CH509586A

CH509586A - Penetrograph

Info

Publication number: CH509586A
Application number: CH1330270A
Authority: CH
Inventors: Habegger Ernst
Original assignee: Habegger Ernst
Priority date: 1970-09-07
Filing date: 1970-09-07
Publication date: 1971-06-30

Description

Penetrograph
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonde für Bodenuntersuchungen. Sie dient vornehmlich zum Beurteilen der Bodenstruktur und ihres Zusammenhanges mit dem Pflanzenwachstum, zum Lokalisieren und Untersuchen von Verdichtungsschichten und für das Darstellen des Effektes von Bodenbearbeitungsgeräten.

Seit etwa 60 Jahren verwendet man in der Bodenphysik die einfache Rammsonde. Sie ermöglicht dieFest- stellung der Lagerung sowie des Raumwiderstandes der Bodenschichten.

Ein genauer Aufschluss über den Aufbau des Bodens ist bei Anwendung dieser einfachen Sonde wegen sehr grossen Zeitaufwandes nicht möglich. Dasselbe gilt auch für die Druck- und Drehsonde, bei welchen besonders geformte Spitzen mittels Gestänge in den Untergrund gedrückt oder gedreht werden.

Die Auswertung der Messungen erfordert einen enormen Zeitaufwand. Dennoch haben sich diese Geräte wegen ihrer Einfachheit bis heute in der Praxis durchgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Untersuchungen genauer und in kürzerer Zeit durchführen zu können. Die Untersuchungsergebnisse sollen direkt vom Diagramm ablesbar sein.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Sondenstab mit praktisch konstanter Geschwindigkeit in das zu untersuchende Material eingedrückt wird, wobei der Widerstand des Materials als Kraft am Sondenkopf erfasst und während des Eindringens laufend aufgezeichnet wird.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Handgriff über einer hydraulischen Drossel mit einem Ende einer Kraftmesssonde verbunden ist, an deren anderem Ende der Sondenstab angeschlossen ist, und dass die Kraftmessdose mit einem Registriergerät verbunden ist.

Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht und einen senkrechten Querschnitt der Kraftmessvorrichtung mit Sondenstab und Sondenspitz;
Fig. 2 eine Ansicht mit Teilschnitt des hydraulischen Geschwindigkeitsreglers;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Schreibgerätes mit Papiervorschubmechanismus und Zahnstangenantrieb;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Sonde in Arbeitsstellung;
Die in der Zeichnung dargestellte Kraftmessvorrichtung besteht aus einer mit Öl gefüllten Kraftmessdose 1.

Das bewegliche Dosenstück 2 ist mit dem Sondenstab 5 verschraubt und für den Transport leicht abnehmbar.

Um dem Gerät eine grosse Empfindlichkeit zu verleihen, ist der Sondenstab 5 in einem Bronzelager 4 gelagert.

Je nach Verdichtungsgrad des zu untersuchenden Materials können verschieden gross dimensionierte Sondenspitzen verwendet werden. Das ganze System ist staubdicht an der Grundplatte 3 verschraubt. Der Druckschlauch 35 ist am Nippel 7 angeschlossen und stellt die Verbindung mit der Röhrenfeder 34 her.

Ein hydraulischer Geschwindigkeitsregler dient dazu, die Sonde mit annähernd konstanter Geschwindigkeit in das zu untersuchende Material eindrücken zu können.

Ein doppeltwirkender Zylinder 8 ist zwischen der Griffplatte 16 und der Grundplatte 15 verschraubt. Die Bodenplatte 12 ist mit der Kolbenstange 10 verbunden. Beim Sondieren fliesst das Öl über den Kolben 9 durch den Ausgang respektive Eingang 18 in das Regulierventil 11, das so beschaffen ist, dass eine bestimmte Durchflussmenge eingestellt werden kann, und somit bei verschieden grossem Druck auf die Handgriffe 14 eine annähernd konstante Eindringgeschwindigkeit erzielt wird. Damit der Ölkreislauf geschlossen ist, verbindet der Druckschlauch 13 das Ventil 11 mit dem Eingang respektive Ausgang.

Beim Herausziehen der Sonde aus dem zu untersuchenden Material fliesst das Öl unter dem Kolben 9 durch den Ausgang respektive Eingang 17 durch das Ventil 11 und zurück durch den Eingang respektive Ausgang 18. Das zurückfliessende Öl wird im Ventil 11 nicht gedrosselt, so dass die Sonde ohne grossen Kraftaufwand zurückgezogen werden kann.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Zylinder 8 vorgesehen, wobei die Kraftmessdose 1 und der Schreiber 19 zwischen zwei Druckübertragungspunkten der Handgriffe 14 liegen.

Die Messwerte werden graphisch auf einen bewegten Diagrammstreifen aufgezeichnet. Der Schreibmechanismus 19 wird durch die mit der Bodenplatte 12 verbundene Zahnstange 20 angetrieben. Das Vorschubverhältnis der Sonde zum Papier ist 5:1. Der Aufbau des Schreibers 19 ermöglicht es, mehrere Messungen übereinander aufzuzeichnen, um einen guten Mittelwert zu erhalten.

Von der neutralen Papierrolle 22 geht der Diagrammstreifen 23 über eine Laufgewichtsrolle 24, die durch den Führungsbügel 25 geführt wird. Die Umlenkrolle 26 führt den Streifen 23 über den Schreibtisch 31 und wird von der antreibenden Rolle 27 nachgezogen.

Die mit der Sperre 29 befestigte Rolle wickelt das beschriebene Diagramm auf. Beim Eindringen der Sonde in das zu untersuchende Material wird das Antriebsrad 21 des Schreibers 19 von der Zahnstange 20 angetrieben. die Rollenbremse 33 bewirkt, dass durch den Papiervorschub die Laufgewichtsrolle 24 gehoben wird.

Das Zurückziehen der Sonde bewirkt den Rückzug des Papiers 23 durch die Laufgewichtsrolle 24 in die Ausgangslage; somit ist es möglich, auf dem gleichen Diagrammabschnitt mehrere Messungen zu registrieren.

Durch das Ausschalten der Rollenbremse 33 und der manuellen Betätigung der Antriebsrolle 27 kann der Papiervorschub für weitere Messungen vorgenommen werden. Der Zapfen 30 dient für die Schreibhalterung.

Gegenüber einfachen Ramm-, Druck- oder Drehsonden ist es möglich, mit wenig Arbeitskräften und geringem Zeitaufwand die Leistung um das Dreissigfache zu steigern. Die Berechnung des spezifischen Widerstandes fällt dahin; die Festigkeit des zu untersuchenden Materials wird in kg pro cm2 registriert. Die auswechselbaren Sondenspitzen gewähren einen unbeschränkten Messbereich.

PATENTANSPRUCH I
Verfahren zum Messen der Lagerungsdichte eines Materials, insbesondere für Bodenuntersuchungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sondenstab mit praktisch konstanter Gschwindigkeit in das zu untersuchende Material eingedrückt wird, wobei der Widerstand des Materials als Kraft am Sondenkopf erfasst und während des Eindringens laufend aufgezeichnet wird.

UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Sondenstab manuell eingedrückt wird, wobei die Eindringgeschwindigkeit mittels einer hydraulischen, vorzugsweise einstellbaren Drosselanordnung konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Eindringwiderstand der Sonde mittels einer Kraftmessdose erfasst und mit einem Regi striergerät aufgezeichnet wird.

3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Papiervorschub des Registriergerätes beim Eindringen des Sondenstabes durch eine auf der Materialoberfläche aufliegende Platte über eine mechanische Übertragung selbsttätig bewirkt wird.

PATENTANSPRUCH II
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Handgriff über eine hydraulische Drosselanordnung mit einem Ende einer Kraftmessdose und diese mit einem Registriergerät verbunden ist.

UNTERANSPRÜCHE
4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff mit einem hydraulischen Zylinder verbunden ist, in dem ein auf der Ober- fläche des zu untersuchenden Materials abzustützender Verdrängungskolben läuft, dessen Vorder- und Rückseite miteinander über ein einseitig wirksames und einstellbares Drosselventil verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, gekennzeichnet durch eine auf die Oberfläche des zu untersuchenden Materials aufzulegende Bodenplatte, die einerseits mit dem genannten Verdrängungskolben starr verbunden ist und anderseits mit der Papiervorschubrolle des Registriergerätes derart in mechanischer tXbertragungs- verbindung steht, dass diese bei der Verschiebung des Sondenstabes gegenüber der Bodenplatte selbsttätig angetrieben wird.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. und somit bei verschieden grossem Druck auf die Handgriffe 14 eine annähernd konstante Eindringgeschwindigkeit erzielt wird. Damit der Ölkreislauf geschlossen ist, verbindet der Druckschlauch 13 das Ventil 11 mit dem Eingang respektive Ausgang.

Beim Herausziehen der Sonde aus dem zu untersuchenden Material fliesst das Öl unter dem Kolben 9 durch den Ausgang respektive Eingang 17 durch das Ventil 11 und zurück durch den Eingang respektive Ausgang 18. Das zurückfliessende Öl wird im Ventil 11 nicht gedrosselt, so dass die Sonde ohne grossen Kraftaufwand zurückgezogen werden kann.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Zylinder 8 vorgesehen, wobei die Kraftmessdose 1 und der Schreiber 19 zwischen zwei Druckübertragungspunkten der Handgriffe 14 liegen.

Die Messwerte werden graphisch auf einen bewegten Diagrammstreifen aufgezeichnet. Der Schreibmechanismus 19 wird durch die mit der Bodenplatte 12 verbundene Zahnstange 20 angetrieben. Das Vorschubverhältnis der Sonde zum Papier ist 5:1. Der Aufbau des Schreibers 19 ermöglicht es, mehrere Messungen übereinander aufzuzeichnen, um einen guten Mittelwert zu erhalten.

Von der neutralen Papierrolle 22 geht der Diagrammstreifen 23 über eine Laufgewichtsrolle 24, die durch den Führungsbügel 25 geführt wird. Die Umlenkrolle 26 führt den Streifen 23 über den Schreibtisch 31 und wird von der antreibenden Rolle 27 nachgezogen.

Die mit der Sperre 29 befestigte Rolle wickelt das beschriebene Diagramm auf. Beim Eindringen der Sonde in das zu untersuchende Material wird das Antriebsrad 21 des Schreibers 19 von der Zahnstange 20 angetrieben. die Rollenbremse 33 bewirkt, dass durch den Papiervorschub die Laufgewichtsrolle 24 gehoben wird.

Das Zurückziehen der Sonde bewirkt den Rückzug des Papiers 23 durch die Laufgewichtsrolle 24 in die Ausgangslage; somit ist es möglich, auf dem gleichen Diagrammabschnitt mehrere Messungen zu registrieren.

Durch das Ausschalten der Rollenbremse 33 und der manuellen Betätigung der Antriebsrolle 27 kann der Papiervorschub für weitere Messungen vorgenommen werden. Der Zapfen 30 dient für die Schreibhalterung.

Gegenüber einfachen Ramm-, Druck- oder Drehsonden ist es möglich, mit wenig Arbeitskräften und geringem Zeitaufwand die Leistung um das Dreissigfache zu steigern. Die Berechnung des spezifischen Widerstandes fällt dahin; die Festigkeit des zu untersuchenden Materials wird in kg pro cm2 registriert. Die auswechselbaren Sondenspitzen gewähren einen unbeschränkten Messbereich.

PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Messen der Lagerungsdichte eines Materials, insbesondere für Bodenuntersuchungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sondenstab mit praktisch konstanter Gschwindigkeit in das zu untersuchende Material eingedrückt wird, wobei der Widerstand des Materials als Kraft am Sondenkopf erfasst und während des Eindringens laufend aufgezeichnet wird.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Sondenstab manuell eingedrückt wird, wobei die Eindringgeschwindigkeit mittels einer hydraulischen, vorzugsweise einstellbaren Drosselanordnung konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Eindringwiderstand der Sonde mittels einer Kraftmessdose erfasst und mit einem Regi striergerät aufgezeichnet wird.

3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Papiervorschub des Registriergerätes beim Eindringen des Sondenstabes durch eine auf der Materialoberfläche aufliegende Platte über eine mechanische Übertragung selbsttätig bewirkt wird.

PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Handgriff über eine hydraulische Drosselanordnung mit einem Ende einer Kraftmessdose und diese mit einem Registriergerät verbunden ist.

UNTERANSPRÜCHE 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff mit einem hydraulischen Zylinder verbunden ist, in dem ein auf der Ober- fläche des zu untersuchenden Materials abzustützender Verdrängungskolben läuft, dessen Vorder- und Rückseite miteinander über ein einseitig wirksames und einstellbares Drosselventil verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, gekennzeichnet durch eine auf die Oberfläche des zu untersuchenden Materials aufzulegende Bodenplatte, die einerseits mit dem genannten Verdrängungskolben starr verbunden ist und anderseits mit der Papiervorschubrolle des Registriergerätes derart in mechanischer tXbertragungs- verbindung steht, dass diese bei der Verschiebung des Sondenstabes gegenüber der Bodenplatte selbsttätig angetrieben wird.