AT516162A4 - Rammpfahl mit einem im Wesentlichen zylindrischen Schaft - Google Patents

Abstract

Rammpfahl (1 ), mit einem im Wesentlichen zylindrischen Schaft (2), wobei der Schaft (2) ein erstes Pfahlende (1 a) und ein zweites Pfahlende (1 b) ausbildet, wobei am Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfahlendes (1 b) eine Muffe (3) angeordnet ist, wobei die Muffe (3) oder der Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfahlendes (1 b) einen Anschlag (9) aufweist, sodass ein weiterer Rammpfahl (1) mit einem ersten Pfahlende (1 a) bis zu einer durch den Anschlag (9) definierten maximalen Einstecktiefe (T) einsteckbar ist, wobei die Muffe (3) und/oder der Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfahlendes (1 b) im Inneren zumindest einen sich zumindest im Wesentlichen bis zum Anschlag (9) erstreckenden Hinterschnitt (8) ausbildet bzw. ausbilden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rammpfahl, mit einem im Wesentlichen zylindrischenSchaft, wobei der Schaft ein erstes Pfählende und ein zweites Pfählende ausbildet,wobei am Rammpfahl im Bereich des zweiten Pfählendes eine Muffe angeordnet ist,wobei die Muffe oder der Rammpfahl im Bereich des zweiten Pfählendes einenAnschlag aufweist, sodass ein weiterer Rammpfahl mit einem ersten Pfählende biszu einer durch den Anschlag definierten maximalen Einstecktiefe einsteckbar ist.

Rammpfähle der eingangs genannten Art zählen bereits zum Stand der Technik undwerden beispielsweise in der WO 2013026510 A1 gezeigt. Rammpfähle werdendurch eine Rammvorrichtung in den Untergrund eingerammt. Als Untergrund verstehtman beispielsweise das Erdreich. Wurde der erste Rammpfahl in den Untergrundeingerammt, kann ein weiterer Rammpfahl in das obere Ende des bereitseingerammten Rammpfahles eingesetzt werden. Durch Krafteinwirkung, dieebenfalls durch die Rammvorrichtung erfolgt, wird der weitere Rammpfahl mit demersten Rammpfahl verbunden. Diese Verbindung erfolgt beim Stand der Technikdurch Reibschluss und Kraftschluss. Beim Stand der Technik ist jedoch nicht immergewährleistet, dass die Kraft für eine Trennung zweier oder mehrerer Rammpfählegrößer ist als die anfängliche Fügekraft, welche mit der Rammvorrichtungaufgebracht worden ist. Mit anderen Worten ist die Zugkraft, die die ineinandergerammten Rammpfähle aufnehmen können, für manche Anwendungsbereiche zugering. Eine Erhöhung dieser Zugkraft über einen Wert der zum Verbindenaufgebrachten Fügekraft ist nur erschwert möglich. Andere Systeme arbeitenbeispielsweise mit der Einbringung zusätzlicher Bauteile, wie beispielsweiseSpreizelemente, um die Zugkraft zwischen den einzelnen Pfählen zu erhöhen, indemdie Spitze der Rammpfähle geweitet wird. Dabei können jedoch Risse entstehen,welche hinsichtlich der Zugkraft und Standfestigkeit der verbundenen Rammpfählewiederum Probleme erzeugen und das System verkomplizieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden undeinen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Rammpfahl anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruches 1gelöst.

Dadurch, dass die Muffe und/oder der Rammpfahl im Bereich des zweitenPfählendes im Inneren zumindest einen sich zumindest im Wesentlichen bis zumAnschlag erstreckenden Hinterschnitt ausbildet bzw. ausbilden ist gewährleistet,dass nach dem Einstecken und Einrammen eines weiteren Rammpfahles unterKrafteinwirkung sich dieser aufgrund des Hinterschnittes mit dem vorhineingerammten Rammpfahl formschlüssig verbindet. Aufgrund dieser Verbindungkann die Anordnung aus miteinander verbundenen Rammpfählen im Vergleich zumStand der Technik sehr hohe Zugkräfte aufnehmen. Es sind zudem keine weiterenBauteile, wie Spreizelemente, notwendig.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Unteransprüchendefiniert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand derFigurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestelltenAusführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine Detailansicht zweier verbundener Rammpfähle,

Fig. 2a, 2b Querschnitte des Rammpfahles und

Fig. 3a bis 3c einzelne Schritte beim Verbinden der Rammpfähle.

Die Fig. 1 zeigt zwei Rammpfähle 1 (nicht vollständig ausgezeichnet) in einerSchnittdarstellung. Die Rammpfähle 1 werden aus einem im Wesentlichenzylindrischen Schaft 2 ausgebildet, welcher ein erstes Pfählende 1a und ein zweitesPfählende 1b ausbildet. Wie in der Fig. 1 ersichtlich, steckt das erste Pfählende 1a inder Muffe 3 eines weiteren Pfahles 1. Das erste Pfählende 1 a wird dabei bis zumAnschlag 9 in die Muffe 3 eingerammt. Am zweiten Pfählende 1 b weist die Muffe 3eine im Wesentlichen konstante Muffenwandstärke WMcon auf. Ausgehend vomzweiten Pfählende 1b entlang der maximalen Einstecktiefe T, welche durch denAnschlag 9 definiert ist, verändert sich die Muffenwandstärke von der konstanten

Muffenwandstärke WMcon in die variable Muffenwandstärke WMvar. Durch dieseVeränderung der Wandstärke entsteht ein Hinterschnitt 8, der sich in einemmaximalen Winkel α im Inneren der Muffe 3 von zwischen 1,5° und 3° gemessen zueiner Längsachse L erstreckt. In anderen Worten wird dieser Hinterschnitt 8 durchdie Änderung des Querschnittes der Muffe 3 von einem im Wesentlichen kreisrundenQuerschnitt Qk am zweiten Pfählende 1 b zu einem vom kreisrunden Querschnitt Qkabweichenden Querschnitt Qa, der sich am inneren Anschlag 9 befindet,ausgebildet. In der Fig. 1 wird ein Schnitt A-A gezeigt, welcher in der Fig. 2b nähererläutert wird und die Querschnittsänderung von Querschnitt Qk zu Qa in derDraufsicht zeigt.

Der im Wesentlichen rohrförmig ausgebildete Rammpfahl 1 mit seinem Schaft 2weist zumindest entlang seiner maximalen Einstecktiefe T, ausgehend vom erstenPfählende 1a, eine im Wesentlichen konstante Schaftwandstärke Ws auf. DieseSchaftwandstärke Ws ist in diesem Ausführungsbeispiel geringer als dieMuffenwandstärke WMvar und WMcon. Durch die geringere Schaftwandstärke Wsverformt sich der Schaft 2 und nicht der Bereich der Muffe 3, welcher durch diestärkeren Muffenwandstärken WMvar und WMcon ausgebildet wird. In anderenWorten ist der Rammpfahl 1 zumindest im Bereich entlang der Einstecktiefe Taufgrund der geringeren Schaftwandstärke Ws und/oder auch eines weicherenMaterialgefüges leichter verformbar als der restliche Bereich des Rammpfahles 1.Das Material, aus dem der Rammpfahl 1 gefertigt wird, ist zumindest teilweise,vorzugsweise vollständig duktiler Gussstahl oder duktiles Gusseisen. Der Anschlag 9ist eine Anlagefläche, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse L desRammpfahles 1 als eine Art Schulter ausgebildet ist. Durch die Ausbildung alsSchulter kann das erste Pfählende 1a bei Kontakt mit dem Anschlag 9 nicht mehrtiefer in den Rammpfahl 1 Vordringen. Aufgrund der Stauchung des Schaftes 2 unterKrafteinwirkung muss sich der Schaft 2 im Bereich des Hinterschnittes 8 an dessenKontur anpassen. Dies erfolgt entlang der Einstecktiefe T. Dadurch entsteht einesehr behutsame, gleichmäßige Verformung eines runden Querschnittes zu einemQuerschnitt mit mehreren oder auch nur einer Hinterschneidung 8. Durch diebehutsame, gleichmäßige Verformung ist gewährleistet, dass sich keine Risse imSchaft 2 bilden. Nach diesem Prinzip können Rammpfähle 1 in einem geeigneten

Untergrund ohne Verwendung zusätzlicher Bauteile zugesichert miteinander oder-im Bedarfsfall auch einzeln - verankert werden.

Die Fig. 2a zeigt das zweite Pfählende 1 b der Muffe 3. Die Muffenwandstärke ist imBereich des zweiten Pfählendes 1b konstant. Der kreisrunde Querschnitt Qk bildetsomit eine konstante Muffenwandstärke WMcon aus. In diesen konstantenMuffenquerschnitt WMcon wird innen in weiterer Folge das erste Pfählende 1a einesweiteren Pfahles 1 eingeführt, bis es unter Krafteinwirkung den Anschlag 9 erreichtund dort gestaucht wird. Das erste Pfählende 1a wird in der Fig. 2a nicht gezeigt.

Die Fig. 2b zeigt den Schnitt A-A, welcher in der Fig. 1 in der Seitenansicht derAnordnung aus zwei Rammpfählen 1 eingezeichnet wurde. Aus der in der Fig. 2agezeigten konstanten Muffenwandstärke WMcon wird mit zunehmender EinstecktiefeT (in Fig. 1 ersichtlich) die variable Muffenwandstärke WMvar. Durch die Änderungder Muffenwandstärke von WMcon n zu WMvar entsteht der Hinterschnitt 8. In diesemAusführungsbeispiel wird der Hinterschnitt 8 durch ein Trilobular erzeugt. In anderenWorten wird der von einem im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt Qkabweichende Querschnitt Qa durch die Form eines Trilobulars ausgebildet, wobeidurch das Trilobular drei Hinterschnittbereiche 8a, 8b, 8c entstehen. Eine andereQuerschnittsform als ein Trilobular ist bei der Herstellung zumindest einesHinterschnittes 8 auch möglich. Das Ende des Hinterschnittes 8 im Inneren der Muffe3 und/oder des Rammpfahles 1 wird durch den Anschlag 9 ausgebildet. Die variableMuffenwandstärke WMvar kann in ihrer Stärke sowohl größer als die konstanteMuffen Wandstärke WMcon als auch kleiner als diese sein. Dadurch wird erzielt, dassbeim Einrammen des ersten Pfählendes 1a der Durchmesser des Schaftes 2abschnittsweise gestreckt und auch gestaucht wird. Dadurch bleibt der Umfang desSchaftes 2 bei der Stauchung des Schaftes 2 im Bereich des Hinterschnittes 8vollständig erhalten, auch wenn sich der Durchmesser des Schaftes 2abschnittsweise ausdehnt und anderorts verringert. Durch diese Verformung deskreisrunden Querschnittes z. B. in ein Trilobular oder ein Vieleck wird beiabschnittsweiser Veränderung des Schaftes 2 im Bereich des ersten Pfählendes 1 ader Umfang nicht verändert. Durch diese sehr schonende Querschnittsveränderung am Schaft 2 wird verhindert, dass sich Risse bilden - Rissbildung würde zurVerringerung der Zugfestigkeit verbundener Rammpfähle führen.

Die Fig. 3a zeigt Abschnitte eines Rammpfahles 1, der mit seinem ersten Pfählende1a über dem zweiten Pfählende 1b eines weiteren Rammpfahles 1 mit einer Muffe 3platziert ist. Erkennbar ist der Hinterschnitt 8 und der Anschlag 9. DerSchaftdurchmesser DSA des Schaftes 2 ist nahezu gleich wie derÖffnungsquerschnitt der Muffe 3 am zweiten Pfählende 1b.

Die Fig. 3b zeigt, wie der Schaft 2 des Pfahles 1 in die Muffe 3 eines weiterenRammpfahles 1 eingeführt wird. Dabei beginnt der Schaft 2 sich an derInnenwandung der Muffe 3 anzupassen. Eine leichte Querschnittsänderung bzw.eine abschnittsweise Veränderung des Schaftdurchmessers DSA am Schaft 2beginnt.

In der Fig. 3c wird gezeigt, wie der Schaft 2 des Rammpfahles 1 in der Muffe 3 einesweiteren Rammpfahles 1 platziert wurde. Der Schaftdurchmesser DSA‘ hat sichabschnittsweise an die Innenmaße der Muffe 3 angepasst. Aufgrund der Stauchungdes Schaftes 2 durch das Zusammenwirken des Anschlages 9 und desHinterschnitts 8 wird der Schaftdurchmesser DSA zum angepasstenSchaftdurchmesser DSA‘ vergrößert oder verkleinert. Nach der Verbindung derzumindest zwei Rammpfähle 1 durch die Stauchung im Hinterschnitt 8 wird einFüllstoff 10, vorzugsweise Beton oder Betonemulsion eingebracht, um nachAushärtung des Füllstoffes 10 eine anschließende Rückverformung des Schaftes 2bei Zugbelastung zu verhindern.

Anhand der Fig. 3a, 3b, 3c kann man erkennen, dass das Verfahren zum Verbindenzumindest zweier Rammpfähle 1 zumindest folgende Schritte aufweist: - Einrammen eines Rammpfahles 1 in einen Untergrund mit einer

Rammvorrichtung, wobei der Rammpfahl 1 mit dem ersten Pfählende 1avoran in den Untergrund gerammt wird. - Einsetzen eines weiteren Rammpfahles 1 mit dem ersten Pfählende 1 a in diemit einem Hinterschnitt 8 versehene Muffe 3 des vorangehendenRammpfahles und Einrammen mittels einer Rammvorrichtung. - Einrammen bis zur benötigten Tiefe der Anordnung aus Rammpfählen 1,wobei beim Einrammen das erste Pfählende 1a sich durch rissfreieDeformierung an die Innenkontur der Muffe 3 anpasst, wobei eineZugsicherung aufgrund des zumindest einen Hinterschnittes 8 - welchervorzugsweise durch die Querschnittsänderung eines im Wesentlichenkreisrunden Querschnittes zum Querschnittes in Form eines Trilobularsausgebildet ist - entsteht. - Gegebenenfalls Einsetzen weiterer Rammpfähle 1 und Einrammen, wie in denvorigen Schritten beschrieben. - Auffüllen der Anordnung aus Rammpfählen 1 mit einem Füllstoff 10,vorzugsweise Beton oder Betonemulsion zum Erschweren derRückverformung des aufgrund des Hinterschnitts 8 deformierten erstenPfählendes 1a.

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Rammpfahl (1), mit einem im Wesentlichen zylindrischen Schaft (2), wobei derSchaft (2) ein erstes Pfählende (1a) und ein zweites Pfählende (1b) ausbildet,wobei am Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfählendes (1b) eine Muffe (3) angeordnet ist, wobei die Muffe (3) oder der Rammpfahl (1) im Bereich deszweiten Pfählendes (1b) einen Anschlag (9) aufweist, sodass ein weitererRammpfahl (1) mit einem ersten Pfählende (1a) bis zu einer durch denAnschlag (9) definierten maximalen Einstecktiefe (T) einsteckbar ist,dadurch gekennzeichnet, dass - die Muffe (3) und/oder - der Rammpfahl (1) im Bereich des zweiten Pfählendes (1b) im Inneren zumindest einen sich zumindest im Wesentlichen bis zumAnschlag (9) erstreckenden Hinterschnitt (8) ausbildet bzw. ausbilden.
2. 2. Rammpfahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (8) durch die Änderung des Querschnittes der Muffe (3) von einem imWesentlichen kreisrunden Querschnitt (Qk) am zweiten Pfählende (1b) zueinem vom kreisrunden Querschnitt abweichenden Querschnitt (Qa) aminneren Anschlag (9) ausgebildet wird.
3. 3. Rammpfahl nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vom einemim Wesentlichen kreisrunden Querschnitt (Qk) abweichende Querschnitt (Qa)in Form eines Trilobulars ausgebildet ist, wobei durch das Trilobular dreiHinterschnittbereiche (8a, 8b, 8c) entstehen.
4. 4. Rammpfahl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass derHinterschnitt (8) sich in einem maximalen Winkel (a) im Inneren der Muffe (3)von zwischen 1,5° und 3° gemessen zu einer Längsachse (L) erstreckt.
5. 5. Rammpfahl nach wenigstens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Rammpfahl (1) im Wesentlichen rohrförmigausgebildet ist, wobei der Schaft (2) im Bereich zumindest entlang seiner maximalen Einstecktiefe (T) ausgehend vom ersten Pfählende (1a) eine imWesentlichen konstante Schaftwandstärke (Ws) aufweist.
6. 6. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Muffe (3) am zweiten Pfählende (1b) eine im Wesentlichen konstanteMuffenwandstärke (WMcon) aufweist, ausgehend vom zweiten Pfählende (1b)entlang der maximalen Einstecktiefe (T) aufgrund des Hinterschnittes (8) einevariable Muffenwandstärke (WMvar) aufweist.
7. 7. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dassder Anschlag (9) durch eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (L)des Rammpfahles (1) ausgebildete Anlagefläche ausgebildet ist.
8. 8. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dassder Rammpfahl (1) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, ausduktilem Gussstahl oder Gusseisen besteht.
9. 9. Rammpfahl nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dassder Rammpfahl (1) zumindest im Bereich entlang der Einstecktiefe (T)aufgrund der geringeren Schaftwandstärke (Ws) und/oder eines weicherenMaterialgefüges leichter verformbar ist als der restliche Bereich desRammpfahles (1).
10. 10. Verfahren zum Verbinden zumindest zweier Rammpfähle (1) nach einem derAnsprüche 1 bis 9, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - Einrammen eines Rammpfahles (1) in einen Untergrund mit einerRammvorrichtung, wobei der Rammpfahl (1) mit dem ersten Pfählende(1a) voran in den Untergrund eingerammt wird. - Einsetzen eines weiteren Rammpfahles (1) mit dem ersten Pfählende (1a)in die mit einem Hinterschnitt (8) versehene Muffe (3) des vorangehendenRammpfahles (1) und Einrammen mittels einer Rammvorrichtung. - Einrammen bis zur benötigten Tiefe der Anordnung aus Rammpfählen (1),wobei beim Einrammen das erste Pfählende (1a) sich an die Innenkonturder Muffe (3) anpasst. - ggf. Einsetzen weiterer Rammpfähle (1) und Einrammen wie in den vorigenSchritten beschrieben. - Auffüllen der Anordnung aus Rammpfählen (1) mit einem Füllstoff (10),zum Erschweren der Rückverformung des aufgrund des Hinterschnittes (8)deformierten ersten Pfählendes (1a).