DE69104250T2 - Vorrichtung zum Eintreiben von Stangen in den Boden, insbesondere für Bodenmechanikuntersuchungen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintreiben von Stangen, insbesondere für Bodenmechanikuntersuchungen, in den Boden, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Bekannte Vorrichtungen verwenden gerade Stangen, die insbesondere rohrförmig und aus Metall hergestellt sind, damit sie den Druck- und Zugbeanspruchungen standhalten können, und die in Teilstücke mit Längen zwischen einem und mehreren Metern unterteilt sind.
• Diese Teilstücke werden am Ende aneinander befestigt, im allgemeinen durch Verschrauben, entsprechend ihrer Eindringtiefe in den Boden. Um an dem zuerst eindringenden Stangenteilstück angebrachte Sonden mit an der Bodenoberfläche angeordneten Meßinstrumenten elektrisch zu verbinden, sind elektrische Kabel von ausreichender Länge vorzusehen, auf welche die Stangenteilstücke nacheinander aufgezogen werden.
• Die Stangenteilstücke müssen auf einer zweckdienlichen Unterlage gelagert, nacheinander gehandhabt, im Laufe des Eintreibens am Ende miteinander verschraubt, sodann beim Herausziehen voneinander gelöst und neu gelagert werden.
• Diese Vorrichtungen haben verschiedene Nachteile:
• 1) Das vorausgehende Auffädeln der Teilstücke auf das elektrische Kabel ist ein langer und mühseliger Vorgang, der die Gefahr des Brechens oder der Beschädigung des Kabels mit sich bringt;
• 2) die Schraubverbindung der Rohrteilstücke ist relativ empfindlich, insbesondere bei den zuletzt eingetriebenen Stangenteilstücken, die beim Herausziehen der maximalen Beanspruchungskraft unterliegen;
• 3) die Automatisierung der verschiedenen Vorgänge: Entnahme aus dem Lager, Verschrauben, Eintreiben, Herausziehen, Lösen und Neulagerung kann praktisch nicht in Betracht gezogen werden, außer wenn verwickelt aufgebaute und teuere Vorrichtungen entwickelt werden;
• 4) alle Vorgänge erfordern mehrere Operationen und beträchtliche Zeit, die durch zahlreiche Totzeiten, die nicht beseitigt werden können, verlängert wird;
• 5) die Vorgänge des Eintreibens oder des Herausziehens laufen notwendigerweise diskontinuierlich ab;
• 6) Ausgangsstellen für Brüche, im allgemeinen an den Schraubverbindungen, können praktisch nicht frühzeitig erkannt werden.
• Zur Milderung dieser Nachteile ist schon die Verwendung einer einstückigen Stange vorgeschlagen worden, die auf einer Trommel lagerbar ist.
• Das Europäische Dokument EP 0 266 206 (sh. Oberbegriff des Anspruchs 1) schlägt insbesondere eine Vorrichtung zum Eintreiben einer einstückigen Stange in den Boden vor, die von einer in einem Fahrgestellrahmen gelagerten Trommel abgewikkelt wird.
• Die Vorrichtung umfaßt eine Vorrichtung zum Richten der Stange und eine der Richtvorrichtung vorgeschaltete Eintreibvorrichtung. Die verwendete Stange ist eine metallische, mit Kupfer beschichtete Stange, die für das Eintreiben eine permanente Deformation, also eine hohe mechanische Spannung erfordert. In diesem Dokument wird erwähnt, daß die Arbeitsweise der Eintreibvorrichtung umgekehrt werden kann, um ein Herausziehen der Stange zu ermöglichen. Jedoch erwähnt dieses Dokument nicht, wie die Stange auf die Trommel wiederaufgewickelt wird, was eine umgekehrte permanente Doformation unter ebenfalls hoher mechanischer Spannung notwendig machen würde. Diese permanenten Deformationen in der einen oder der anderen Richtung sind mit der Verwendung der Stange bei hoher Zykluszahl inkompatibel.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Eintreiben und Ziehen, die mit einer Stange versehen ist, welche die Ausführung einer hohen Anzahl Eintreib- und Ziehzyklen ermöglicht.
• Zu diesem Zweck ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Eintreiben von Stangen, insbesondere für Bodenmechanikuntersuchungen, in den Boden, mit einer einstückigen, zug- und druckfesten Stange, einer Wickeltrommel für die Stange, einer Vorrichtung zum Eintreiben/Herausziehen der Stange und einen Rahmen, der die Wickeltrommel und die Vorrichtung zum Eintreiben/Herausziehen trägt, wobei die Trommel als nach außen offene, ringförmige Rinne ausgebildet ist, in der sie Stange aufgerollt ist, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Stange als Röhre ausgebildet ist, die über ihre ganze Länge elektrische und/oder optische Kabel und/oder elektrische und/oder pneumatische Leitungen enthält, dadurch, daß die Stange aus Komposit-Material gebildet ist, das hochstabile, in ein Bindemittel eingebettete Fasern aufweist und unter reversibler elastischer Deformation gebogen werden kann, und dadurch, daß die Vorrichtung weiterhin einen Wickelmotor aufweist, der vom Rahmen getragen wird und auf die Trommel ein in die Richtung des Aufrollens der Stange gerichtetes Moment ausübt, wobei der Motor bestimmt ist, während des Eintreibens und Herausziehens der Stange die Federwirkung der Stange auszugleichen.
• Der Durchmesser der Stange und ihre Bestandteile sind in Abhängigkeit vom größtmöglichen Trommeldurchmesser so gewählt, daß keine irreversible Deformation der Stange bei ihrem Aufrollen auf die Trommel entstehen kann.
• Das freie Endstück der Stange ist natürlich so ausgelegt, daß eine Sonde oder ein anderes Meßinstrument aufgenommen werden kann.
• Dank dieses Stangenaufbaus kann die Stange eine große Anzahl Male benutzt werden. Die Bedienung der Vorrichtung kann von einer einzigen Person vorgenommen werden, da der Wickelmotor das automatische Abwickeln der Stange nach Maßgabe ihres Eindringens in den Boden und ihre automatische Wiederaufwicklung in der Stangenziehphase ermöglicht.
• Die elektrischen Kabel oder andere Mittel zur Übertragung von Informationen oder Antriebsenergie sind ein für alle Male in der Stange montiert, entweder in einem in die Stange eingearbeiteten Mittelkanal, oder durch Einbettung in ihren Werkstoff.
• Außerdem können ein oder mehrere Organe, z.B. elektrische Leiter, in die Stange eingebettet sein, um Ausgangsstellen für Stangenbrüche rasch feststellen zu können.
• Die weiteren Einzelheiten und Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich deutlich beim Lesen der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigt:
• Fig. 1 eine Schrägansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
• Fig. 2 eine Längsschnittansicht,
• Fig. 3 eine Ansicht von hinten,
• Fig. 4 eine vergrößerte Teilschnittansicht der Eintreib/Ziehvorrichtung entsprechend der Linie 4-4 in Fig. 3.
• Die in ihrer Gesamtheit in Fig. 1 mit 10 bezeichnete Stangeneintreibvorrichtung ist auf einem Anhänger 12 montiert, der mit Rädern 14, 16 für seinen Transport auf Straßen oder anderen Böden und mit einer Deichsel 18 zum Anhängen an ein nicht dargestelltes Zugfahrzeug versehen ist.
• Bei einer nicht dargestellten Variante kann die Vorrichtung auf einem angepaßten selbstfahrenden Fahrzeug montiert sein, das Einrichtungen zur Fortbewegung auf dem Boden, wie Räder oder auch Gleisketten aufweist.
• Wie erkannt werden wird, trägt der Anhänger alle Organe, die für das selbständige Funktionieren der Stangeneintreibvorrichtung notwendig sind.
• Das Anhänger 12 weist ein Fahrgestellrahmen von überwiegender Längserstreckung auf, das im wesentlichen von zwei wenig beabstandeten Längsträgern 20, 22 gebildet ist, die vorn an der Deichsel 18 und hinten an einer guergerichteten Stützstruktur 24 befestigt sind. Die beiden Träger ruhen über beliebige, dem Fachmann bekannte Mittel auf der Radwelle auf.
• Um den Anhänger in eine waagerechte Stellung zu verbringen und den Einsinkkräften standzuhalten, weist der Anhänger drei teleskopierende Stützen auf, die durch Arbeitszylinder oder als Variante manuell betätigt werden.
• Eine vordere Stütze 26 ist zur Mitte der Fahrgestellrahmen- Längsträger angeordnet und zwei hintere Stützen 28, 30, rechts bzw. links, sind unter den seitlichen Verlängerungen der quergerichteten Stützstruktur angeordnet, die rechts und links über die Träger 20, 22 hinausragen.
• Um Abhebekräften des Anhängers entgegenzuwirken, weist der Anhänger zwei Ballastgewichte 32, 34 auf, die rechts und links auf den seitlichen Verlängerungen der Stützstruktur befestigt sind. Diese Ballastgewichte sind mit Tragösen 36 versehen, die das Anheben der Ballastgewichte oder des Anhängers mit einem beliebigen zweckdienlichen Hebemittel ermöglichen. Zusätzlich kann der Anhänger mit Verankerungsschrauben 38 am Boden gehalten werden, die in den Boden eingeschraubt und mit dem Fahrgestellrahmen durch gespannte Trossen 40 oder Ketten (Fig. 3) verbunden sind.
• Die Eintreibvorrichtung weist im wesentlichen eine einstückige Stange 42, eine Wickeltrommel 44 und eine Eintreib/Ziehvorrichtung 46 für die Stange auf, die nacheinander in Einzelheiten beschrieben werden.
• Die Stange 42 ist aus einem Verbundwerkstoff auf der Basis von mechanisch hochfesten Fasern, wie z.B. Glas-, Kohlenstoff-, Metall- oder Arylamid-Fasern, hergestellt ist, die in ein Bindemittel, z.B. Kunstharz, eingebettet sind. Ihre Querschnittsgestalt kann beliebig, insbesondere rohrförmig sein.
• Die Stange wird einstückig mit der notwendigen Länge von beispielsweise 40 m hergestellt.
• Sie wird so angefertigt, daß sie eine exzellente Zug- und Druckfestigkeit, ohne merkliche Dehnung oder Kontraktion, wobei sie ihre Aufwicklung durch reversible elastische Deformation auf einen Krümmungsradius von 1,50 bis 2 m ermöglicht.
• Ihr vorderes Endstück 48, das senkrecht in den Boden eingetrieben werden solle ist mit einem Eindringkopf versehen, der mit passiven oder aktiven Eindringorganen und mit zweckdienlichen Sonden zur Messung der Bodenparameter bestückt ist.
• Im Innern des Stangenkanals und auf der ganzen Länge der Stange sind elektrische Kabel für den Anschluß der Sonden an nicht dargestellte Meßgeräte angeordnet. Diese Geräte können auch auf dem Fahrgestellrahmen angeordnet sein oder sie können, wenn es ihre Empfindlichkeit erfordert, mit anderen Mitteln zur Arbeitsstelle transportiert werden.
• Die Wickeltrommel 44 für die Stange 42 ist eine schmale Trommel von großem Durchmesser, die auf dem Anhänger im wesentlichen senkrecht zwischen den beiden Längsträgern 20, 22 angeordnet ist, derart, daß ihre Achse XX waagerecht und quer zum Fahrgestellrahmen ist.
• Die Trommel weist eine zylindrische Felge 50 mit auf der Seite zwei radialen Flanschen 52, 54 auf und bildet so eine Art nach außen offener kreisringförmiger Rinne, in der die Stange 42 mit mehreren nebeneinander- und/oder übereinanderliegenden Windungen aufgewickelt ist. Die zylindrische Felge trägt innen eine Zahnstange 56, die, wie nachstehend erläutert, zu ihrem Drehantrieb bestimmt ist.
• Der Fahrgestellrahmen weist auch zwei mit der Stützstruktur 24 fest bzw. einstückig verbundene Stabilisierungswangen 58, 60 auf, die im wesentlichen senkrecht ausgerichtet und voneinander genügend beabstandet sind, um zwischen sich die Trommel mit seitlicher Führung durchlaufen zu lassen.
• Das Gewicht der Trommel 44 wird von zwei zwischen den beiden Wangen gehaltenen Rollen (Fig. 2) abgestützt, nämlich einer oberen Rolle 62, die im wesentlichen auf gleicher Höhe wie die Achse der Trommel 44 und mit Anlage an der Innenseite der Felge angeordnet ist, derart, daß die Rinne auf dieser Höhe im allgemeinen senkrecht zur quergerichteten Stützstruktur ist, und einer unteren Rolle 64, die unter der oberen Rolle 62 und in Anlage an den Enden der Trommelflansche 52, 54 angeordnet ist.
• Die seitliche Führung der Trommel 44 wird ebenfalls in dem Bereich vorgenommen, der die beiden Längsträger 20, 22 voneinander trennt.
• Vor der unteren Rolle 64, auf der Innenseite der Felge 50, tragen die beiden Wangen einen Wickelmotor 66, der am Ende ein Zahnrad 68 aufweist, welches mit der Zahnstange 56 auf der Innenseite der Felge in Eingriff steht. Es wird erkannt werden, daß dieser Motor lediglich dazu bestimmt ist, das Aufwickeln der Stange 42 auf die Trommel 44 zu besorgen, dabei das Gegenmoment ausgleichend, das die aufgewickelte Stange nach Art einer Feder auf die Trommel ausübt. Der Motor übt also auf die Trommel ein Drehmoment aus, das immer in dieselbe Richtung gerichtet ist, obgleich er veranlaßt wird, sich in der einen oder der anderen Richtung zu drehen, je nachdem, ob die Stange beim Eintreiben abgewickelt oder beim Ziehen aufgewickelt wird. Vorteilhafterweise ist ein auf diese Funktionen abgestimmter Hydraulikmotor zu wählen.
• Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, daß das Zusammenwirken zwischen der Zahnstange 56 und dem Zahnrad 68 von radialen Kräften frei ist, was Abnutzung und das Auftreten von Spiel vermeidet und eine richtige Bemessung dieser Bauteile allein zu dem Zweck der Übertragung des Aufwickeldrehmomentes ermöglicht.
• Im wesentlichen der oberen Rolle 62 gegenüber, auf der Außenseite der Trommel, wird von Wangen ein Satz Rollen 70a, b, c, ..., q getragen, die hintereinander an einer Linie angeordnet sind, die als die "Biegungslinie" der Stange definiert ist.
• Genauer gesagt, diese Rollen begrenzen für die Stange 42 eine Rollbahn, deren Krümmung sich von einer Krümmung, die der Krümmung der Trommelfelge 50 auf der Höhe der am weitesten oben angeordneten ersten Rolle 70a nahekommt, bis zu einer Krümmung null auf der Höhe der am weitesten unten angeordneten letzten Rolle 70q verändert.
• Somit ist für die Stange 42 eine Übergangszone geschaffen zwischen einer senkrechten geradlinigen Konfiguration unterhalb der letzten Rolle und einer bestimmten Krümmungskonfiguration oberhalb der letzten Rolle.
• Die exakte Anordnung der Rollen kann rechnerisch und/oder durch Versuche ermittelt werden.
• Das andere Ende 72 der Stange ist an der Trommel, beispielsweise an einem der Flansche 52, auf der Außenseite desselben, sicher befestigt, und das die gesamte Stange durchlaufende elektrische Kabel geht über dieses Ende hinaus und endet an einem feststehenden (nicht dargestellten) Verbinder, an den die Meßinstrumente angeschlossen werden können. Das Verlängerungsstück des Kabels ist vorzugsweise vom Spiraltyp, damit es durch die Drehung der Trommel hervorgerufene Veränderungen in der Länge und im Drall ohne Schaden erleiden kann. Als Variante kann vorgesehen werden, daß der feststehende Verbinder vom Drehverbindertyp ist.
• Die Vorrichtung 46 zum Eintreiben/Ziehen der Stange 42 ist in der quergerichteten Stützstruktur 24 am senkrechten geradlinigen Stangenabschnitt angeordnet, der die letzte Rolle 70q vom Boden trennt.
• Wie in Fig. 3 dargestellt, umfaßt diese Vorrichtung zwei symmetrische Teile, die über Reibschluß auf beiden Seiten der Stange 42 zusammenwirken.
• Jeder Teil umfaßt eine Stützführung 74a, 74b von überwiegender Längserstreckung, die senkrecht parallel zur Stange angeordnet ist. Um die Stützführung läuft eine endlose Kette 76a, 76b, die an beiden Enden der Stützführung durch Umlenkzahnräder 78a, 78b umgelenkt wird.
• Jedes Kettenglied 80 (Fig. 4) weist auf seiner Außenseite eine Aufnahme 82 auf, in der eine Platte 84 aus einem Werkstoff befestigt ist, der abnutzungsfest ist und gegenüber dem Werkstoff der Stange 42 oder ihrem Beschichtungswerkstoff einen hohen Reibungskoeffizienten besitzt.
• Die Platte hat auf der Außenseite eine eine halbzylindrische Anlagefläche bildende Ausnehmung, die zum Querschnitt der Stange komplementär ist.
• An jeder Stützführung 74a, 74b wird eines der Kettenumlenkzahnräder 78a, 78b in der einen oder der anderen Richtung durch einen Motor 86a, 86b drehangetrieben, der ebenfalls vorteilhafterweise ein Hydraulikmotor ist.
• Sowohl um die Stange 42 freizugeben als auch um die beiden Endlosketten 76a, 76b mit großer radialer Kraft an die Stange anzupressen, weisen die beiden Stützführungen Arme 88a, 88b auf, die um eine senkrechte Achse Ya, Yb schwenkbar sind, derart, daß die Stützführungen und die Ketten über Arbeits-Zylinder 90a, 90b, die sich an der Stützstruktur 24 abstützen, von der Stange weg oder zu ihr hin bewegt werden können.
• Um sicherzustellen, daß sich die beiden Stützführungen 74a, 74b symmetrisch fortbewegen und die Stange 42 halten, ohne sie seitlich zu versetzen, sind die Arme 88a, 88b der beiden Stützführungen mit in gegenseitigem Eingriff stehenden Zahnsektoren 82a, 92b versehen.
• Der Fahrgestellrahmen trägt eine Antriebsquelle 94, vorteilhafterweise eine Verbrennungskraftmaschine, die eine Hydraulikpumpe antreibt, welche eine Menge Druckflüssigkeit zur Versorgung der verschiedenen vorstehend beschriebenen Motoren und Arbeitszylinder liefert. Natürlich umfaßt der Verteilerkreis die üblichen Organe, wie Behälter, Regel- und Sicherheitsventile, Druckwächter, Steuerventile, so wie sie dem Fachmann als notwendig erscheinen.
• Schließlich trägt der Fahrgestellrahmen einen Steuerschrank 96 mit den zum Steuern der Arbeitsweise der verschiedene Organe notwendigen elektrischen, elektronischen oder elektromechanischen Schaltungsanordnungen und den zugehörigen Schaltern.
• Diese Arbeitsweise ist folgende:
• - Der Anhänger wird bis zum gewünschten Ort gezogen, dort abgehängt;
• - die Stabilisatorstützen 26, 28, 30 werden ausgefahren, um den Anhänger waagerecht auszurichten;
• - wenn notwendig, werden die Verankerungsschrauben 38 in den Boden gebohrt und die Trossen 40 zwischen den Schrauben und dem Fahrgestellrahmen gespannt;
• - die Antriebsquelle 94 wird eingeschaltet;
• - den Arbeitszylindern 90a, 90b der Eintreib/Zieh-Vorrichtung 46 wird Druck zugeführt, um die Platten 84 der Endlosketten fest an die Stange 42 anzupressen;
• - die Antriebsmotoren 86a, 86b der Eintreib/Zieh-Vorrichtung 46 werden in der Richtung gespeist, die dem Eintreiben der Stange 42 entspricht;
• - während dieser Zeit ermöglicht eine zweckdienliche Regelung des Wickelmotors 66 das Abwickeln der Stange 42 von der Trommel 44;
• - wenn die in den Boden eingetriebene Länge der Stange 42 einen gewünschten Wert erreicht hat, stoppt man die Antriebsmotoren der Eintreib/Zieh-Vorrichtung; danach können die zugehörigen Arbeitszylinder von Druck entlastet werden.
• Die notwendigen Messungen können auf zwei Weisen vorgenommen werden: kontinuierlich während des Eintreibens der Stange oder an festen Punkten, wenn die Stange an einer vorbestimmten Stellung angehalten ist.
• Wenn nötig kann die Antriebsquelle 94 abgeschaltet werden. Nur der Wickelmotor 66 verbraucht dann etwas Energie, und es genügt, zu diesem Zweck einen Druckflüssigkeitsbehälter von ausreichender Kapazität vorzusehen, damit das die Drehung der Trommel unter der "Feder"wirkung der Stange vermeidende Drehmoment aufrechterhalten wird.
• Nach Beendigung der Messungen wird die Stange 42 herausgezogen:
• - Wiedereinschalten der Antriebsquelle;
• - Unterdrucksetzen der Arbeitszylinder der Eintreib/Zieh- Vorrichtung;
• - Speisung der Antriebsmotoren dieser Vorrichtung in der dem Herausziehen entsprechenden Richtung;
• - Abschalten derselben Motoren, sobald die Stange vollständig gezogen ist;
• - sodann Druckentlastung der Arbeitszylinder der Eintreib/ Zieh-Vorrichtung;
• - während der gesamten Dauer des Herausziehens Speisung des Wickelmotors durch die zugehörige Regelung in dem Maße, wie es für ein richtiges Aufwickeln der Stange notwendig ist.
• Es können dann die Trossen 40 abgenommen und die Verankerungsschrauben 38 gelöst werden, sodann die Stabilisatorstützen 26, 28, 30 eingezogen und der Anhänger zu einem neuen Arbeitsplatz gezogen werden.
• Aus dem Vorstehenden ergibt sich deutlich, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung ein kontinuierliches Eintreiben der Stange ermöglicht, praktisch ohne manuelles Eingreifen des Bedienungspersonals, innerhalb einer beträchtlich kürzeren Zeit als bei herkömmlichen Techniken.
• Für die Zeit des Abschleppens und der Nichtverwendung wird ein mechanisches Blockierorgan für die Trommel vorgesehen, um ein unbeabsichtigtes Abwickeln der Stange zu vermeiden.
• Um außerdem Sach- und/oder Personenschäden bei einem Bruch der Stange und einer abrupten Freisetzung der durch ihre Aufwicklung gespeicherten elastischen Energie zu verhindern, wird eine Verkleidung 98 aus Blech großer Dicke vorgesehen, wenn nicht auf dem ganzen Umfang der Trommel, so doch wenigstens über dem ganzen unteren Bereich unterhalb der beiden Längsträger (Fig. 2).
• Es leuchtet ein, daß der Innenkanal der Stange 42 nicht nur elektrische Kabel für die Übermittlung von Signalen geringer Stärke aus den Sonden aufnehmen kann, sondern auch elektrische Kabel für die Leistungsverteilung zu den aktiven Organen im Eindringkopf, Hydraulik- oder Duckluftleitungen in beiden Richtungen oder auch optische Kabel.
• Schließlich sieht die Erfindung vorteilhafterweise vor, daß die Stange selbst über der Länge der Stange in ihren Werkstoff eingebettete elektrisch leitende Meßdrähte aufweist, die an einen zweckdienlichen Überwachungskasten angeschlossen sind.
• Wenn somit beim Ziehen der Stange die von ihr örtlich erfahrene Deformation einen zulässigen Wert übersteigt und dadurch die Gefahr eines Stangenbruchs herbeiführt, brechen ein oder mehrere dieser Meßdrähte und der Überwachungskasten erfaßt diesen Bruch und erzeugt ein Warnsignal. Zusätzlich zu dieser Warnung kann der Überwachungskasten zwingend die Abschaltung der Antriebsmotoren der Eintreib/Zieh-Vorrichtung veranlassen und zu einem Herausziehen und einem manuellen Wiedereinschalten durch eine Bedienperson zwingen.
• Aus praktischen Gründen werden für den Anhänger und die gesamte Vorrichtung Abmessungen gewählt, die mit den üblichen Ladeprofilen im Straßenverkehr kompatibel sind:
• Höhe unter 4 m,
• Breite unter 2,50 m.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Eintreiben von Stangen, insbesondere für Bodenmechanikuntersuchungen, in den Boden, mit einer einstückigen, zug- und druckfesten Stange (42), einer Wickeltrommel (44) für die Stange (42), einer Vorrichtung zum Eintreiben/Herausziehen (46) der Stange und einem Rahmen (18,20,22,24), der die Wickeltrommel und die Vorrichtung zum Eintreiben/Herausziehen trägt, wobei die Trommel als nach außen offene ringförmige Rinne ausgebildet ist, in der die Stange (42) aufgerollt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stange als Röhre ausgebildet ist, die über ihre ganze Länge elektrische und/oder optische Kabel und/oder elektrische und/oder pneumatische Leitungen enthält,

dadurch, daß die Stange aus Komposit-Material gebildet ist, das hochstabile in ein Bindemittel eingebettete Fasern aufweist und unter reversibler elastischer Deformation gebogen werden kann, und

dadurch, daß die Vorrichtung weiterhin einen Wickelmotor (66) aufweist, der vom Rahmen (18,20,22,24) getragen wird und auf die Trommel ein in die Richtung des Aufrollens der Stange gerichtetes Moment ausübt, wobei der Motor bestimmt ist, während des Eintreibens und Herausziehens der Stange die Federwirkung der Stange auszugleichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange Meßleitungen enthält, die in das Material, das die Stange bildet, über die ganze Länge der Stange eingebettet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickeltrommel (44) vom Rahmen (18,20,22,24) so getragen wird, daß ihre Achse (xx) waagerecht und in bezug auf den Rahmen quer angeordnet ist, daß die Trommel (44) eine Trommel mit großem Durchmesser ist und eine zylindrische Felge (50) und zwei radiale Flansche aufweist, und daß die Trommel auf dem Rahmen von zwei Rädern (62, 64) gestützt wird, einem oberen Rad (62) in Kontakt mit der Innenseite der Felge (50) und einem unteren Rad (64) in Kontakt mit den Rändern der Flansche (52,54).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (50) der Trommel an der Innenseite eine Zahnstange (56) trägt, und dadurch, daß der Wickelmotor die Trommel durch ein Zahnrad (68) in Eingriff mit der Zahnstange (56) antreibt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Reihe von Rädern (70a, b, c ... 70q) aufweist, die entlang einer "Biegungslinie" genannten Linie der Stange (42) angeordnet sind, so daß sie für die Stange einen Laufweg unterschiedlicher Krümmung festlegen, von einer Krümmung, die der der Felge (50) ähnlich ist, bis zu einer Krümmung gleich Null, bei der die Stange eine geradlinige senkrecht ausgerichtete Gestalt einnimmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Eintreiben/Herausziehen (46) zwei an je einer Seite der Stange angeordnete Teile enthält, von denen jeder eine von einem Motor (86a, 86b) angetriebene und durch Reibung mit der Stange (42) zusammenwirkende endlose Kette (76a, 76b) enthält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil der Vorrichtung zum Eintreiben/Herausziehen (46) eine langgestreckte Stützführung (74a, 74b) aufweist, um die die endlose Kette (76a, 76b) läuft und die unter der Einwirkung von Druckzylindern (90a, 90b), die sich auf dem Rahmen abstützen, schwenkbar um eine senkrechte Achse (Ya, Yb) angebracht ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (80) jeder endlosen Kette Segmente (84) tragen, die aus einem abnutzungsbeständigen und gegenüber dem Material der Stange einen höheren Reibungskoeffizienten aufweisenden Material gefertigt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem mit Rädern für die Fahrt auf dem Erdboden ausgestatteten Anhänger (12) angebracht ist, und dadurch, daß der Anhänger eine Motor- Stromquelle (94) und die für seinen Betrieb notwendigen Steuerelemente (96) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem selbstfahrenden Fahrzeug angebracht ist, das zur Fahrt auf dem Erdboden geeignet ausgestattet ist und eine Motor-Stromversorgung und die für seinen Betrieb notwendigen Steuerelemente enthält.