DE102010047915A1

DE102010047915A1 - Stampfwerkzeug

Info

Publication number: DE102010047915A1
Application number: DE201010047915
Authority: DE
Inventors: Mario Schliefke
Original assignee: Sat & Co KG GmbH
Current assignee: Sat & Co KG GmbH
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2012-04-12
Also published as: WO2012059093A2; WO2012059093A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stampfwerkzeug bestehend aus einem Stampfkopf und einem in diesen eingesteckten Schaft. Der Einsatz derartiger Stampfwerkzeuge erfolgt vorzugsweise zum Verdichten von in loser Schüttung vorliegenden Materialen, wie Schotter, Abfall oder Papier- und Verpackungsmaterialien. Ein Hauptanwendungsgebiet solcher Stampfwerkzeuge ist das Herstellen von Gründungssäulen, z. B. aus Schotter, zum Verbessern der Tragfähigkeit von weichen Böden bei der Gründung von Fundamenten, beim Herstellen von Bodenplatten, Stützenwänden, Dämmen und Verkehrsflächen. Beim Stampfvorgang kommt oft zu einem Bruch des Schaftes im Bereich des Stampfkopfes. Der Schaft kann durch Wiederherstellen eines konischen Endes mehrfach wiederverwendet werden. Ein Wiederverwenden des Stampfkopfes scheidet jedoch aus, da sich das abgebrochene Ende des Schaftes unlösbar mit dem Stampfkopf verschweißt hat. Um ein Verschweißen der beiden Teile zu verhindern, ist erfindungsgemäß im Stampfkopf eine die Flächenpressung verringernde Opferbuchse eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stampfwerkzeug bestehend aus einem Stampfkopf und einem in diesen eingesteckten Schaft. Der Einsatz derartiger Stampfwerkzeuge erfolgt vorzugsweise zum Verdichten von in loser Schüttung vorliegenden Materialen, wie Schotter, Abfall oder Papier- und Verpackungsmaterialien.
Ein Hauptanwendungsgebiet ist das Herstellen von Gründungssäulen, z. B. aus Schotter, zum Verbessern der Tragfähigkeit von weichen Böden bei der Gründung von Fundamenten, beim Herstellen von Bodenplatten, Stützenwänden, Dämmen und Verkehrsflächen.
Stand der Technik
Die Darstellung des Standes der Technik betrifft daher ein Stampfwerkzeug zum Herstellen von Gründungssäulen. Zum Herstellen dieser Gründungssäulen erfolgt ein Ausbohren des Bodens. Die konkrete Bohrtiefe wird unter anderem in Abhängigkeit von der jeweiligen Bodenbeschaffenheit festgelegt. In das hergestellte Bohrloch wird in loser Schüttung gebrochener Naturstein oder Betonbruch in einer Schütthöhe von ca. 0,4 m eingebracht. Diese Schüttung wir durch das wiederholte Einwirken eines Stampfwerkzeuges vertikal verdichtet. Durch die konische Form des eigentlichen Stampfkopfes wird das Material der Schüttung auch horizontal in den umgebenden Boden gepresst, es kommt zu einer Bodenverdichtung. Nach erfolgter Verdichtung wird eine weitere Schüttung eingebracht und durch wiederholtes Einwirken des Stampfwerkzeuges verdichtet. Der Vorgang wird so oft wiederholt, bis die Ausbohrung in der erforderlichen Höhe verfüllt ist.
Dieses Verfahren sowie eine entsprechende Stampfvorrichtung sind unter anderem aus der DE 692 15 811 T2 bekannt. Danach weist das Stampfwerkzeug einen vertikal kraftbeaufschlagbaren Schaft auf, an dessen unterem Ende ein tellerförmiger Stampfkopf angeordnet ist. Der Stampfkopf verläuft dabei nach unten konisch.
Die Verbindung von Stampfkopf und Schaft ist durch Einpressen des konisch ausgebildeten unteren Endes des Schaftes in eine in axialer Richtung im Stampfkopf angeordnete Öffnung realisiert. Diese Öffnung ist korrespondierend konisch zum unteren Ende des Schaftes ausgebildet.
Beim Stampfvorgang wird der Schaft durch sich aufbauende Querschwingungen enorm belastet. Durch die an der Verbindungsstelle von Stampfkopf und Schaft auftretenden Scherkräfte kommt es in diesem Bereich wiederholt zu einem Bruch des Schaftes. Der Schaft kann durch Wiederherstellen eines konischen Endes mehrfach wiederverwendet werden.
Ein Wiederverwenden des Stampfkopfes scheidet jedoch aus, da das abgebrochene Ende des Schaftes unlösbar mit dem Stampfkopf verbunden ist. Dies folgt daraus, weil durch den Krafteintrag in den Schaft an den konischen Berührungsflächen von Stampfkopf und Schaft eine hohe Flächenpressung auftritt. Als Ergebnis dieser Flächenpressung kommt es zu einem unlösbaren Verschweißen beider Bauteile.
Aufgabenstellung
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein aus Stampfkopf und Schaft bestehendes Stampfwerkzeug zu schaffen, bei welchem nach einem Bruch des Schaftes der Schaft und der Stampfkopf wiederverwendet werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Stampfwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass durch die Verwendung einer so genannten Opferbuchse die Flächenpressung am Innenkonus des Stampfkopfes so weit verringert wird, dass es zu keinem Verschweißen mit einem darin befindlichen Außenkonus mehr kommt. Die Verringerung der Flächenpressung wird, bei Beibehaltung des Schaftdurchmessers, durch die Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Stampfkopf und Opferbuchse gegenüber einer direkten Verbindung von Stampfkopf und Schaft erreicht.
Das abgebrochene Reststück des Schaftes kann sich jetzt zwar im Innenkonus der Opferbuchse verschweißen, es lässt sich aber zusammen mit der Opferbuchse problemlos aus dem Stampfkopf lösen. Somit kann der Stampfkopf ohne Nachbearbeitung wiederverwendet werden. Ein Vorhalten von Ersatzstampfköpfen erübrigt sich. Gegenüber dem Stand der Technik wird trotz der Mehrkosten für die Opferbuchse eine erhebliche Kosteneinsparung erreicht.
Die Lösbarkeit der Opferbuchse vom Stampfkopf kann durch die Verwendung eines höher legierten Stahls für die Opferbuchse verbessert werden, indem die Opferbuchse an ihrem Außenkonus durch eine entsprechende metallurgische Wärmebehandlung mit vorteilhaften elastischen Eigenschaften versehen wird. Auch die Ausbildung des Schaftes als Schmiedeteil ist diesbezüglich aufgrund der erhöhten Zähigkeit des Materials von Vorteil.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 einen Stampfkopf und einen Schaft nach dem Stand der Technik
2 einen Stampfkopf mit eingesetztem Schaft nach dem Stand der Technik
3 einen Stampfkopf mit gebrochenem Schaft nach dem Stand der Technik
4 einen Stampfkopf mit Opferbuchse und einen Schaft
5 einen Stampfkopf mit in eingesetztem Schaft
6 einen Stampfkopf mit abgebrochenem Schaftende
7 einen Stampfkopf mit entfernter Opferbuchse
Das Stampfwerkzeug gemäß dem Stand der Technik weist einen Stampfkopf mit in axialer Richtung verlaufendem Innenkonus auf, in welchen der korrespondierende Außenkonus eines Schaftes eingesetzt ist (1 u. 2). 3 zeigt das Stampfwerkzeug mit einem gebrochenen Schaftende, wobei dieses im Stampfwerkzeug verblieben ist. Ein Entfernen dieses konischen Reststückes ist unmöglich, da es sich auf Grund der hohen Flächenpressung mit dem Stampfkopf verschweißt hat.
Bei dem erfindungsgemäßen Stampfwerkzeug gemäß 4 weist der Stampfkopf 1 einen gegenüber dem Stand der Technik deutlich aufgeweiteten Innenkonus 8 auf, in welchen die Opferbuchse 2 eingesetzt ist. In der Opferbuchse 2 ist ein mit dem Außenkonus 5 des Schaftes 4 korrespondierender Innenkonus 3 ausgebildet.
5 zeigt das Stampfwerkzeug mit in die Opferbuchse 2 eingesetztem Schaft 4.
Bei einem durch die Stampfbewegungen hervorgerufenen Bruch des Schaftes 4 verbleibt das abgebrochene konische Schaftende 6 unlösbar verschweißt in der Opferbuchse 2 (6). Durch die vergrößerte Mantelfläche am Außenkonus 7 der Opferbuchse 2 wirkt zwischen der Opferbuchse 2 und dem Innenkonus 8 des Stampfkopfes 1 eine geringere Flächenpressung als bei einer direkten Verbindung zwischen dem Stampfkopf 1 und dem Schaft 4. Diese verringerte Flächenpressung bewirkt, dass es zu keinem Verschweißen des Stampfkopfes 1 mit der Opferbuchse 2 kommt.
Die Opferbuchse 2 kann mit dem darin verschweißten abgebrochenen Schaftende 6 aus dem Stampfkopf 1 entfernt werden (7). Durch Einsetzen einer neuen Opferbuchse 2 ist der Stampfkopf 1 beliebig oft wiederverwendbar. Durch Anarbeiten eines neuen Außenkonus 5 am Schaft 4 kann dieser mehrfach verwendet werden.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Opferbuchse 2 aus einem höher legierten Stahl gefertigt. Durch eine entsprechende metallurgische Wärmebehandlung ist die Opferbuchse 2 an ihrem Außenkonus 7 mit solchen elastischen Eigenschaften versehen, die ein Lösen vom Stampfkopf 1 unterstützen.
Bezugszeichenliste

1: Stampfkopf
2: Opferbuchse
3: Innenkonus
4: Schaft
5: Außenkonus
6: Schaftende
7: Außenkonus
8: Innenkonus

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 69215811 T2 [0004]

Claims

Stampfwerkzeug, bestehend aus einem Stampfkopf (1) und einem darin mit seinem konischen Ende befestigten Schaft (4), dadurch gekennzeichnet, dass im Stampfkopf (1) eine mit einem Außenkonus (7) versehene Opferbuchse (2) angeordnet ist, in welcher in einem Innenkonus (3) das mit einem Außenkonus (5) versehene Ende des Schaftes (4) angeordnet ist.
Stampfwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferbuchse (2) aus einem höher legierten Stahl besteht.
Stampfwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferbuchse (2) durch eine metallurgische Wärmebehandlung an ihrem Außenkonus 7 die Lösbarkeit aus dem Stampfkopf (1) unterstützende elastische Eigenschaften aufweist.