnung 652 fließen kann. Diese Position kann als Einfüllposition bezeichnet werden. Der Schütttrichter 653 kann der bereits beschriebene Schütttrichter 610 sein. Das Material kann über zumindest ein Ventil 660 aus dem Schütttrichter 653 selbstständig in die Einfüllanordnung 652 fließen oder in diese hinein gefördert werden, wobei das Ventil 660 ein Schieberventil mit einer Schieberplatte 662 sein kann. Das Ventil 660 kann auch ein Guillotine-Ventil sein oder als solches bezeichnet werden, wobei das Funktionsprinzip des Ventils dem einer Guillotine ähnelt. Es kann an der Einfüllanordnung 652 oder am Schütttrichter 653 angebracht sein. Ist das Ventil 660 am Schüttrichter 653 angebracht, so bewegt es sich im Betrieb auch mit diesem parallel zur Längsachse 650.
  • In Figur 17 ist eine Detailansicht des Ventils 660 zu sehen. Die Darstellung zeigt das Ventil 660 in der Einfüllposition des Schütttrichters 653. Das Ventil 660 ist deshalb in geöffnetem Zustand dargestellt und Material kann aus dem Schütttrichter 653 in die Einfüllanordnung 652 fließen. Das Ventil 660 kann im geschlossenen Zustand durch die Wirkung einer Feder 663 in Schließrichtung vorgespannt sein. Die Schließrichtung verläuft im dargestellten Beispiel parallel zur Längsachse 650 und vom ersten Ende des Silorohres 651 weg. Die Feder 663 kann mit einem ersten Ende mit der Schieberplatte 662 und mit einem zweiten Ende mit dem Schütttrichter 653 verbunden sein. Die Feder 663 kann mit ihrem zweiten Ende am Schütttrichter 653 gelagert sein. Die Vorspannung durch die Feder 663 ermöglicht ein zuverlässiges Schließen des Ventils 660, sofern sich der Schüttrichter 653 nicht an der vordefinierten Einfüllposition befindet sondern beispielsweise entlang der Rüttleranordnung bewegt wird. Bewegt sich der Schüttrichter 653 vom Silorohr 651 kommend in Richtung der Einfüllposition, so liegt eine der Feder 663 gegenüberliegende Seite der Schieberplatte 662 als erstes an einem Anschlagpunkt 664 an der Einfüllanordnung 652 an. Bewegt sich der Schüttrichter 653 dann weiter in Richtung der Einfüllposition wird die Schieberplatte 662 entgegen der Kraftwirkung der Feder 663 gedrückt. Dadurch bewegt sich eine Öffnung 665 in der Schieberplatte 662 ebenfalls entgegen der Kraftwirkung der Feder 663 und eröffnet einen Durchgang für Material aus dem Schütttrichter 653 in die Einfüllanordnung 652. Wird der Schütttrichter 653 von der vordefinierten Einfüllposition weg bewegt so bewirkt die Kraftwirkung der Feder ein selbsttätiges Schließen des Durchgangs. Dies wird dadurch erreicht, dass sich die Öffnung 665 in ihre Ausgangsposition bewegt und die Schieberplatte 662 das Ausfließen des Materials aus dem Schütttrichter 653 verhindert. Gemäß einem in Figur 18 dargestellten Beispiel kann die Schieberplatte 662 auch über einen Linearantrieb 666 bewegt werden. Der Linearantrieb 666 kann ein hydraulischer, ein elektrischer oder ein pneumatischer Linearantrieb sein.
  • Ein Entleeren des Materials im Schütttrichter 653 in die Einfüllanordnung 652 erfolgt mechanisch und automatisiert durch Verfahren des Schütttrichters 653 in die vordefinierte Einfüllposition. Die Ventile 660 und 661 können im Aufbau und in ihrer Funktion identische Ventile sein und an gegenüberliegenden Seiten der Einfüllanordnung 652 angeordnet sein. Figur 19 illustriert eine beispielhafte Versorgungseinheit 700 mit einem Silorohr 701 und einem Schütttrichter 710. Der Schütttrichter 710 ist über ein Führungssystem 720 an dem Silorohr 701 geführt und über Seile 711 und 712 mit zumindest einer Seilwinde (nicht dargestellt) verbunden. Mithilfe der Seile 711 und 712 kann der Schütttrichter 710 entlang des Silorohres 701 bewegt werden. Beim Verfahren des Schütttrichters 710 kann das Führungssystem 720 ein Verkanten des Schütttrichters 710 gegenüber dem Silorohr 701 verhindern.
  • Der Schütttrichter 710 und das Führungssystem 720 können auch mit einem Gestell 730 verbunden sein. An der dem Schütttrichter 710 abgewandten Seite des Gestells 730 kann zumindest ein Federbein angebracht sein. Im dargestellten Beispiel sind vier Federbeine 740, 741, 742 und 743 gezeigt, die auf die Erdoberfläche beziehungsweise auf den zu bearbeitenden Untergrund gerichtet sind. Beim Verfahren des Schütttrichters 710 entlang des Silorohres 701 wird dieser, sofern er wieder befüllt werden muss, auf dem zu bearbeitenden Untergrund abgestellt. Die Federbeine 740, 741, 742 und 743 sollen ein Aufsetzen auf dem zu bearbeitenden Untergrund abfedern und damit die gesamte Rüttleranordnung und insbesondere den Schütttrichter 710 vor Beschädigungen schützen. Die Federbeine 740, 741, 742 und 743 können neben reinen Federbeinen auch Feder-Dämpferbeine sein, wodurch eine durch das Aufsetzen zusätzlich induzierte Schwingung gedämpft wird.
  • Figur 20 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht der Figur 19. Das Führungssystem 720 weist zwei Führungsarme 721 und 722 auf, die jeweils als doppelte Scherengestänge ausgeführt sein können. Die beiden Führungsarme 721 und 722 werden über Federn, hydraulische Linearantriebe oder einen Gasdruckdämpfer 723 aneinander gedrückt und umschließen so das Silorohr 701 jeweils halbseitig. Zwischen beiden Führungsarmen 721 und 722 befindet sich eine Öffnung 724, durch die das Silorohr 701 im geschlossenen Zustand der Führungsarme 721 und 722 hindurchragt. An jeweils der dem Silorohr 701 zugewandten Seite der Führungsarme 721 und 722 kann jeweils eine Führungsrolle 725 angebracht sein. Über diese Führungsrolle 725 können sich die Führungsarme 721 und 722 beim Verfahren des Schütttrichters 710 entlang einer Außenseite des Silorohres 701 abrollen. Die Führungsarme 721 und 722 können dadurch den Schütttrichter 710 verschleißarm am Silorohr 701 oder an einer am Silorohr 701 angefügten Einfüllanordnung 550 entlangführen.
  • In Figur 21 sind beispielhafte Verfahren zum Befüllen der Silorohre der beschriebenen Rüttleranordnungen dargestellt. Die Figuren 21a bis 21d zeigen Verfahrensschritte einer ersten Verfahrensvariante. Die dargestellte Rüttleranordnung weist ein Silorohr 810 sowie eine Versorgungseinheit 820 auf, wobei jeweils das Silorohr 810 über ein Seil 811 und auch die Versorgungseinheit 820 über ein Seil 821 separat mit einem Kran oder einem Bagger verbunden und an diesem aufgehängt sein kann. Hierzu kann am Kran oder Bagger sowohl für das Seil 811 als auch für das Seil 821 eine Seilwinde vorgesehen sein. Das aufgehängte Silorohr 810 wird dann auf einen zu bearbeitenden Untergrund 800 aufgesetzt und anschließend ein Bohrloch 801 in diesen eingebracht. In den Figuren 21a bis 21d wird das Silorohr 810 über das Seil 811 ständig auf und ab bewegt, während die Versorgungseinheit 820 davon unabhängig über das Seil 821 relativ zum Silorohr 810 bewegt werden kann. In Figur 21a wird die Versorgungseinheit 820 in Richtung des Untergrundes 800 abgelassen. Ist die Versorgungseinheit 820 am Untergrund 800 angelangt, so wird die Bewegung des Seils 821 gestoppt und die Versorgungseinheit 820 steht allein durch ihr Eigengewicht auf dem Untergrund 800. Die Versorgungseinheit 820 kann mit neuem Material befüllt werden. Figur 21c zeigt, wie die Versorgungseinheit 820 nach dem Befüllen über das Seil 821 wieder entlang des Silorohres 810 nach oben und vom Untergrund 800 weggezogen wird. In Figur 21d ist die Versorgungseinheit 820 an ihrer vordefinierten Einfüllposition am Silorohr 810 oder an der daran angefügten Einfüllanordnung angekommen. Das Seil 821 wird dabei derart bewegt, dass sich die Versorgungseinheit 820 synchron mit dem Silorohr 810 bewegt. Dadurch wird ein Gleichlauf zwischen Silorohr 810 und Versorgungseinheit 820 erreicht, der ein prozesssicheres Umfüllen des Materials aus der Versorgungseinheit 820 in das Silorohr 810 erlaubt.
  • Die Figuren 21e bis 21h zeigen Verfahrensschritte einer zweiten Verfahrensvariante. In diesem Beispiel ist das Silorohr 810 über ein Seil 811 an einem Bagger oder einem Kran aufgehängt. Das Silorohr 810 weist zudem einen Tragrahmen 830 auf, der mechanisch mit dem Silorohr 810 verbunden ist. Am Tragrahmen 830 ist die Versorgungseinheit 820 über zumindest ein Seil 821 befestigt. Über das Seil 821 kann die Versorgungseinheit 820 relativ zum Tragrahmen 830 und damit auch relativ zum Silorohr 810 bewegt werden. Dazu kann am oder im Tragrahmen 830 zumindest eine Seilwinde angebracht sein. In Figur 21e wird die Versorgungseinheit 820 in Richtung des Untergrundes 800 herabgelassen, währenddessen das Silorohr 810 über das Seil 811 auf und ab bewegt wird. In Figur 21f steht die Versorgungseinheit 820 auf dem Untergrund 800 während das Silorohr 810 auf und ab bewegt wird. Die Seile 821 der Versorgungseinheit 820 bewegen sich während diesem Verfahrensschritt antizyklisch zur Bewegung des Silorohres 810. Darunter kann verstanden werden, dass die Seile 821 in Richtung des Tragrahmens 830 aufgezogen werden während sich das Silorohr 810 in Richtung Untergrund 800 bewegt. Gleiches gilt auch umgekehrt. Bewegt sich das Silorohr 810 aus dem Bohrloch 801 heraus, so werden die Seile 821 vom Tragrahmen aus in Richtung Untergrund abgerollt. Die Seilwinde an Kran oder Bagger bewegt das Seil 811 in diesem Zustand immer entgegen der Bewegungsrichtung des Seils 821. In Figur 21g bewegt sich das Silorohr 810 weiterhin auf und ab, wohingegen die Versorgungseinheit 820 über die Seile 821 vom Untergrund 800 weg gehoben wird. In Figur 21h ist die Versorgungseinheit 820 an ihrer vordefinierten Einfüllposition am Silorohr 810 oder an der daran angefügten Einfüllanordnung angekommen. Die Bewegung des Seils 821 wird gestoppt und die Versorgungseinheit 820 bewegt sich daraufhin synchron mit dem Silorohr 810. Dadurch wird ein Gleichlauf zwischen Silorohr 810 und Versorgungseinheit 820 erreicht, der ein prozesssicheres Umfüllen des Materials aus der Versorgungseinheit 820 in das Silorohr 810 erlaubt. Auch während des Umfüllens wird das Silorohr 810 im Bohrloch auf und ab bewegt.
  • Beispiele der beschriebenen Rüttleranordnungen sind im Folgenden aufgeführt.
    • Beispiel 1. Rüttleranordnung, die aufweist: ein Silorohr mit einer Längsachse sowie einem ersten Ende und einem zweiten Ende; eine Rüttlereinheit, die mechanisch mit dem Silorohr gekoppelt ist, und eine Einfüllanordnung, die am ersten Ende in das Silorohr mündet und dazu ausgebildet ist, Material aufzunehmen und in das Silorohr zu leiten, wobei das Silorohr vom ersten Ende bis zum zweiten Ende und parallel zur Längsachse wenigstens zwei getrennte Kanäle aufweist.
    • Beispiel 2. Rüttleranordnung nach Beispiel 1, bei dem das Silorohr zumindest zwei Versorgungskanäle aufweist, die in jeweils einen der Kanäle münden und dazu ausgebildet sind, Druckluft in die Kanäle einzuleiten.
    • Beispiel 3. Rüttleranordnung nach Beispiel 2, bei der Druck und Volumenstrom der eingeleiteten Druckluft für jeden Kanal separat gesteuert werden kann.
    • Beispiel 4. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 1 bis 3, bei dem das Silorohr drei oder mehr Kanäle aufweist.
    • Beispiel 5. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 1 bis 4, bei der die wenigstens zwei Kanäle gasdicht voneinander getrennt sind.
    • Beispiel 6. Rüttleranordnung nach einem der vorangehenden Beispiele, bei der die Kanäle durch einen oder mehrere Stege voneinander getrennt sind.
    • Beispiel 7. Rüttleranordnung nach einem der vorangehenden Beispiele, bei der die Einfüllanordnung wenigstens zwei Kammern aufweist, von denen jede jeweils in einen der wenigstens zwei Kanäle mündet.
    • Beispiel 8. Rüttleranordnung nach Beispiel 7, bei der jede der wenigstens zwei Kammern wenigstens zwei Ventile aufweist.
    • Beispiel 9. Rüttleranordnung nach einem der vorangehenden Beispiele, die weiterhin aufweist: wenigstens eine obere Druckluftzuführung, die im Bereich des ersten Endes des Silorohrs in einen der wenigstens zwei Kanäle mündet und dazu ausgebildet ist, Druckluft in das Innere des einen Kanals zu leiten.
    • Beispiel 10. Rüttleranordnung nach Beispiel 9, die eine der Anzahl der Kanäle entsprechende Anzahl von oberen Druckluftzuführungen aufweist, wobei jede der oberen Druckluftzuführungen im Bereich des ersten Endes des Silorohrs in jeweils einen der wenigstens zwei Kanäle mündet.
    • Beispiel 11. Rüttleranordnung nach einem der vorangehenden Beispiele, die weiterhin aufweist: wenigstens eine untere Druckluftzuführung, die im Bereich einer Ebene des Silorohrs in einen der wenigstens zwei Kanäle mündet und dazu ausgebildet ist, Druckluft in das Innere des einen Kanals zu leiten.
    • Beispiel 12. Rüttleranordnung nach Beispiel 11, die eine der Anzahl der Kanäle entsprechende Anzahl von unteren Druckluftzuführungen aufweist, wobei jede der unteren Druckluftzuführungen im Bereich des zweiten Endes des Silorohrs in jeweils einen der wenigstens zwei Kanäle mündet.
    • Beispiel 13. Rüttleranordnung nach einem der vorangehenden Beispiele, bei der das Silorohr wenigstens einen Versorgungskanal aufweist, der parallel zur Längsachse und im Inneren des Silorohres verläuft.
    • Beispiel 14. Rüttleranordnung nach Beispiel 13, bei der der wenigstens eine Versorgungskanal dazu ausgebildet ist, zumindest eine Druckluftleitung oder eine Elektroleitung aufzunehmen.
    • Beispiel 15. Rüttleranordnung nach einem der vorangehenden Beispiele, bei der die Rüttlereinheit am zweiten Ende des Silorohres angebracht ist.
    • Beispiel 16. Rüttleranordnung nach einem der vorangehenden Beispiele, bei der die wenigstens zwei Kanäle des Silorohres in einer Querschnittsebene, die senkrecht zur Längsachse des Silorohres verläuft, wenigstens annäherungsweise gleiche Flächeninhalte aufweisen.
    • Beispiel 17. Rüttleranordnung, die aufweist: ein Silorohr mit einer Längsachse sowie einem ersten Ende und einem zweiten Ende; eine Rüttlereinheit, die mechanisch mit dem Silorohr gekoppelt ist; eine Einfüllanordnung, die am ersten Ende in das Silorohr mündet und dazu ausgebildet ist, Material aufzunehmen und in das Silorohr zu leiten, und eine Versorgungseinheit, die dazu ausgebildet ist, Material in die Einfüllanordnung der Rüttleranordnung zu fördern, wobei die Versorgungseinheit zumindest derart am Silorohr oder an der Einfüllanordnung angeordnet ist, dass sie sich parallel zur Längsachse des Silorohres bewegen kann.
    • Beispiel 18. Rüttleranordnung nach Beispiel 17, bei der die Versorgungseinheit zumindest derart am Silorohr oder an der Einfüllanordnung angeordnet ist, dass sich der Schwerpunkt der Versorgungseinheit entlang der Längsachse des Silorohres bewegt.
    • Beispiel 19. Rüttleranordnung nach Beispiel 17 oder 18, die weiterhin aufweist: Führungselemente, die die Versorgungseinheit zumindest an der Einfüllanordnung oder am Silorohr führen.
    • Beispiel 20. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 17 oder 19, bei der die Versorgungseinheit zumindest einen Materialbehälter aufweist der dazu ausgebildet ist, Material aufzunehmen und in die Einfüllanordnung abzugeben.
    • Beispiel 21. Rüttleranordnung nach Beispiel 20, bei der der zumindest eine Materialbehälter ein Schütttrichter ist.
    • Beispiel 22. Rüttleranordnung nach Beispiel 21, bei der der Schütttrichter zwei zueinander flächensymmetrische Materialgruben aufweist, die so ausgebildet sind, dass sich eingefülltes Material auf beide Materialgruben gleichmäßig verteilt und der Schwerpunkt der Versorgungseinheit auch in einem befüllten Zustand mit der Längsachse zusammenfällt.
    • Beispiel 23. Rüttleranordnung nach Beispiel 22, bei der die Materialgruben über ein Ablaufblech miteinander verbunden sind.
    • Beispiel 24. Rüttleranordnung nach Beispiele 23, bei der die Materialgruben zusammen mit dem Ablaufblech einen u-förmigen Schütttrichter bilden.
    • Beispiel 25. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 21 bis 24, bei der der Schütttrichter dazu ausgebildet ist, das Silorohr oder die Einfüllanordnung u-förmig oder hufeisenförmig zu umschließen.
    • Beispiel 26. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 21 bis 25, bei der der Schütttrichter über ein Gestell mit einem Federbein mechanisch verbunden ist und dazu ausgebildet ist, ein Aufsetzen der Versorgungseinheit auf einen zu bearbeitenden Untergrund abzufedern.
    • Beispiel 27. Rüttleranordnung nach Beispiel 26, bei der das Federbein zusätzlich einen Dämpfer aufweist.
    • Beispiel 28. Rüttleranordnung nach Beispiel 27, bei dem die Versorgungseinheit zwei Führungsarme aufweist, die das Silorohr jeweils halbseitig umschließen und dazu ausgebildet sind, die Versorgungseinheit am Silorohr zu führen.
    • Beispiel 29. Rüttleranordnungen nach Beispiel 28, bei der die beiden Führungsarme Scherengestänge mit Gasdruckdämpfern sind, die dazu ausgebildet sind, die Führungsarme in Richtung des Silorohres zu drücken.
    • Beispiel 30. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 17 bis 29, bei der die Materialbehälter einen Verschluss aufweist, über den das Material zumindest teilweise in die Einfüllanordnung oder das Silorohr entleert werden kann.
    • Beispiel 31. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 17 bis 30, bei der der Schütttrichter einen Verschluss aufweist, über den das Material zumindest teilweise in die Einfüllanordnung oder das Silorohr entleert werden kann.
    • Beispiel 32. Rüttleranordnung nach Beispiel 29 oder 31, bei der die Verschlüsse Klappenventile oder Schieberventile sind.
    • Beispiel 33. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 29 bis 32, bei dem die Verschlüsse im geschlossenen Zustand in Schließrichtung oder in Öffnungsrichtung durch Kraftwirkung einer Feder vorgespannt sind.
    • Beispiel 34. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 29 bis 32, bei der die Verschlüsse mit einem hydraulischen, elektrischen oder pneumatischen Linearantrieb verbunden sind, der dazu ausgebildet ist, die Verschlüsse zu öffnen und zu schließen.
    • Beispiel 35. Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 17 bis 34, die einen Tragrahmen aufweist, der mit der Einfüllanordnung mechanisch verbunden ist und der Tragrahmen wenigstens eine Seilwinde aufweist.
    • Beispiel 36. Rüttleranordnung nach Beispiel 35, bei der die Versorgungseinheit über die Seilwinde oder das Seil der Seilwinde zumindest mit dem Tragrahmen oder der Einfüllanordnung verbunden ist.
    • Beispiel 37. Verfahren zum Betrieb einer Rüttleranordnung nach einem der Beispiele 17 bis 36, das folgende Schritte aufweist: Aufsetzen des Silorohres auf einen Untergrund; Herstellen eines Bohrloches durch zyklisches auf und ab bewegen des Silorohres zumindest auf dem Untergrund oder im Bohrloch; Versorgen des Silorohres mit Material zum Verfüllen des Bohrloches durch die Versorgungseinheit, wobei die Bewegungen der Versorgungseinheit entlang des Silorohres unabhängig von den Bewegungen des Silorohres gesteuert werden.

Claims (20)

  1. Rüttleranordnung, die aufweist:
    ein Silorohr (510) mit einer Längsachse (501) sowie einem ersten (511) Ende und einem zweiten Ende (512);
    eine Rüttlereinheit (540), die mechanisch mit dem Silorohr (510) gekoppelt ist;
    eine Einfüllanordnung (550), die am ersten Ende (511) in das Silorohr (510) mündet und dazu ausgebildet ist, Material aufzunehmen und in das Silorohr (510) zu leiten, und
    eine Versorgungseinheit (520), die dazu ausgebildet ist, Material in die Einfüllanordnung (550) der Rüttleranordnung zu fördern, wobei
    die Versorgungseinheit (520) zumindest derart am Silorohr (510) oder an der Einfüllanordnung (550) angeordnet ist, dass sie sich parallel zur Längsachse (501) des Silorohres (510) bewegen kann.
  2. Rüttleranordnung nach Anspruch 1, bei der die Versorgungseinheit (520) zumindest derart am Silorohr (510) oder an der Einfüllanordnung (550) angeordnet ist, dass sich der Schwerpunkt der Versorgungseinheit (520) entlang der Längsachse (501) des Silorohres (510) bewegt.
  3. Rüttleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, die weiterhin aufweist:
    Führungselemente (523), die die Versorgungseinheit (520) zumindest an der Einfüllanordnung (550) oder am Silorohr (510) führen.
  4. Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Versorgungseinheit (520) zumindest einen Materialbehälter (521; 522) aufweist der dazu ausgebildet ist, Material aufzunehmen und in die Einfüllanordnung (550) abzugeben.
  5. Rüttleranordnung nach Anspruch 4, bei der der zumindest eine Materialbehälter (521; 522) ein Schütttrichter (610; 653) ist.
  6. Rüttleranordnung nach Anspruch 5, bei der der Schütttrichter (610; 653) zwei zueinander flächensymmetrische Materialgruben (621; 622) aufweist, die so ausgebildet sind, dass sich eingefülltes Material auf beide Materialgruben (621; 622) gleichmäßig verteilt und der Schwerpunkt der Versorgungseinheit (520) auch in einem befüllten Zustand mit der Längsachse (501) zusammenfällt.
  7. Rüttleranordnung nach Anspruch 6, bei der die Materialgruben (621; 622) über ein Ablaufblech (611) miteinander verbunden sind.
  8. Rüttleranordnung nach Anspruch 7, bei der die Materialgruben (621; 622) zusammen mit dem Ablaufblech (611) einen u-förmigen Schütttrichter (610; 653) bilden.
  9. Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der der Schütttrichter (610; 650) dazu ausgebildet ist, das Silorohr (510) oder die Einfüllanordnung (550) u-förmig oder hufeisenförmig zu umschließen.
  10. Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei der der Schütttrichter (610; 653) über ein Gestell (730) mit einem Federbein (740; 741; 742; 743) mechanisch verbunden ist und dazu ausgebildet ist, ein Aufsetzen der Versorgungseinheit (520) auf einen zu bearbeitenden Untergrund abzufedern.
  11. Rüttleranordnung nach Anspruch 10, bei dem die Versorgungseinheit (520) zwei Führungsarme aufweist, die das Silorohr jeweils halbseitig umschließen und dazu ausgebildet sind, die Versorgungseinheit (520) am Silorohr zu führen.
  12. Rüttleranordnung nach Anspruch 11, bei der die beiden Führungsarme Scherengestänge mit Gasdruckdämpfern sind, die dazu ausgebildet sind, die Führungsarme in Richtung des Silorohres zu drücken.
  13. Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die Materialbehälter (521; 522) einen Verschluss aufweist, über den das Material zumindest teilweise in die Einfüllanordnung (550) oder das Silorohr (510) entleert werden kann.
  14. Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der der Schütttrichter (610; 653) einen Verschluss aufweist, über den das Material zumindest teilweise in die Einfüllanordnung (550) oder das Silorohr (510) entleert werden kann.
  15. Rüttleranordnung nach Anspruch 13 oder 14, bei der die Verschlüsse Klappenventile (641; 642) oder Schieberventile (660; 661) sind.
  16. Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem die Verschlüsse im geschlossenen Zustand in Schließrichtung oder in Öffnungsrichtung durch Kraftwirkung einer Feder (663) vorgespannt sind.
  17. Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der die Verschlüsse mit einem hydraulischen, elektrischen oder pneumatischen Linearantrieb (666) verbunden sind, der dazu ausgebildet ist, die Verschlüsse zu öffnen und zu schließen.
  18. Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, die einen Tragrahmen (560) aufweist, der mit der Einfüllanordnung (550) mechanisch verbunden ist und der Tragrahmen (560) wenigstens eine Seilwinde (530; 531) aufweist.
  19. Rüttleranordnung nach Anspruch 18, bei der die Versorgungseinheit (520) zumindest mit dem Tragrahmen (560) oder der Einfüllanordnung (550) über die Seilwinde (530; 531) verbunden ist.
  20. Verfahren zum Betrieb einer Rüttleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, das folgende Schritte aufweist:
    Aufsetzen des Silorohres (810) auf einen Untergrund (800);
    Herstellen eines Bohrloches durch zyklisches auf und ab bewegen des Silorohres (810) zumindest auf dem Untergrund (800) oder im Bohrloch;
    Versorgen des Silorohres (810) durch die Versorgungseinheit (520; 820) mit Material zum Verfüllen des Bohrloches , wobei
    die Bewegungen der Versorgungseinheit (520; 820) entlang des Silorohres (810) unabhängig von den Bewegungen des Silorohres (810) gesteuert werden.
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