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Patent Searching and Data


Title:
DEEP VIBRATOR ARRANGEMENT HAVING A CUTTING PLATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/127915
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a deep vibrator arrangement, comprising: a deep vibrator (1) having a vibrator housing (11); and at least one first cutting plate (4) fastened to the vibrator housing (11) and arranged at a distance from the vibrator housing (11).

Inventors:
DEGEN, Alexander (Balanstraße 8, München, 81669, DE)
DEGEN, Wilhelm (18742 Via Siena, Irvine, California, 92603, US)
Application Number:
DE2011/050008
Publication Date:
October 20, 2011
Filing Date:
March 23, 2011
Export Citation:
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Assignee:
DEGEN, Alexander (Balanstraße 8, München, 81669, DE)
DEGEN, Wilhelm (18742 Via Siena, Irvine, California, 92603, US)
International Classes:
E02D3/054
Attorney, Agent or Firm:
WESTPHAL, MUSSGNUG & PARTNER (Herzog-Wilhelm-Straße 26, München, 80331, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Tiefenrüttleranordnung, die aufweist: einen Tiefenrüttler (1) mit einem Rüttlergehäuse (11); wenigstens eine an dem Rüttlergehäuse (11) befestigte und derart beabstandet zu dem Rüttlergehäuse (11) angeordnete erste Schneidplatte (4), dass das Rüttlergehäuse (11) und die Schneidplatte einen Zwischenraum definieren, der in einer Richtung senkrecht zu dem Rüttlergehäuse (11) durch die

Schneidplatte (4) begrenzt ist.

2. Tiefenrüttleranordnung nach Ansprüche 1, bei der das

Rüttlergehäuse (11) zylinderförmig ist.

3. Tiefenrüttleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Rüttlergehäuse (11) ein oberes und ein unteres Ende (12, 13) aufweist und bei der die wenigstens eine Schneidplatte (4) beabstandet zu dem oberen und dem unteren Ende angeordnet ist .

4. Tiefenrüttleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Tiefenrüttler (1) eine Ruhepunkt (R) aufweist, wobei die we- nigstens eine Schneidplatte (4) zwischen dem Ruhepunkt und dem unteren Ende des Rüttlergehäuses angeordnet ist.

5. Tiefenrüttleranordnung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, bei dem die wenigstens eine Schneidplatte (4) als ebene Platte ausgebildet ist.

6. Tiefenrüttleranordnung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, bei dem die wenigstens eine Schneidplatte (4) eine mehreckige Geometrie besitzt.

7. Tiefenrüttleranordnung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, bei dem die wenigstens eine Schneidplatte (4) derart angeordnet ist, dass eine der Ecken in Richtung des unteren Endes (13) zeigt.

8. Tiefenrüttleranordnung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die wenigstens eine Schneidplatte (4) eine dreieckige oder vier¬ eckige Geometrie besitzt.

9. Tiefenrüttleranordnung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, bei der eine Abmessung der wenigstens einen Schneid- platte in einer Richtung senkrecht zu einer Verbindungsrich¬ tung zwischen dem oberen und dem unteren Ende (12, 13) einem Durchmesser des Rüttlergehäuses (11) in dieser Richtung ent¬ spricht, oder größer ist. 10. Tiefenrüttleranordnung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, bei der zwei Schneidplatten (4) vorgesehen sind, die bezogen auf das Rüttlergehäuse (11) gegenüberliegend angeord¬ net sind. 11. Tiefenrüttleranordnung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, bei der die Schneidplatte (4) mittels wenigstens ei¬ nes Verbindungssteges (41) an dem Rüttlergehäuse befestigt ist . 12. Tiefenrüttleranordnung nach Anspruch 11, bei der der we¬ nigstens eine Verbindungssteg (41) im Wesentlichen senkrecht verläuft zu einem Abschnitt der Oberfläche des

Rüttlergehäuses (11), an dem er befestigt ist, und dass er im Wesentlichen senkrecht verläuft zu einem Abschnitt der

Schneidplatte (4), an dem er befestigt ist.

13. Tiefenrüttleranordnung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, bei der wenigstens ein Rohr (14) an dem

Rüttlergehäuse (11) angeordnet ist, das ein Auslassende (14χ) aufweist, das im Bereich zwischen der wenigstens einen ersten Schneidplatte (4) und dem unteren Ende angeordnet ist.

14. Tiefenrüttleranordnung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, die weiterhin aufweist: ein Tragrohr (3) , an dem der Tiefenrüttler an seinem oberen (12) Ende befestigt ist, wobei an dem Tragrohr (3) wenigstens eine weitere Schneid¬ platte (4) angeordnet ist. 15. Tiefenrüttleranordnung nach Anspruch 14, bei der die we¬ nigstens eine Schneidplatte (4) an dem Tiefenrüttler und die wenigstens eine weitere Schneidplatte an dem Tragrohr (3) in Umfangsrichtung des Tiefenrüttlers versetzt zueinander ange¬ ordnet sind.

16. Tiefenrüttleranordnung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, das wenigstens ein Schneidplattenpaar mit zwei pa¬ rallel zueinander angeordneten Schneidplatten (4) aufweist. 17. Verfahren zur Herstellung einer Materialsäule im Boden, das aufweist :

Bereitstellen einer Tiefenrüttleranordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche;

Einbringen der Tiefenrüttleranordnung bis zu einer gewünsch¬ ten Tiefe in den Boden, wobei beim Einbringen ein zwischen der wenigstens einen Schneidplatte (4) und dem Rüttlergehäuse vorhandener Bodenbereich wenigstens teilweise von dem umge- benden Boden abgeschnitten wird, und Entfernen dieses Boden¬ bereichs aus dem Boden;

Zurückziehen der Tiefenrüttleranordnung nach Erreichen der gewünschten Tiefe, so dass unterhalb der

Tiefenrüttleranordnung ein Hohlraum entsteht; Einbringen eines Fremdmaterials an dem Rüttlergehäuse vorbe in den Hohlraum.

18. Verfahren nach Anspruch 17, das weiterhin aufweist:

Verdichten des in den Hohlraum eingebrachten Fremdmaterials mittels des Tiefenrüttlers (1).

Description:
TIEFENRÜTTLERANORDNUNG MIT SCHNEIDPLATTE

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine

Tiefenrüttleranordnung mit einem Tiefenrüttler.

Tiefenrüttler werden zur lokalen Verdichtung des Bodens und/oder zur Herstellung von Materialsäulen im Boden verwen- det . Solche Verfahren sind beispielsweise in der EP 0 861 944 AI oder der DE 10 2006 005 242 AI beschrieben.

Tiefenrüttler besitzen einen langgestreckten, meist zylinder ¬ förmigen Körper mit einer Rüttlerspitze und einem in dem Rüt- telkörper angeordneten Exzenter, der den Rüttelkörper während des Betriebs in horizontale Schwingungen versetzt. Sowohl beim Verdichten des Bodens, als auch beim Herstellen von Ma ¬ terialsäulen im Boden wird der Tiefenrüttler bis zu einer ge ¬ wünschten Tiefe in den Boden eingebracht. Zur Herstellung ei- ner Materialsäule wird anschließend ein gewünschtes Material, wie z.B. Kies oder Beton, in einen durch den Rüttler erzeug ¬ ten Hohlraum eingebracht, das durch den Rüttler noch verdich ¬ tet werden kann. Dieses Material kann von oben an dem Tiefen ¬ rüttler vorbei in einen zuvor erzeugten Hohlraum unterhalb des Tiefenrüttler eingebracht werden. In diesem Fall ist ein ausreichend großer Ringspalt um den Tiefenrüttler herum zwi ¬ schen dem Tiefenrüttler und dem umgebenden Boden erforder ¬ lich. In manchen Böden, wie zum Beispiel sandigen Böden, genügt be ¬ reits das Eigengewicht des Rüttlers in Verbindung mit den durch ihn durchgeführten Rüttelbewegungen, damit der Tiefen ¬ rüttler gehalten durch eine Tragvorrichtung in den Boden ein ¬ dringt und ein ausreichend großer Ringspalt erzeugt wird. Bei dichteren bzw. kompakteren Böden kann das Eindringen des Tie ¬ fenrüttlers in den Boden und das Herstellen eines ausreichend großen Ringspalts durch Spülen mit einer Spülflüssigkeit, üb- licherweise Wasser, erleichtert werden. Hierzu wird die Spül ¬ flüssigkeit unter Druck im Bereich des Tiefenrüttlers in den Boden eingebracht. Die Spülflüssigkeit reduziert die Reibung des Tiefenrüttlers gegenüber dem umgebenden Boden. Außerdem wäscht die Spülflüssigkeit einen Teil des Bodenmaterials aus, wodurch sich ein Spalt, der sich aufgrund der Schwingungen des Tiefenrüttlers um den Rüttelkörper bildet, vergrößert.

Bei Böden, bei denen eine mittlere bis starke Kohäsion der Bodenteilchen vorliegt, wie dies zum Beispiel bei Tonböden oder tonhaltigen Böden der Fall ist, ist ein solches Verfah ¬ ren sehr mühsam. Hier werden große Mengen an Spülflüssigkeit benötigt, um das Bodenmaterial auszuwaschen bzw. den Ring ¬ spalt um den Tiefenrüttler zu erodieren. Die schlammige Spül- flüssigkeit muss an der Oberfläche aufgefangen und gegebenen ¬ falls gereinigt werden. In einigen Fällen genügt das Spülen mit Spülflüssigkeit nicht einmal, um den Tiefenrüttler in den Boden einzubringen bzw. einen Ringspalt herzustellen. Insbe ¬ sondere tonhaltige Böden können eine gewisse Flexibilität (plastische Verformbarkeit) besitzen, die bewirkt, dass der

Tiefenrüttler das Bodenmaterial zwar in horizontaler Richtung zunächst zurückdrängen kann, dass ein gebildeter Ringspalt sich jedoch wieder schließt. In diesen Fällen ist ein Vorboh ¬ ren des Lochs mit einer Bohrvorrichtung notwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

Tiefenrüttleranordnung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, auch in kompakte Böden auf einfache Weise einzu ¬ dringen, und ein Verfahren zur Herstellung einer Materialsäu- le im Boden zur Verfügung zu stellen.

Dies Aufgabe wird durch eine Tiefenrüttleranordnung gemäß An ¬ spruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Un- teransprüchen . Die erfindungsgemäße Tiefenrüttleranordnung umfasst einen Tiefenrüttler mit einem Rüttlergehäuse und wenigstens eine an dem Rüttlergehäuse befestigte und beabstandet zu dem

Rüttlergehäuse angeordnete erste Schneidplatte.

Bei Einsatz einer solchen Tiefenrüttleranordnung durchschnei ¬ det die Schneidplatte den Boden beabstandet zu dem Tiefen ¬ rüttler, wobei das zwischen dem Tiefenrüttler und der

Schnittkante vorhandene aufgeschnittene Bodenmaterial leicht in herkömmlicher Weise ausgespült werden kann. Diese

Tiefenrüttleranordnung kann damit bei nur geringem Spül ¬ flüssigkeitsaufwand auch in sehr kompakte Böden, wie z.B. tonhaltige oder lehmhaltige Böden vordringen, und kann einen ausreichend großen Spalt um den Tiefenrüttler herum erzeugen, über den Material, wie z.B. Kies, Sand oder Beton, an dem

Tiefenrüttler vorbei in das durch den Tiefenrüttler erzeugte Loch eingebracht werden kann.

Der Tiefenrüttler bzw. das Rüttlergehäuse weist einen Befes- tigungspunkt auf, um den der Tiefenrüttler im Betrieb seine

Rüttelbewegungen vollzieht. Dieser Befestigungspunkt kann in ¬ nerhalb des Gehäuses unterhalb eines oberen Endes des

Rüttlergehäuses liegen. Der Befestigungspunkt wird im Betrieb nicht in horizontaler Richtung ausgelenkt, bleibt also in Ru- he, und wird daher auch als Ruhepunkt bezeichnet. Bei einem Beispiel ist vorgesehen, dass die Schneidplatte zwischen dem Ruhepunkt und dem unteren Ende des Rüttlergehäuses angeordnet ist. Die Schneidplatte 4 ist insbesondere in der oberen Hälf ¬ te oder dem oberen Drittel der Strecke zwischen dem Ruhepunkt und der Rüttlerspitze angebracht

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schneidplatte eine mehreckige Geometrie, wie z.B. eine drei ¬ eckige oder eine viereckige Geometrie aufweist. Die Schneid- platte kann hierbei insbesondere derart angeordnet sein, dass eine der Ecken in Richtung des unteren Endes des

Rüttlergehäuses zeigt. Diese Ecke zeigt bei Betrieb der Tiefenrüttleranordnung in Richtung der Vortriebsrichtung, so dass der Kraftaufwand beim "Zerschneiden" des Boden reduziert ist. Die Schneidplatte weist bei einem Beispiel zwei Schneid ¬ kanten auf: einen erste Schneidkante, die in Richtung einer Vortriebsrichtung des Tiefenrüttlers beim Einbringen in den Boden zeigt; und eine zweite Schneidkante, die in entgegenge ¬ setzter Richtung zeigt. Hierdurch kann Bodenmaterial sowohl beim Eindringen des Tiefenrüttlers in den Boden, als auch beim Herausfahren des Tiefenrüttlers aus dem Boden, abge- schnitten werden. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass der Tiefenrüttler beim Einbringen in den Boden und bei Herausfah ¬ ren aus dem Boden unterschiedliche Winkelstellungen besitzen kann, so dass sowohl beim Einfahren als auch beim Ausfahren jeweils ein anderer Teil des Bodenmaterials im Ringraum um den Tiefenrüttler herum abgeschnitten wird. Eine unterschied ¬ liche Winkelstellung des Tiefenrüttlers bei Einfahren und Ausfahren aus dem Boden kann auch durch eine Drehvorrichtung (nicht dargestellt) an der Rüttleraufhängung erreicht wer ¬ den, die dazu ausgebildet ist, den Tiefenrüttler in der Um- fangsrichtung des Rüttlergehäuses zu drehen.

Die Schneidplatte kann insbesondere als ebene Platte ausge ¬ bildet sein, kann jedoch auch derart gekrümmt sein, dass sie sich in Umfangsrichtung um einen Teil des Rüttlergehäuses er- streckt.

Ein Abstand zwischen der Schneidplatte und dem Rüttlergehäuse ist insbesondere so gewählt, dass nach dem Entfernen des ab ¬ geschnittenen Bodenmaterials aus dem Zwischenraum zwischen dem Rüttlergehäuse und der Schneidplatte ein Spalt bzw. Kanal entsteht, über den Fremdmaterial, wie Sand, Kies oder Beton in das durch den Tiefenrüttler 1 erzeugte Loch eingebracht werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine Ab ¬ messung der Schneidplatte in einer Richtung senkrecht zu ei ¬ ner Verbindungsrichtung zwischen dem oberen und dem unteren Ende, d.h. während des Betriebs in einer Richtung quer zur Vortriebsrichtung der Rüttleranordnung, größer ist oder gleich ist zu einem Durchmesser des Tiefenrüttlers in dieser Richtung. Bei dieser Ausgestaltung ist sichergestellt, dass der Boden entlang der gesamten "Breite" des Tiefenrüttlers zerteilt bzw. zerschnitten wird.

An dem Rüttlergehäuse kann ein Rohr angeordnet sein, das ein Auslassende aufweist, wobei das Auslassende im Bereich zwi- sehen der wenigstens einen ersten Schneidplatte und dem unte ¬ ren Ende angeordnet ist. Über dieses Rohr kann ein Spülmedi ¬ um, insbesondere Wasser oder Luft, während des Betriebs der Tiefenrüttleranordnung in den Bereich zwischen der Schneid ¬ platte und dem unteren Ende eingebracht werden, wobei das durch die Schneidplatte abgetrennte Bodenmaterial mittels des Spülmediums aus dem Loch ausgespült werden kann.

Die Tiefenrüttleranordnung kann weiterhin ein Tragrohr auf ¬ weisen, an dem der Tiefenrüttler mit seinem oberen Ende be- festigt ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist an diesem Tragrohr wenigstens eine zweite Schneidplatte angeordnet. Diese wenigstens eine zweite Schneidplatte kann in Umfangs- richtung des Rüttlergehäuses versetzt zu der wenigstens einen ersten Schneidplatte angeordnet sein.

An dem Tiefenrüttler sind beispielsweise zwei erste Schneid ¬ platten vorgesehen, die bezogen auf den Tiefenrüttler einan ¬ der gegenüberliegend angeordnet sind. Entsprechend können an dem Tragrohr zwei zweite Schneidplatten angeordnet sein, die bezogen auf das Tragrohr gegenüberliegend angeordnet sind.

Ein Versatz in Umfangsrichtung der zwei ersten Schneidplatten an dem Tiefenrüttler im Vergleich zu den zwei zweiten

Schneidplatten an dem Tragrohr beträgt beispielsweise 90°. Mittels einer solchen Anordnung wird der Boden an vier Seiten um die Tiefenrüttleranordnung herum zerschnitten, wodurch das abgetrennte Bodenmaterial besonders leicht entfernt werden kann . Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von Zeichnun ¬ gen näher erläutert. Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung des Grundprinzips, so dass nur die zum Verständnis des Grund ¬ prinzips notwendigen Merkmale dargestellt sind. Die Zeichnun ¬ gen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeich ¬ nen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale mit gleicher Bedeutung.

Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Ausfüh ¬ rungsbeispiels einer Tiefenrüttleranordnung mit ei ¬ nem Tiefenrüttler.

Figur 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch den Tie ¬ fenrüttler in der in Figur 1 dargestellten Schnitt ¬ ebene A-A.

Figur 3 zeigt schematisch einen Querschnitt durch den Tie ¬ fenrüttler in der in Figur 1 dargestellten Schnitt ¬ ebene B-B.

Figur 4 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels einer Tiefenrüttleranordnung .

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Tiefenrüttleranordnung . Diese

Tiefenrüttleranordnung umfasst einen Tiefenrüttler 1 mit ei ¬ nem länglichen Rüttlergehäuse 11 mit einem oberen Ende 12 und einem unteren Ende 13, wobei im Bereich des unteren Ende 13 eine Rüttlerspitze ausgeformt sein kann. Das Rüttlergehäuse 11 besitzt beispielsweise eine zylinderförmige Geometrie. Ab ¬ messungen des Rüttlergehäuses in Längsrichtung, d.h. in der Richtung zwischen dem oberen und dem unteren Ende 12, 13, be ¬ tragen beispielsweise mehrere Meter. Die Abmessung des

Rüttlergehäuses quer zur Längsrichtung, d.h. der Durchmesser des Rüttlers, beträgt beispielsweise im Bereich zwischen 25cm und 60cm Der Tiefenrüttler 1 kann wie ein herkömmlicher Tiefenrüttler ausgebildet sein und weist bezugnehmend auf Figur 3, die ei ¬ nen Querschnitt durch den Tiefenrüttler in der in Figur 1 dargestellten Schnittebene B-B zeigt, beispielsweise eine Un ¬ wucht bzw. einen Exzenter 15 auf, der um eine Welle 16 rotierbar in dem Rüttlergehäuse 11 gelagert ist. Dieser Ex ¬ zenter 15 wird während des Betriebes des Tiefenrüttlers durch einen Motor, wie z.B. einen Hydraulikmotor oder einen Elekt- romotor (nicht dargestellt) , in Drehungen versetzt, wodurch sich die Rüttlerspitze des Tiefenrüttlers 1 auf einer Kreis ¬ bahn bewegt .

Bei dem in Figur 1 dargestellten Beispiel ist der Tiefenrütt- 1er 1 an seinem oberen Ende 12 über ein Kupplungselement 2 an einem Tragrohr 3 befestigt. Der Tiefenrüttler 1 könnte jedoch auch an einer Seilvorrichtung oder einer anderen Tragvorrich ¬ tung befestigt sein. Mit C ist in Figur 1 eine Längsachse des Tiefenrüttlers 1 be ¬ zeichnet. Während des Betriebs, d.h. bei rotierendem Exzenter 15, bewegt sich die Rüttlerspitze entsprechend der Kreisbewe ¬ gung des Exzenters 15 oszillierend auf einer Kreisbahn. Die mit C bezeichneten Linien veranschaulichen in Figur 1 die Position der Längsachse C des Tiefenrüttlers 1 in verschiede ¬ nen ausgelenkten Zuständen.

Bei der in Figur 1 dargestellten Tiefenrüttleranordnung ist erfindungsgemäß wenigstens eine erste Schneidplatte 4 am Rüttlergehäuse 11 des Tiefenrüttlers 1 befestigt. Bezugneh ¬ mend auf Figur 2, die einen Querschnitt durch den Tiefenrütt ¬ ler 1 in der in Figur 1 dargestellten Schnittebene A-A zeigt, ist die wenigstens eine Schneidplatte 4 beabstandet zu dem Rüttlergehäuse 11 angeordnet und ist in dem dargestellten Beispiel mittels einer stegartigen Befestigungsvorrichtung 41 an dem Gehäuse 11 befestigt. Die stegartige Befestigungsvor ¬ richtung 41 ist insbesondere so gewählt, dass sie eine mög- liehst geringe Querschnittsfläche in einer horizontalen Ebe ¬ ne, d.h. einer Ebene senkrecht zu der Vortriebsrichtung des Tiefenrüttlers besitzt. Dadurch behindert die Befestigungs ¬ vorrichtung 41 einen Materialfluss zwischen dem

Rüttlergehäuse 11 und der Schneidplatte 4, für das Einbringen von Fremdmaterial, wie Kies oder Beton, im Einsatz des Tie ¬ fenrüttlers nur in geringem Umfang.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Beispiel sind zwei Schneid- platten 4 vorgesehen, die bezogen auf das Rüttlergehäuse 11 gegenüberliegend angeordnet sind, die also in Umfangsrichtung des Rüttlergehäuses 11 um 180° versetzt zueinander angeordnet sind. Diese zwei Schneidplatten 4 können in Längsrichtung des Rüttlergehäuses 11 auf gleicher Höhe angeordnet sein, können in Längsrichtung jedoch auch versetzt zueinander angeordnet sein. Das Vorsehen von zwei Schneidplatten reduziert den Wi ¬ derstand beim Einbringen des Tiefenrüttlers 1 in den Boden. Außerdem wird das Rüttlergehäuse symmetrischer belastet und ein Verdrehen des Tiefenrüttlers 1 kann verhindert oder zu- mindest reduziert werden.

Das Vorsehen von zwei gegenüberliegenden Schneidplatten ist lediglich als Beispiel zu verstehen. Sowohl die Anzahl der an dem Rüttlergehäuse 11 angeordneten Schneidplatten 4, als auch deren gegenseitiger Versatz in Längsrichtung des

Rüttlergehäuses 11 und deren Versatz in Umfangsrichtung des Rüttlergehäuses 11 kann beliebig gewählt werden. Bei einem Beispiel ist vorgesehen, vier Schneidplatten an dem

Rüttlergehäuse 11 anzuordnen, die jeweils um 90° in Umfangs- richtung zueinander versetzt sind. Hierbei kann insbesondere vorgesehen werden, jeweils zwei gegenüberliegende Schneid ¬ platten in Längsrichtung auf gleicher Höhe des

Rüttlergehäuses 11 anzuordnen. Bezugnehmend auf Figur 1 ist die wenigstens eine erste

Schneidplatte in Längsrichtung des Tiefenrüttlers 11 zwischen dem oberen und dem unteren Ende 12, 13 angeordnet, und zwar jeweils beabstandet zu dem oberen und dem unteren Ende 12, 13. Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand der Schneidplatte 4 zu dem oberen und dem unteren Ende jeweils mehr als 10% der Gesamtlänge des Tiefenrüttlers, das heißt der Länge zwischen dem oberen und unteren Ende 12, 13.

Der Tiefenrüttler 1 bzw. das Rüttlergehäuse 11 weist einen Befestigungspunkt R auf, um den der Tiefenrüttler 1 im Be ¬ trieb seine Rüttelbewegungen vollzieht. Dieser Befestigungs- punkt R kann innerhalb des Verbindungsstücks 2 liegen (wie dargestellt) , kann jedoch auch innerhalb des Gehäuses 11 un ¬ terhalb des oberen Endes 12 liegen. Der Befestigungspunkt R wird im Betrieb nicht in horizontaler Richtung ausgelenkt, bleibt also in Ruhe, und wird daher auch als Ruhepunkt be- zeichnet. Bei einem Beispiel ist vorgesehen, dass die

Schneidplatte zwischen dem Ruhepunkt R und dem unteren Ende des Rüttlergehäuses 11 angeordnet ist. Die Schneidplatte 4 ist insbesondere in der oberen Hälfte oder dem oberen Drittel der Strecke zwischen dem Ruhepunkt R und dem unteren Ende an- geordnet .Die Schneidplatte 4 ist dabei beabstandet zu dem Ruhepunkt R angeordnet, so dass die Schneidplatte 4 während des Betriebs ebenfalls Rüttelbewegungen unterliegt, wodurch ein Eindringen der Schneidplatte 4 erleichtert ist. Die wenigstens eine Schneidplatte 4 ist an dem Rüttlergehäuse 11 insbesondere oberhalb des Exzenters 15 angeordnet, d.h. zwischen dem oberen Ende 12 und dem Exzenter 15 und ist in einem solchen Bereich des Rüttlergehäuses 11 angeordnet, der während des Betriebs oszilliert.

Die Tiefenrüttleranordnung mit dem Tiefenrüttler 1 kann zur Verdichtung des Bodens oder zur Herstellung von Materialsäu ¬ len im Boden verwendet werden. In beiden Fällen dringt der Tiefenrüttler 1 unter Rüttelbewegungen, die durch den Exzen ¬ ter 15 erzeugt werden, und unter seinem Eigengewicht in den Boden ein. Die wenigstens eine Schneidplatte 4 zerschneidet dabei den Boden beabstandet zu dem Rüttlergehäuse 11. Das Bo ¬ denmaterial zwischen der Schneidplatte 4 und dem Rüttlergehäuse 11 kann dann auf einfache Weise ausgespült werden. Hierzu weist der Tiefenrüttler 1 beispielsweise we ¬ nigstens ein Rohr 14 auf, das in dem dargestellten Beispiel außen an dem Rüttlergehäuse 11 angeordnet ist und das einen Auslass 14i aufweist, der sich zwischen der Schneidplatte 4 und dem unteren Ende 13 befindet. Über dieses Rohr kann ein Spülmedium, insbesondere eine Spülflüssigkeit, wie z.B. Was ¬ ser, im unteren Bereich des Rüttlergehäuses 11 ausgebracht werden, die das zuvor mittels der Schneidplatte 4 abgetrennte und zwischen der Schneidplatte 4 und dem Rüttlergehäuse 11 vorhandene Bodenmaterial nach oben aus dem Bohrloch heraus ¬ drückt. In Böden mit einem hohen Wassergehalt bzw. hohen Grundwasserspiegel, kann auch Luft als Spülmedium verwendet werden .

Das Rohr 14 kann aus einem Medientank (nicht dargestellt) und über in dem Tragrohr 3 vorhandene Leitungen (ebenfalls nicht dargestellt) mit dem Spülmedium, insbesondere Wasser oder Luft, beaufschlagt werden. Während des Betriebs wird das Me- dium unter Überdruck in das Rohr 14 eingebracht, wobei das am Auslassende 14χ austretende Medium das durch die Schneidplat ¬ te 4 abgetrennte Bodenmaterial, also das Bodenmaterial zwi ¬ schen der Schneidplatte 4 und dem Rüttlergehäuse 11 nach oben ausspült bzw. herausdrückt.

Die in Figur 1 dargestellte Anordnung weist zwei Rohre 14 auf, die bezogen auf das Rüttlergehäuse gegenüberliegend an ¬ geordnet sind. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Rohre 14 vorgesehen werden. Der gegenseitige Versatz mehrerer Rohre in Umfangsrichtung kann beliebig gewählt werden.

Das Vorsehen der wenigstens einen Schneidplatte 4 an dem Tie ¬ fenrüttler 1 hat den Vorteil, dass die durch den Tiefenrütt ¬ ler 1 im Betrieb ausgeführten Rüttelbewegungen den Schneid- Vorgang der Schneidplatte 4 noch unterstützen, so dass die Schneidplatte mit geringem Kraftaufwand den Boden durch ¬ schneidet. Des weiteren ändert sich die Position der Schneid- platte bedingt durch die Rüttelbewegungen immer wieder in ge ¬ ringem Umfang, so dass auch bei Aufwärtsbewegungen des Tie ¬ fenrüttlers noch zusätzlich Material abgetragen werden kann. Die wenigstens eine Schneidplatte 4 kann bezugnehmend auf die Figuren 1 und 2 als ebene Platte ausgebildet sein, die eine mehreckige Geometrie, wie beispielsweise die in Figur 1 dar ¬ gestellte viereckige Geometrie, eine dreieckige Geometrie oder eine beliebige andere mehreckige Geometrie besitzen kann. Eine solche eckige Schneidplatte 4 ist insbesondere so angeordnet, dass eine Ecke in Richtung des unteren Endes 13 des Rüttlergehäuses 11 gerichtet ist und dass eine weitere Ecke in einen entgegengesetzte Richtung zeigt. Hierdurch sind zwei pflugartige Schneidkanten mit je einer Spitze gebildet, die den Boden sowohl beim Eindringen des Tiefenrüttlers 1 in den Boden als auch beim Herausfahren des Tiefenrüttlers aus dem Boden zerschneiden können. Die Schneidplatte 4 kann ins ¬ besondere eine quadratische oder rechteckige Geometrie besit ¬ zen. In diesen Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Schneidplatte 4 auch eine beliebige andere Geometrie besitzen kann, durch die wenigstens eine Schneidkante gebildet ist.

Bezugnehmend auf Figur 2 ist eine Abmessung D der wenigstens einen Schneidplatte 4 in einer Richtung quer zu der Längs- richtung des Rüttlergehäuses 11 so gewählt, dass sie gleich ist dem Durchmesser des Tiefenrüttlers 1 in dieser Richtung oder größer ist als der Durchmesser des Tiefenrüttlers 1 in dieser Richtung. Dadurch wird der Boden auf der gesamten Breite des Tiefenrüttlers zerschnitten.

Werden zwei Schneidplattenpaare vorgesehen, wobei die

Schneidplatten eines Paars jeweils gegenüberliegend angeord ¬ net sind und wobei die Schneidplattenpaare in Längsrichtung des Tiefenrüttlers versetzt zueinander angeordnet sind und die Schneidplatten der zwei Paare in Umfangsrichtung des Tie ¬ fenrüttlers jeweils um 90° zueinander versetzt sind, so kann der gegenseitige Abstand der Schneidplatten eines Schneid- plattenpaares so gewählt sein, dass er kleiner ist als die Abmessung d der Schneidplatten in der Richtung quer zur

Längsrichtung. In diesem Fall schneiden sich die Schnittebe ¬ nen von zwei Schneidplatten, die um 90° zueinander versetzt sind, so dass der Bodenbereich zwischen den Schneidplatten und dem Tiefenrüttler 1 vollständig vom umgebenden Boden ab ¬ getrennt wird und dadurch leicht ausgespült werden kann.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer

Tiefenrüttleranordnung . Bei dieser Tiefenrüttleranordnung ist zusätzlich an dem Tragrohr 3 wenigstens eine zweite Schneid ¬ platte 4 vorgesehen, die beabstandet zu dem Tragrohr 3 ange ¬ ordnet ist. Bezüglich der Anordnung dieser wenigstens einen Schneidplatte an dem Tragrohr 3, dessen Abmessungen und des- sen Geometrie gelten die zuvor im Zusammenhang mit der an dem Tiefenrüttler angeordneten Schneidplatte entsprechend.

Die Haltevorrichtungen, mit denen die Schneidplatten 4 an dem Rüttlergehäuse 11 bzw. dem Tragrohr 3 befestigt sind, sind insbesondere so gewählt, dass sie in Vortriebsrichtung einen möglichst geringen Widerstand bieten und dass sie nach Her ¬ ausdrücken bzw. ausspülen des Bodenmaterials aus dem Zwi ¬ schenraum zwischen der Schneidplatte 4 und dem Rüttlergehäuse 11 einen möglichst geringen Widerstand für Fremdmaterial bil- det, das über den so entstandnen Zwischenraum zwischen der

Schneidplatte 4 und dem Rüttlergehäuse 11 an dem Tiefenrütt ¬ ler vorbei in das durch den Tiefenrüttler 1 hergestellte Loch eingebracht wird. Diese Haltevorrichtung umfasst beispiels ¬ weise einen schmalen Steg 41, der in einer Richtung quer zur Vortriebsrichtung möglichst geringe Abmessungen besitzt. Der Abstand zwischen der wenigstens einen Schneidplatte 4 und dem Rüttlergehäuse 11 ist so gewählt, dass zwischen dem

Rüttlergehäuse 11 und der Schneidplatte 4 ein ausreichend großer Kanal für Fremdmaterial vorhanden ist. Der Steg kann - wie in Figur 3 dargestellt ist - beispielsweise im wesentli ¬ chen senkrecht zu der Schneidplatte 4 angeordnet sein. Zum Halten der Schneidplatte 4 an dem Rüttlergehäuse 11 ist ein einzelner Steg 41 grundsätzlich ausreichend. Wie in Figur 3 gestrichelt dargestellt ist, können jedoch auch mehrere solcher Stege vorgesehen sein. In Figur 3 sind zwei weitere Stege 42 dargestellt, die zusätzlich zu oder alternativ zu dem Steg 41 vorgesehen sein können. Diese Stege 42 bilden zu ¬ sammen mit der Schneidplatte 4 eine geschlossene Schneidkan ¬ te, die bei Eindringen des Tiefenrüttlers in den Boden einen Bodenbereich in horizontaler Richtung vom umgebenden Bodenbe- reich vollständig abtrennt.

Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei ¬ spiel ist die wenigstens eine Schneidplatte 4 als ebene

Schneidplatte ausgebildet, die so angeordnet ist, dass eine Flächennormale der Schneidplattenebene im Wesentlichen senk ¬ recht verläuft zu einer Oberfläche des Rüttlergehäuses 11 in einem Bereich der Oberfläche, der der Schneidplatte 4 gegen ¬ überliegt bzw. in dem die Flächennormale auf die Oberfläche des Rüttlergehäuses trifft. Die "Flächennormale" ist hierbei eine Gerade, die senkrecht zu der ebenen Schneidplatte ver ¬ läuft. Die in Figur 2 dargestellten zwei Schneidplatten sind in diesem Fall parallel zueinander angeordnet. Die Realisie ¬ rung der Schneidplatte 4 als ebene Schneidplatte ist jedoch lediglich als Beispiel zu verstehen. So besteht beispielswei- se auch die Möglichkeit, die Schneidplatte 4 derart gebogen zu realisieren, dass sie abschnittsweise dem Umfang des

Rüttlergehäuses folgt.

Zuvor wurden einige Beispiele für Schneidplatten und deren Anordnung an dem Rüttlergehäuse erläutert. Diese Beispiele sind allerdings nicht abschließend. Grundsätzlich eignet sich als Schneidplatte 4 jede beabstandet zu dem Rüttlergehäuse 11 angeordnete ebene oder gebogene Platte, die derart beabstan ¬ det zu dem Rüttlergehäuse 11 angeordnet ist, dass das

Rüttlergehäuse 11 und die wenigstens eine Schneidplatte 4 ei ¬ nen Zwischenraum definieren, der auf einer Seite durch das Rüttlergehäuse 11 und der auf einer gegenüberliegenden Seite, nämlich in einer Richtung senkrecht zu dem Rüttlergehäuse 11, durch die Schneidplatte 4 begrenzt ist. "Senkrecht zu dem Rüttlergehäuse" bedeutet in diesem Zusammenhang senkrecht zu einer Oberfläche des Rüttlergehäuses in einem Bereich, der der Schneidplatte gegenüberliegt.

Der durch das Rüttlergehäuse 11 und die Schneidplatte 4 defi ¬ nierte Zwischenraum ist nach oben hin, d.h. in Richtung eines oberen Endes des Rüttlergehäuses 11, und nach unten hin, d.h. in Richtung des unteren Endes des Rüttlergehäuses 11, offen. In Umfangsrichtung des Rüttlergehäuses 11 kann der Zwischen ¬ raum durch die stegartige Befestigungsvorrichtung (Verbin ¬ dungssteg) 41 begrenzt sein, sofern dieser Steg als Platte realisiert ist, die senkrecht zu dem Rüttlergehäuse 11 und der Schneidplatte 4 verläuft. Der Verbindungssteg 41 kann je ¬ doch auch lediglich einen oder mehrere Stäbe aufweisen, die jeweils senkrecht zu dem Rüttlergehäuse 11 und der Schneid ¬ platte 4 verlaufen und die Schneidplatte 4 an dem

Rüttlergehäuse 11 befestigen. Der Verbindungssteg 41 kann insbesondere so realisiert sein, dass er im Wesentlichen senkrecht verläuft zu einem Abschnitt der Oberfläche des Rüttlergehäuses 11, an dem er befestigt ist, und dass er im Wesentlichen senkrecht verläuft zu einem Abschnitt der

Schneidplatte 4, an dem er befestigt ist. "Im Wesentlichen senkrecht" bedeutet insbesondere unter einem Winkel zwischen 75° und 90° oder zwischen 85° und 90°.

Die Schneidplatte ist insbesondere so gestaltet, dass sie in Richtung der Rüttlerspitze und optional auch in entgegenge- setzter Richtung eine Ecke oder eine Verjüngung besitzt, um den Boden gut durchschneiden zu können.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Materialsäule im Boden mittels der erläuterten Vorrichtung wird nachfolgend erläu- tert . Zunächst wird der Tiefenrüttler 1 unter den von ihm durchgeführten Rüttelbewegungen bis zu einer gewünschten Tie ¬ fe in den Boden eingebracht, wobei die Schneidplatte 4 den Boden benachbart zu dem Rüttlergehäuse 11 zerschneidet, so dass zwischen der Schneidplatte 4 und dem Rüttlergehäuse 11 ein abgeschnittener Bodenteil oder Bodenbereich vorhanden ist. Je nach Anzahl der Schneidplatten 4 und deren Anordnung kann der abgeschnittene Bodenteil dabei teilweise oder voll ¬ ständig von dem umgebenden Boden abgetrennt sein. Der abge ¬ trennte Bodenteil wird mittels eines Spülmediums, wie Wasser oder Luft, aus dem durch den Tiefenrüttler 1 erzeugten Loch nach oben herausgedrückt. Das Spülmedium kann dabei kontinu- ierlich oder intermittierend über das Rohr 14 eingebracht werden .

Der Tiefenrüttler 1 kann in einem Zug oder schrittweise bis zu der gewünschten Tiefe in den Boden eingebracht werden. Bei einem schrittweisen Einbringen wird der Tiefenrüttler 1 ab- wechselnd ein Stück in den Boden eingefahren und, üblicher- weise ein kleineres Stück als beim Einfahren, wieder Heraus- gefahren, wobei auch beim Herausfahren gegebenenfalls noch Bodenteile abgeschnitten werden können.

Nachdem der Tiefenrüttler 1 eine gewünschte Tiefe erreicht hat und das abgetrennte Bodenmaterial aus dem Boden herausge ¬ drückt wurde, wird der Tiefenrüttler soweit angehoben, dass ein Hohlraum unterhalb des Tiefenrüttlers 1 entsteht. In die- sem Hohlraum wird von oben an dem Tiefenrüttler 1 vorbei

Fremdmaterial, wie zum Beispiel Sand, Kies oder Beton, einge ¬ bracht. Anschließend kann der Tiefenrüttler 1, insbesondere der Bereich unter der Schneidplatte 4, in das eingebrachte Material eingefahren werden, um das Material zu verdichten. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden, bis eine Ma ¬ terialsäule bis zu einer gewünschten Höhe hergestellt ist.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel erläutert wurden auch dann mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele kombi ¬ niert werden können, wenn dies zuvor nicht explizit erwähnt wurde .