DE2846442A1

DE2846442A1 - Verfahren und vorrichtung zum schaffen von insbesondere lotrechten bodenloechern

Info

Publication number: DE2846442A1
Application number: DE19782846442
Authority: DE
Inventors: Robert Augier
Original assignee: SARET
Current assignee: SARET
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1979-05-03
Also published as: FR2407296A1; NL171078C; BE871616A; RO79616A; GB2007742A; FR2407296B1; PT68698A; IT1099974B; DD139734A5; LU80420A1; GB2007742B; EG13510A; GR65353B; HU180953B; CA1116879A; YU39569B; BG30178A3; YU251078A; NL7810756A; NL171078B

Description

Patentanwalt
ÄStuttgartN. Menzsfstraae 40 - 7 -

2846U2

Societe Anonyme de Recherche α J>6 304- -whw

et d'Etudes Techniques ^

Route de Carpentras
F-84130 Le Pontet / Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zum Schaffen von insbesondere lotrechten Bodenlöchern

Die Erfindung betrifft ein Vorfahren zum Schaffen von insbesondere lotrechten Bodenlöchern, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das Einsetzen von Pfosten, rfählen oder dergleichen ist eine insbesondere in der Landwirtschaft häufig vorkommende

.manuell

Arbeit und es verlangt insbesondere dann, wenn'viele Pfähle, wie beispielsweise beim Anlegen von Rebkulturen zu setzen sind, einen sehr großen Zeitaufwand. Es ist deshalb üblich, Vorrichtungen zu verwenden, die eine gewisse Mechanisierung wenigstens eines Teiles der beim Setzen von Pfosten oder Pfählen auftretenden Arbeiten ermöglichen.

Bislang werden die Pfosten oder Pfähle entweder mit: Hilfe eines Hammers oder eines ähnlichen Werkzeuges direkt in den Boden eingerammt oder es wird vorab mittels eines V7erkzeuges ein Loch geschaffen und es wird dann der Pfosten oder Pfahl in dieses Loch eingesetzt. Die erstgenannte Vorgehensweise, nämlich das direkte Einsetzen der Pfosten oder Pfähle ist in der Praxis nur möglich, wenn der Boden entsprechend leicht ist. Darüber hinaus zerbröckeln auch die durch das Einrammen

°- 0 Γ P * B / 0 8 B 9

des Pfosten oder Pfahles gebohrten Löcher im Laufe der Zeit, was im Hinblick auf die Standfestigkeit nachteilig ist.

Wird die zweitgeschilderte Vorgehensweise angewandt, dann ist es, wenn die Pfosten oder Pfähle die gewünschte Einsetzlage beibehalten sollen, notwendig, nach dem Ausheben des Loches den Pfosten oder Pfahl in diesem durch Eingießen von Beton zu fixieren, was recht unfamgreiche Arbeiten notwendig macht.

Um das Eingießen von Beton in das vorher geschaffene Loch zu vermeiden, hat man bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, die es gestattet, gleichzeitig mit der Schaffung des Loches eine Hülse in dieses einzusetzen, wobei diese Hülse den gleichen Querschnitt hat wie die Basis des nachfolgend einzusetzenden Pfosten oder Pfahles. Eine solche Vorrichtung ist in der Praxis nicht brauchbar, weil die Hülsen, die im Hinblick auf einen niedrigen Preis aus Plastik bestehen müssen, zerstört werden,

,nicht
sobald der Boden'entsprechend leicht ist.

Durch die Erfindung soll demegegenüber ein Verfahren dieser zweitgenannten Art dahingehend ausgestaltet werden, daß es ohne Schwierigkeiten beim Schaffen der Löcher in praktisch in allen in Frage kommenden Bodentypen brauchbar ist und zu Bodenlöchern führt, die eine stabile Lage der eingesetzten Pfosten oder Pfähle gewährleisten, ohne daß diese mit Beton eingegossen müßten oder eine Hülse eingeführt werden müßte -

9 09818/0869

Das erfindungsgemäße Verfahren wird dadurch gekennzeichnet, daß das Loch unter gleichzeitiger Anwendung einer gegen den Boden gerichteten Verdxchtungskraft auf den das zu erstellende Loch umgebenden Bodenbereich geschaffen wird. Bevorzugt wird die Verdxchtungskraft dabei über der Zeit periodisch variiert. Es hat sich gezeigt, daß man bei einer solchen Vorgehensweise um das Loch eine dicht geschichtete Bodenstruktur erhält, und zwar praktisch über die ganze Höhe des Loches.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Boden während der Niederbringung der Lochbohrung fortwährend einer Verdxchtungskraft unterworfen, wobei diese in ihrer Größe variabel sein kann. Beispielsweise kann diese Verdxchtungskraft dadurch aufrechterhalten werden, daß beim Schaffen des Loches der Boden um das Loch ständig von einem Stampfschuh belastet ist. Auf diese Weise wird der Boden besonders hoch verdichtet, und zwar insbesondere in der Nachbarschaft der freien Bodenoberfläche.

Das in erfindungsgemäßer Weise geschaffene Loch bildet für das Unterteil des Pfosten oder Pfahles eine Aufnahme, deren seitliche Wände nicht zerbröckeln - und zwar auch beim Freimachen des Loches - ungeachtet der seitlichen Stöße, die vom jeweils einzusetzenden Pfahl auf die Wände ausgeübt werden. Darüber hinaus kann für den jeweils einzusetzenden Pfosten oder Pfahl die Einsetztiefe auf ein Minimum verringert sein.

Des weiteren läßt sich bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise das Loch mit einem einfachen Bohrdorn schaffen. Dieser

908818/0869

kann des weiteren auch leicht wieder aus dem geschaffenen Loch herausgezogen werden, da er keine Hülle oder Überzug trägt.

Vorrichtungen, mit denen sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen läßt, sind einfach zu realisieren und vereinfachen das Einsetzen von Pfosten oder Pfählen sehr wesentlich, wobei insbesondere auch sehr zeitsparend gearbeitet wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen. Es zeigen:

Figur 1 in perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Figur 1a eine Schemadarstellung, die die Arbeitsweise des in der Vorrichtung gemäß Figur 1 verwendeten Vibrators erläutert,

Figur 1b in wesentlich vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch einen Teil der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung,

Figur 2 eine Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung,

Figur 3 einen Schnitt gemäß der Linie III - III in Figur 2 durch die Vorrichtung gemäß Figur 1,

- 11 -

909818/0869

2846U2

Figur 4 Steuervorrichtungen für eine Vorrichtung gemäß Figur 1 im Hinblick auf deren erfxndungsgemaßes Arbeiten,

Figur 5 einen Pfosten, der in ein gemäß der Erfindung geschaffenes Loch eingesetzt ist.

Figur 6 eine.Draufsicht auf einen Schlepper, der als Trägerfahrzeug für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dient,

Figur 7 , eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Figur 6,

Figur 8 in wesentlich vergrößertem Maßstab ein Detail der Vorrichtung gemäß Figur 1 im Schnitt, und

Figur 9 eine Schemadarstellung, die den Einsatz der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zur Schaffung von in Linie liegenden Löchern zeigt.

Die nachfolgend geschilderte erfindungsgemäße Vorrichtung ist bestimmt, um Bodenlöcher mit lotrechten Achsen zu schaffen, in die nachfolgend Pfosten oder Pfähle eingesetzt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht dementsprechend einen wenigstens teilweise mechanisierten Ablauf des Setzens von Pfosten oder Pfählen und ist insoweit insbesondere im Bereich der Landwirtschaft einsetzbar.

Die Vorrichtung 120 wird üblicherweise an einem Schlepper 121 (Figuren 6 und 7) herkömmlicher Bauart angebracht und es sind an diesem auch die notwendigen Steuer- und Versorgungseinrichtungen vorgesehen, wie beispielsweise der Kompressor 122.

909818/0869 - 12 -

Die Vorrichtung 120 umfaßt einen horizontal liegenden Teleskopbalken 2, der ein Gehäuse 3 aufweist, aus dem ein ausfahrbarer Teil 4 herausragt, der gegenüber dem Gehäuse 3 verschiebbar ist, und zwar mittels eines doppelt wirkenden Zylinders 5, dessen Zylinder am Gehäuse 3 fixiert ist und dessen Kolbenstange am ausfahrbaren Teil 4 angebracht ist. Das Gehäuse 3 weist im Querschnitt Rechtecksform auf und es sind an seiner Ober- und seiner Unterseite Ausschnitte vorgesehen, in denen Einsätze 7 angeordnet sind, die in das Gehäuseinnere hineinragen und Gleitlager bilden, die das ausfahrbare Teil führen. Die Einsätze 7 bestehen aus Bronze, Nylon oder einem anderen geeigneten Material, das einen geringen Reibkoeffizienten gegenüber dem Material des ausfahrbaren Teiles 4 aufweist.

An der Oberseite des Gehäuses 3 sind ösen 8 vorgesehen, die von öffnungen 9 durchsetzt sind, welche in Flucht zueinander liegen und parallel zum Teleskopbalken 2 verlaufen. Die ösen 8 und ihre öffnungen 9 ermöglichen die bezüglich einer Horizontalachse 2a verschwenkbare Anbringung des Teleskopbalkens gegenüber dem Schlepper und zwar derart, daß der Lochdorn 1 im wesentlichen unterhalb des Schleppergestelles sowie zwischen den Vorderrädern 123 und den hinteren Rädern 124 sowie vor dem Lenkrad 125.

An einer Seite 3a des Gehäuses 3 des Teleskopbalkens 2 sind ösen 10 vorgesehen, zwischen denen das Ende der Kolbenstange 11 eines doppelt wirkenden Zylinders 12 verschwenkbar gehalten ist, dessen in der Zeichnung freies und dem Zylindergehäuse

13

zugeordnetes Ende an einer Seite des Schleppergestelles abgestützt ist, und zwar beispielsweise an der bezogen auf die Motor-

- 13 -

909818/0889

haube 126 rechten SchlepperSeite. Der Zylinder 12 ermöglicht die Verschwenkung des Teleskopbalkens und damit auch der
ganzen Vorrichtung um die Horizontalachse 2a.

Der ausfahrbare Teil 4 des Teleskopbalkens 2 ist über eine Horizontalachse 15, die benachbart .in dem freien Ende des
ausfahrbaren Teiles 4 liegt, mit den Schenkeln 16 und 17 eines U-förmigen Profiles 18 verbunden, das insgesamt eine Vertikallage einnimmt. Der Steg 19 des Profiles 18 liegt gegen die Außenseite 20a einer.Führung 20 an, die ebenfalls vertikal ist und die in der Draufsicht Rechteckform hat.

An dem ausfahrbaren Teil 4 des Teleskopbalkens 2 ist weiterhin an seinem freien Ende das Gehäuse 21 eines doppelt wirkenden Zylinders 22 angelenkt, dessen Kolbenstange 23 schwenkbar mit der Außenseite 20a der Führung 20 verbunden ist.

Im Inneren der Führung 20 sind längs der vertikalen Kanten Führungsleisten 24 aus einem einen geringen Reibwert aufweisenden Material angeordnet, und zwar beispielsweise aus Bronze oder einem Kunststoff. Sie dienen dazu, die Längsverschiebung der Profilbalken 25 und 26 zu erleichtern. Die
Balken 25 und 26 weisen jeweils ein Rechteckprofil auf und sie sind an ihrem oberen Ende über eine horizontale Platte 27 verbunden, von der eine Vertikalplatte 28 nach unten ragt, die teilweise die Stirnseiten 25a und 26a der Profilbalken 25 und 26 überdeckt, die dem Teleskopbalken 2 zugewandt sind.

Im unteren Bereich sind die Profilbalken 25 und 26 durch
eine Horizontalplatte 30 verbunden, die eine öffnung 31 als

- 14 -

909818/0869

Durchgangsöffnung für den Lochdorn 1 aufweist.

An der Außenseite 29 der Vertikalplatte 28 sind zwei vertikale Laschen 32 vorgesehen, zwischen denen schwenkbar das obere Ende einer Kolbenstange 33 eines doppelt wirkenden Zylinders 34 angelenkt ist, dessen unteres, dem Zylindergehäuse 35 zugeordnetes Ende um eine Horizontalachse 36 schwenkbar am Schenkel 16 des O-Profiles 18 angelenkt ist.

Zwischen den Profilbalken 25 und 26 ist vertikal verschiebbar ein Vibrationshammer 37 angeordnet, über den der Lochdorn 1 beaufschlagbar ist. Der Vibrationshammer 37, der als solches bekannt ist, wirkt so auf den Lochdorn 1, daß dieser periodisch von nach unten gegen den Boden gerichteten Kräften beaufschlagt ist. Der Vibrationshammer 37 umfaßt Abschalteinrichtungen, die hier nicht dargestellt sind und die einen Anschlag umfassen. Automatisch abgeschaltet wird, wenn der dem Vibrationshammer zugeordnete Anschlag in Kontakt mit der Oberseite der Horizontalplatte 30 kommt.

Bei einer solchen Ausgestaltung ist für den Lochdorn 1 keine besonders große Länge erforderlich, wenn der Anschlag an der Unterseite des Gehäuses des Vibrationshammers 37 angeordnet ist. In diesem Fall braucht die Länge des Lochdornes 1 im wesentlichen nur der erwünschten Lochtiefe des mit dem Lochdorn zu schaffenden Loches entsprechen.

Der Oberteil des Vibrationshammers 37 ist mit einer Horizontalplatte 38 verbunden, die ebenfalls zwischen den Profilbalken 25 und 26 angeordnet ist. Die Platte 38 weist Führungskanten 39 auf, die so gelegt sind, daß sie lediglich Verrikalbewegungen aer Platte, und damit auch des Vibrationshammers 37

909818/0869 - 15 -

gegenüber den Profilbalken 25 und 26 zulassen. Die Oberseite der Platte 38 ist mit ösen 40 versehen, über die die Kolbenstange 41 eines vertikalen Zylinders 42 mit der Platte 38 verbunden ist.Aufgäbe des Zylinders 42 ist es, die zum Herstellen eines Loches mittels des Lochdornes 1 notwendige vertikale Verschiebbarkeit des Vibrationshammers 37 zuzulassen.

Im oberen Bereich der Profilbalken 25, 26 sind an ihren Außenseiten 25b, 26b mit 43 und 44 bezeichnete Vibratoren gleichen Aufbaues angebracht.

Die Vibratoren 43 und 44 sind als solche bekannt. Jeder von ihnen umfaßt eine Schwungmasse als Unwucht, mit 43b, 44b in Figur 1a bezeichnet, die um eine Horizontalachse 43a, 44a drehbar ist. Jede der Schwungmassen ist im Hinblick auf die Unwucht unsymmetrisch ausgebildet. Beide Schwungmassen werden mit gleicher Geschwindigkeit aber gegensinnig angetrieben. Ihre Achsen liegen parallel. Die Resultierende der über die Vibratoren 43 und 44, die in Opposition angeordnet sind,'hat nur eine vertikale Opponente.

Die Vibratoren 43 und 44 sind mit einem Reaktionsteil 45 verbunden, über das die Verdichtungskräfte verstärkt werden sollen, die von den Vibratoren ausgehen. Der Reaktionsteil 45 umfaßt eine viereckige Horxzontalplatte 46, die mit einer zentralen öffnung 47 versehen ist, durch die sich das Gehäuse des Zylinders 42 erstreckt. Nahe ihren Ecken ist die Horxzontalplatte 46 mit weiteren öffnungen 48 (Figur 1b) versehen, durch die sich quer zur Platte vertikale Stangen 48a erstrecken, die in ihrem unteren Bereich an einer Horxzontalplatte 49 be-

*) erzeugten Schwingungen

909818/0869

festigt sind, die ihrerseits fest mit der Horizontalplatte 27 verbunden ist. Die Horizontalplatte 49 weist zentral an ihrer Oberseite einen Ansatz 50 auf, der über eine entsprechende öffnung 50a vom Gehäuse des Zylinders 42 durchsetzt ist. Die Horizontalplatte 46 ruht auf dem oberen Rand des Ansatzes 50.

Die Stangen 48a stehen über die Horizontalplatte 46 nach oben über und sind an ihrem oberen Ende mit einem Gewinde 48b versehen, auf dem eine Mutter 48c sitzt. Eine Feder 48d umgibt die Stange 48a zwischen der Oberseite der Horizontalplatte 46 und der Mutter 48c, wobei eine unterlagsscheibe 48e zwischen der Oberseite der Feder 48d und der Unterseite der Mutter 48c angeordnet ist.

Wenn die Vibratoren im Verlauf jeweils einer halben Periode eine nach oben gerichtete Kraft ausüben, dann wird die insoweit verschiebbare Platte nach oben angehoben_; und sind die Federn 48d gespannt. Wenn über die nächstfolgende Halbperiode die Vibratoren einen nach unten gerichtete Kraft ausüben, dann überlagert sich dieser nach unten gerichteten Kraft, die die Verdichtung bewirkt, die von der Platte 46 beim Zurückfahren gegen den Ansatz 50 und die von den Federn 4Sd abgegebene Kraft. Es ergibt sich demzufolge eine Vergrößerung der Kräfte, die von den Vibratoren unmittelbar ausgeübt werden.

Unter der die Querverbindung zwischen den unteren Teilen der Profilwalzen 25 und 26 bildenden Horizontalplatte 30 ist eine Platte 51 fixiert, die eine öffnung aufweist, deren Form und Dimensionen dem Querschnitt des sie durchsetzenden Lochdornes

909818/0869

angepaßt sind. Unterhalb der Platte 51 sind vier Bodenverankerungen vorgesehen, von denen in Figur 1 lediglich die Bodenverankerungen 52 und 53 sichtbar sind. Im Ausführungsbeispiel weist die Platte 51 im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Sie bildet den mit dem Boden zusammenwirkenden Teil der Verdichtungseinrichtungen, über die der Boden um das durch den Lochdorn zu schaffende Loch verdichtet werden soll, weshalb sie auch als "Stampfschuh" bezeichnet wird.

An der Außenseite 20b der kastenförmigen Führung 20 ist eine Vorrichtung 55 zum Erfassen und Einsteuern der Vertikallage des Lochdornes 1 vorgesehen.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Vorrichtung 55 ein Zylindergehäuse 100 (Figur 8), das an der Führung 20 befestigt ist. Das Zylindergehäuse 100 weist einen ebenen Boden 102 auf und steht^normalerweise lotrecht. Es ist über einen Deckel 103 mit einem Rand 104 geschlossen. In einer Ausnehmung 105 des Deckels, die achsgleich zur Achse des Gehäuses liegt, ist ein Kugelgelenk angeordnet, dessen Gehäuseteil 106 deckelfest ist und dessen Kugel 107 mit der starren Stange 108 eines Pendels 109 formschlüssig verbunden ist. Die Ausnehmung 105 steht mit dem Inneren des Zylindergehäuses 100 über eine zu diesem koaxiale öffnung 110 in Verbindung, die im Durchmesser weit kleiner als die Ausnehmung ist und die Durchführung der Stange 108 ermöglicht. Letztere ist nach unten durch einen Massekörper 111 verlängert, der Teil des Pendels ist. Der Massekörper liegt im ölbad 112 - das öl füllt den unteren Teil des Zylindergehäuses 100 - und es

- 18 909818/0869

werden so die Pendelbewegungen gedämpft. 2846442

Oberhalb des durch die Teile 106 und 107 gebildeten Gelenkes zeigt die Stange 108 ein weiteres Kugelgelenk 113/ über das die Stange 108 mit einem Steuerschieber verbunden ist, der verschieblich im Inneren des Gehäuses 115 angeordnet ist, das auf der Oberseite des Deckels 103 befestigt ist- Die Verschieberichtung des Steuerschiebers ist somit immer senkrecht zur Achse des Zylindergehäuses 100.

Unterhalb der genannten Gelenkverbindung ist ebenfalls ein Kugelgelenk 116 vorgesehen, über das die Stange 108 mit einem zweiten Steuerschieber verbunden ist, der in einem Gehäuse 115a verschiebbar ist, welches am Boden der Ausnehmung 105 fixiert ist. Der Versatz des letztgenannten Steuerschiebers erfolgt ebenfalls immer senkrecht zur Achse des Zylindergehäuses und zusätzlich auch senkrecht zur Verschxeberxchtung des erstgenannten Steuerschiebers.

Der unterteil des Massekörpers 111 umfaßt eine Kerbe 117, die mit einem Haltestift 118 zusammenwirken kann, der durch das Ende einer Kolbenstange 119 gebildet ist, die einem am .Boden 102 des Zylindergehäuses 100 befestigten Stellzylinder zugehört und über die der Massekörper 111 und damit das Pendel gegenüber dem Zylindergehäuse 100 zu fixieren ist.

Über die erstgenannte, das Gehäuse 115. umfassende Steuer— Schiebereinheit ist der Zylinder 12 ansteuerbar, während die zweite, das Gehäuse 115a umfassende Steuerschxebereinheit den Zylinder 22 steuert. Durch das Zusammenwirken der beiden Zylinder und deren vorgeschilderte Ansteuerung wird erreicht/

909818/0869

28A6442

daß die Achse des Zylindergehäuses 100 stets lotrecht ausgerichtet ist und in entsprechender Weise auch der Lochdorn

An der vertikalen Stirnseite 20c der Führung 20 ist ein Vertikalträger 60 angebracht, der eine zweite Bohrvorrichtung 61 trägt. Diese Bohrvorrichtung 61 ist im Vergleich zur eingangs geschilderten, den Lochdorn 1 umfassenden leistungsfähiger und umfaßt einen Bohrer 62, also ein drehbares Bohrorgan. Die Achse dös Lochdornes 1 und die Achse 62a des Bohrers 62 liegen in der Horizontalprojektion auf einer zur Verschxeberichtung des ausfahrbaren Teiles 4 des Teleskopbalkens 2 Barallelen, bevorzugt der Mittelachse des Telekopbalkens 2. Der Verschiebeweg des ausfahrbaren Teiles 4 in Richtung des Pfeiles F ist zumindest so groß wie die Distanz zwischen der Achse des Lochdornes 1 und der Achse 62a des Bohrers.

Aus den Figuren 1 und 3 ist ersichtlich, daß der Zylinder versetzt zur Symmetrieebene der Profilbalken 25 und 26 der Führung 20 angeordnet ist.

Die Funktion der erfxndüngsgemäßen Vorrichtung bei der Herstellung von Bodenlöchern ist die folgende.

Mittels des Schleppers 121 wird zunächst der Lochdorn 1 oberhalb der Stelle plaziert,, an der das Loch geschaffen werden soll. In dieser Position wird anschließend die vertikale Lage des Lochdorris 1 mit Hilfe der Vorrichtung 55 überprüft und gegebenenfalls hergestellt. Weicht die Lage des Lochdorns 1

- 20 -

909818/0869

von der Vertikalen ab, so werden die Zylinder 12 und 22 selbsttätig angesteuert, wie vorstehend beschrieben wurde, um ausgehend von den über das Pendel der Vorrichtung 55 bestimmten Werten den Lochdorn 1 auf die Vertikale auszurichten. Über den Zylinder 12 kann dabei der Teleskopbalken 2 um die horizontale Achse 2a verschwenkt werden, während über den Zylinder 22 der Winkel zwischen dem Teleskopbalken und der Führung des Lochdornes 1 einstellbar ist.

Im Verlaufe dieser Operationen wird der Lochdorn 1 über den Zylinder 42 gegenüber den Platten 30 und 51 wie in Figur 2 gezeigt, angehoben.

Ist der Lochdorn vertikal ausgerichtet, so wird die Kolbenstange 33 des doppelt wirkenden Zylinders 34 teilweise in das Zylindergehäuse zurückgezogen, um die Profilbalken 25 und-26 abzusenken und schließlich die als Stampfschuh dienende Platte 51 in Anlage zum Boden zu bringen. In diesen greifen dann die Bodenverankerungen, von denen lediglich zwei mit und 53 bezeichnete in Figur 1 sichtbar sind, ein und es kann nun. über den Zylinder 34 unter Vermittlung des Stampfschuhes im Bereich um das zu schaffende Loch eine Druckkraft gegen den Boden ausgeübt werden.

Im folgenden wird der Zylinder 42 freigegeben, so daß der Vibratxonshammer 37 aufgrund seines Gewichtes nach unten geht.und der Lochdorn 1 den Boden berührt. Danach werden der Hammer 37 und die Vibratoren 43 und 44 in Betrieb gesetzt.

-21 -

90 9818/0869

_ 21 _

Bei diesen Gegebenheiten treibt der Lochdorn nachfolgend ein Loch in den Boden, und zwar unter gleichzeitiger Belastung des Bodens über den Stampfschuh 51 um das zu schaffende Loch, wobei der Boden zwar ständig belastet ist, die Größe der Belastung aber periodisch schwankt.

Einem Ausführungsbeispiel zufolge, liegt die Frequenz der Verdichtungs-Belastungsschwankungen, die durch die Vibratoren 43 und 44 erzeugt werden, zwischen etwa 1 und 100 Perioden pro Sekunde. Diese Frequenz ist im erfxndungsgemaßen Ausführungsbeispiel größer als die Frequenz der am Lochdorn 1 gegebenen Lastwechsel.

Erreicht der nicht dargestellte Anschlag des Vibrationshammers 37 den durch die Oberseite der Horizontalplatte 30 gebildeten Gegenanschlag, so wird die Arbeit des Vibrationshammers unterbrochen. Der genannte Anschlag ist in vertikaler Richtung in einer Distanz zum Ende des Lochdornes 1 angeordnet, die im wesentlichen der Tiefe des zu schaffenden Loches entspricht. Die Vibratoren 43 und 44 werden nach dem Hammer 37 abgeschaltet, und es wird dann der Zylinder 42 dahingehend beaufschlagt, daß der Hammer 37 wieder angehoben wird und damit auch der Lochdorn 1 aus dem Boden gezogen wird, wobei der Stampfschuh zunächst noch in Anlage zum Boden bleibt. Dieser wird anschließend über den Zylinder 34 vom Boden abgehoben.

Die Bohrvorrichtung 61 mit dem Bohrer 62, deren Leistung wesentlich größer ist als die der Vorrichtung 61 mit dem Lochdorn 1, wird benutzt, wenn die Leistung der mit dem Loch-

- 22 909818/0869

dorn arbeitenden Vorrichtung nicht ausreicht, zum Beispiel bei einem örtlich felsigen Boden. In diesem Fall wird der Hydraulikzylinder 5 in dem Sinne druckbeaufschlagt, daß der ausfahrbare Teil 4 des Teleskopbalkens 2 in Richtung des Pfeiles F über einen Weg verfahren wird, der dem Abstand entspricht, der zwischen den vertikalen Achsen des Lochdomes 1 und des Bohrers 2 liegt, so daß nach Verfahren des Teiles 4 in Richtung des Pfeiles F der Bohrer 62 die Stelle des Lochdomes 1 einnimmt. Nach Fertigstellung des Loches mit Hilfe des Bohrers 62 wird der verfahrbare Teil 4 in Gegenrichtung, also entgegengesetzt zum Pfeil F verfahren, um den Lochdorn in seine Ursprungslage zurückzubringen und die Herstellung des Loches zu beenden.

Es kann vorteilhaft sein, vor Rückführung des Teiles 4 in die Lage, in der der Lochdorn wieder seine Ausgangstellung einnimmt, eine hier nicht dargestellte Blaseinrichtung in Betrieb zu nehmen, um das mit dem Bohrer 62 geschaffene Loch mittels Druckluft von Gesteinstücken zu reinigen.

Figur 4 zeigt als Beispiel die Einrichtungen zur Versorgung der Zylinder 42 und 34 sowie des Vibrationshammers 37.

Dargestellt ist in Figur 4 hierbei zusätzlich der Kolben 70 des Zylinders 34. Der Kolben 70 ist innerhalb des Zylinderge— häuses 35 verschiebbar und nimmt die Kolbenstange 33 mit.

Der untere Teil des Zylindergehäuses 35 weist einen ölzuflußanschluß 71 auf, während am oberen Teil des Zylindergehäuses 35 ein Druckluftzufuhranschluß 72 vorgesehen ist.

- 23 909818/0869

2846U2

Dargestellt ist ferner der Kolben 73 des Zylinders 42, der innerhalb des Zylindergehäuses 42a liegt. Der Kolben 73 ist formschlüssig mit der Kolbenstange 41 verbunden.

Oben ist das Zylindergehäuse 42a mit einem Druckluftzufuhranschluß 74 versehen, während am unteren Ende des Zylindergehäuses 42a ein ölzufuhranschluß 75 vorgesehen ist.

Der Vibrationshammer 37 ist über Druckluft zu betätigen und zur Zuführung der in einem Kompressor erzeugten Druckluft ist ein Element 76 vorgesehen, das die Druckluft an den Anschluß 76a liefert. Das Element 76.versorgt gleichermaßen auch die Druckluftzufuhranschlüsse 72 und 74 der Zylinder 35 und 42a, und zwar über entsprechende Versorgungsleitungen 77 und 78.

Die Zuführung von öl zum Anschluß 71 hat zur Folge, daß der Kolben 70 über eine Kraft F- nach oben b-aufschlagt wird und daß, wie schon gesagt, die die Profilbalken 25 und 26 umfassende Einheit, der Stampfschuh 51 und der Vibratorhammer 37 angehoben werden. Wird die Beaufschlagung mit Drucköl unterbrochen, so senkt sich die Einheit, und zwar aufgrund des Eigengewichtes, so weit, bis der Stampfschuh 51 Bodenberührung hat.

Um die bodenseitige Druckbeaufschlagung zu erhöhen, wird der Zylinder 35 über den Druckluftzufuhranschluß 72 mit vom Kompressor 76 gelieferter Druckluft beaufschlagt. Es ergibt sich hierdurch auf die Oberseite des Kolbens 70 eine Kraft F₂ .

909818/0869

Auch wenn diese Kraft verhältnismäßig gering ist, so kann doch ein ausreichender Kontakt des Stampfschuhes 51 mit dem Boden gewährleistet werden.

Die Zufuhr von öl durch den Anschluß 75 in das Zylindergehäuse 42a ermöglicht das Anheben des Lochdornes 1, in-dem auf die Unterseite des Kolbens 73 eine ^; Kraft F- ausgeübt wird. Um den Kolben wieder abzusenken, wird der Öldruck ab-gebaut, so daß die Kraft P. entfällt. Der Vibrationshammer kann dann aufgrund seines Eigengewichtes sich senken. Wird Druckluft über den Anschluß 74 zugeführt, so wird die Eindringgeschwindigkeit des Lochdornes 1 in den Boden dank der dadurch gegebenen Kraft F₃ vergrößert, wobei diese Kraft nach unten gerichtet ist und auf die Oberseite des Kolbens 73 wirkt. Die Kraft F₃ wird während der Arbeit des Vibrationshammers 37 auf einem konstanten Wert gehalten. Es hat sich dabei gezeigt, daß bei Aufbringen der durch Druckluftbeaufschlagung bedingten Kraft F₃ die Vorrichtung nur wenig unerwünschten Vibrationen unterliegt.

Die Vergrößerung der Eindringgeschwindigkeit des Lochdornes 1 in den Boden hat weiter die Folge, daß in weitgehendem Maße die Wirkung der von der Antriebsmaschine des Schleppers erzeugten Schwingungen auf den Lochdorn 1 verringert wird.

Im Hinblick auf den zu wählenden Druck für das öl, das über die Anschlüsse 71 und 75 den Gehäusen 35 und 42a der Zylinder

909818/0869

34 und 42 zugeführt wird, ist folgendes zu berücksichtigen: Wenn die Einheit, die durch die Profilbalken 25 und 26 und den Vibratorhammer 37 gebildet ist, angehoben werden können soll, so muß die Kraft F₁ größer als das Gewicht dieser Einheit gegebenenfalls zuzüglich der Kraft F^ sein, wenn die Oberseite des Kolbens 70 druckluftbeaufschlagt ist und wenn diese Druckluftbeaufschlagung aufrechterhalten bleibt. Zum Anheben des Vibratorhammers 37 muß die Kraft F. größer sein als das Gewicht des Vibratorhammers einschließlich Lochdorn zuzüglich einer etwa gegebenen Kraft F₃.

Das geschaffene Loch ist gut kalibriert, sein Querschnitt hat also vorgegebene Formen und Dimensionen, die der Außenkontur des Lochdornes 1 entsprechen. Der Boden 65 (Figur 5) ist um das geschaffene Loch gut verdichtet. Darüber hinaus liegt die freie Oberfläche 66 des Bodens um das Loch unterhalb der freien Oberfläche 67 des nicht verdichteten Bodens, und zwar aufgrund der bei der Schaffung des Loches eintretenden Bodenverdichtung. In die dadurch gegebene Bodenraulde kann nach Setzen des Pfostens 69 Beton 68 eingegossen werden, um die Befestigung des Pfostens 69 weiter zu verbessern.

Eine weitere Folge der guten Verdichtung des Bodens ist, daß der Lochdorn 1 aus dem geschaffenen Loch, das die Form des Lochdornes 1 hat, ohne Schwierigkeiten herauszuziehen ist, selbst wenn der Lochdorn keine Hülle aufweist.

Der Boden ist gut verdichtet über die ganze Höhe des Loches und insbesondere benachbart zur freien Bodenoberfläche. Hierzu trägt bei, daß die die Verdichtung bewirkende Kraft niemals Null ist. Das so geschaffene Loch bildet weiter für das ünter-

909818/0869 -26

teil von Pfosten oder Pfählen eine Aufnahme, deren Seitenwände nicht oder nur wenig im Laufe der Zeit zerbröckeln, ungeachtet seitlicher Kräfte, die auf die Wände des Loches wirksam werden und beispielsweise durch Windkräfte bedingt sind. Darüber hinaus kann die Einsetztiefe für die Pfosten oder Pfähle auf ein Minimum reduziert werden.

Die Verankerung des Stampfschuhes 51 mittels der als Bodenverankerungen 52, 53 etc. dienenden Spitzen gibt der Vorrichtung den notwendigen Halt und sorgt für eine präzise Lage.

Der Zylinder 22 ist, wie bereits erwähnt, gegenüber der Symmetrieebene der Profilbalken 25 und 26 .und der Führung seitlich versetzt. Genauer gesagt nimmt er eine Lage ein, in der er gegenüber der Vertikalen versetzt ist, die durch den Schwerpunkt von . Führung 20, Profilbalken 25 und 26 sowie Vibrationshammer 27 verläuft. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Anordnung für den Zylinder 22 es ermöglicht, das durch die verschiedenen Drehachsen der Vorrichtung bedingte Spiel auszugleichen.

An den Seiten 20b und 2Od der Führung 20 sind Behälter 130, 131 (Figuren 1 und 3) angebracht, von deren Unterseite jeweils ein Ausgangs-Rohransatz 132 herabragt, über den Wasser zur Befeuchtung des Bodens auf die Stelle zu spritzen ist, an der das jeweilige Loch geschaffen werden soll. Dieses Wasser wird den Behältern 130, 131 über Schläuche zugeführt, die von einem Vorratsbehälter 134 ausgehen, der, wie Figuren 6 und zeigen, am Schlepper angeordnet ist.

- 27 909818/0869

An der Seite 25b des Profilbalkens 25 ist eine Platte 140 angebracht, von der ein Teil nach der vom Teleskopbalken 2 abgewandten Seite über den Profilbalken 25 hinausragt, wobei dieser Teil der Platte 140 eine Markierung 141 in Form eines vertikalen Striches aufweist.

Wie aus Figur 9 ersichtlich, erleichtert eine solche Markierung die Schaffung von auf einer geraden Linie liegenden Löchern vor Aufnahme der Pfosten oder Pfähle. Hierzu wird ein Laser 142 über einen Bügel 143 an einer Seite eines Pfahles 144 befestigt, der in das erste auf der Linie liegende Loch eingesetzt ist und der Laser-Strahl ist horizontal und parallel zu der geraden Linie ausgerichtet, die durch die Achsen der einzusetzenden Pfähle bestimmt ist. Die jeweils richtige Lage für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dann gegeben, wenn der Lichtpunkt des Strahles die Markierung trifft. Die entsprechende Verstellung der Vorrichtung wird mit Hilfe des Zylinders 5 vorgenommen. Der Abstand, der die Markierung 141 von der Projektion der Achse des Lochdornes auf die Platte 140 trennt, entspricht der Distanz, die zwischen der Achse des zu setzenden Pfostens oder Pfahles und dem Laser-Strahl in der Projektion auf dem Boden gegeben ist.

Die beiden Bohrvorrichtungen, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, können beliebigen Typs sein. So kann beispielsweise, abweichend vom Geschilderten, anstelle der Bohrvorrichtung 61 mit dem Bohrer 62 ein anderer Schlagbohrer Verwendung finden.

Eine weitere erfindungsgemäße Abwandlungsmöglichkext besteht darin, den den Vxbratxonshammer 37 abschaltenden Anschlag nicht, wie vorstehend geschildert, im unteren Bereich des

9098 18/0860

Hammers vorzusehen, wo er mit der Oberseite der Horizontalplatte 30 zusammenwirkt, sondern diesen Anschlag oberhalb der Oberkante der Führung 20 anzuordnen und ihn mit einem nicht gezeigten Vorsprung oder Anschlag zusammenwirken zu lassen, der an dem Profilbalken 25 oder 26 angebracht ist. Die Lage des Vorsprunges oder Anschlages ist dabei bevorzugt in Höhenrichtung einstellbar.

In weiterer Abwandlung der Erfindung kann auf die Vibratoren 43 und 44 verzichtet werden, wenn zur Erzeugung der wechselnden, für die Verdichtung des Bodens notwendigen und auf den Stampfschuh wirkenden Kräfte die Vibrationen ausgenutzt werden, die aus der Arbeit des Vibratorhammers 37 resultieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist des weiteren ohne wesentliche Abänderungen auch zur Schaffung nicht lotrechter Bodenlöcher geeignet.

In den Rahmen der Erfindung fällt auch, daß der Boden um den Pfosten oder Pfahl im wesentlichen über die ganze Höhe des Loches im Boden gegenüber dem Boden der Umgebung wesentlich stärker verdichtet ist.

9 0 9 8 18/0869

Claims

Patsntanwslt

Z Siu ttg a rt N. Menzelstraße 4Q tWIVHti

Societe Anonyme de Recherche A ^>6 304-whw

et d¹ Etudes Techniques 2.h. Okt. 1978

Route de Carpentras
?- 84130 Le Pontet / Frankreich

Ansprüche

( 1.jVerfahren zum Schaffen von insbesondere lotrechten Bodenlöchern, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch unter gleichzeitiger Anwendung einer gegen den. Boden gerichteten Verdichtungskraft auf den das zu erstellende Loch umgebenden Bodenbereich geschaffen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungskraft periodisch über der Zeit variiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dia Verdichtungskraft ständig einen von Null abweichenden Wert hat.
4. Vorrichtung zum Schaffen von insbesondere lotrechten Bodenlöchern, insbesondere zum späteren Einsetzen von Pfosten, Pfählen oder dergleichen, mit einem Lochdorn und mit Stampfeinrichtungen zum Verdichten des Bodens, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungseinrichtungen (37, 52)Mittel (43, 44) umfassen, über die gleichzeitig zur Schaffung des Loches eine Verdichtungskraft auf den Boden um das zu schaffende Loch aufbringbar ist.

900818/0889 _ ₂ -

ORlGlNAL TED
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungseinrichtung Vibrationsmittel (43, 44) umfassen, über die eine periodisch über der Zeit schwankende Kraft auf die Stampfeinrichtung (52) ausübbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Vibrationsmittel zwei Vibratoren (43, 44) vorgesehen sind, von denen jeder ein eine unwucht aufweisende Schwungmasse (43b, 44b) mit horizontaler Drehachse (43a, 44a) umfaßt und die so angeordnet ist, daß die Resultierende der über die Schwungmassen (43b, 44b) erzeugten Vibrationen vertikal gerichtet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stampfeinrichtung (52) eine vertikale Abstützung (25, 26) zugeordnet ist und daß die Vibrationsmittel einerseits einen Vibrator, der periodisch wechselnd nach oben und unten gerichtete Kräfte auf die Abstützung überträgt, und andererseits ein Reaktionsteil (45) umfassen, das mit der Abstützung lediglich in vertikaler Richtung beweglich verbunden ist und das derart angeordnet ist, daß es die vom Vibrator (43, 44 ) gelieferte Energie, so weit die entsprechenden Kräfte nach oben gerichtet sind, speichert und im Laufe der nächst-folgenden Halbperiode, so weit die entsprechenden, vom Vibrator ausgehenden Kräfte nach unten gerichtet sind, wieder abgibt.

G S--3 18/0869
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstützung für die Stampfeinrichtung (52) vorgesehen ist, die zwei mit Abstand zueinander angeordnete lotrechte Balken (25, 26) umfaßt, zwischen denen das Hauptteil der insbesondere einen Lochdorn umfassenden Bohrvorrichtung liegt, wobei dieses zwischen den Balken (25, 26Ϊ verschiebbar geführt ist, und daß diese Anordnung ein Vertikale Verschiebung des Hauptteiles bestimmendes Element M2) umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die vertikale Verschiebung des Hauptteiles bestimmende Element durch einen vertikal angeordneten Zylinder (42) gebildet ist und daß das Reaktionsteil (45) eine Durchstecköffnung (47) für den Zylinder (42) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine vertikale Abstützung für die Stampfeinrichtung und eine Vertikalführung (20) für die Abstützung umfaßt, wobei die Stampfeinrichtung einen vertikalen Zylinder (34) aufweist, dessen Zylindergehäuse an der Vertikalführung abgestützt ist und dessen Kolbenstange mit der Abstützung der Stampfeinrichtung verbunden ist, derart, daß diese über den Zylinder nach unten belastbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein itiit der Führung (20) verbundener Balken (2) vorgesehen

/ ο 8 B 9

28A6442

ist, der um eine horizontale Achse (2a} schwenkbar mit einem Schlepper verbunden ist, wobei die Schwenklage insbesondere über einen Zylinder mit gehäuseseitiger Abstützung am Schlepper und kolbenstangenseitiger, gegenüber der Schwenkachse (2a) höhenversetzter Abstützung am Balken einstellbar ist, und daß der Winkel zwischen Balken (2) und Führung (20) einstellbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (55) zur Anzeige der Abweichung der Lage der Bohrvorrichtung, insbesondere des Lochdornes (2) von der Vertikalen und zur Einwirkung auf die Stelleinrichtungen für die Schwenklage des Balkens (2) und des Winkels zwischen Balken (2) und Führung (20) vorgesehen sind, derart, daß diese im Falle einer Abweichung in die Vertikallage zurückgestellt werden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stampfeinrichtung (52) in ihrem unteren Teil wenigstens eine Bodenverankerung aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die der Bohrvorrichtung zugehörigen Betätigungsmittel für den Lochdorn (1) oder dergleichen selbsttätig über einen Anschlag abschaltbar sind, wenn der Lochdorn einen durch die Innenseite der Stampfvorrichtung des Lochdornes begrenzten Weg durchlaufen hat.

5 -

»8/0869
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeits- insbesondere Wasservorrat vorgesehen ist und daß hieraus zum Benetzen des Bodens Flüssigkeit gegen den Boden abführbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche, leistungsstärkere Bohrvorrichtung (61) vorgesehen ist und daß beide Bohrvorrichtungen an einem horizontalen Teleskopbalken (2) angeordnet sind, der zumindest über eine Länge ausfahrbar ist, die dem Abstand der Achsen der Arbeitswerkzeuge beider Bohrvorrichtungen entspricht.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stampfeinrichtung einen Zylinder umfaßt, über den der Stampfschuh mit einer nach unten gerichteten Kraft belastbar ist, wobei der Zylinder mit Druckluft aus einem Kompressor beaufschlagbar ist, aus der zugleich die Bohrvorrichtung versorgbar ist.
18. Anordnung von in den Boden eingesteckten Pfosten oder Pfählen, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden um den Pfosten insbesondere über die gesamte Lochhöhe gegenüber dem Boden der Umgebung des Loches verdichtet ist.
19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Niveau der Bodenoberfläche im Bereich der Verdichtung um den Pfahl oder Pfosten niedriger als das Niveau der umgebenden Bodenoberfläche ist.

318/0869
20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenoberfläche um den Pfahl oder Pfosten mit Beton abgedeckt ist.

0 f J H 1 8 / 0 8 6 9