DE3728669A1 - Measuring probe for measuring the soil compaction - Google Patents

Abstract

A measuring probe for measuring the soil compaction is specified in which a probe rod (9) is driven into the soil via drive means (8). A base (4) for setting up on the surface of the soil and a guide column (6) are attached to a frame (1). The probe rod (9) is mounted on a guide column (6) in a longitudinally displaceable manner. Provided between probe rod (9) and frame (1) is an electric signal transmitter (13, 14) which is connected to a recording device (15) in order to transmit output signals representing the relative positions between probe rod (9) and base (4). With a measuring probe of this type, the measurements are taken on the one hand in natural undisturbed soil and on the other hand in subsequently compacted soil so that the measured results permit a direct comparison (Fig. 2). <IMAGE>

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft eine Meßsonde gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a measuring probe according to the preambleof the main claim.

Vor der Ausführung von Erdarbeiten zur späteren Erstellung von Bauwerken oder zum Ausheben von Gräben oder dergleichen untersucht man zunächst den Baugrund über Ramm- oder Druck­sondierungen des Geländes. Für derartige Untersuchungen sind verschiedene Geräte in Form leichter, mittelschwerer oder schwerer Rammsonden bekannt.Before carrying out earthworks for later creationof structures or for digging trenches or the likeone first examines the subsoil via ram or pressuresounding of the site. For such examinationsvarious devices in the form of lighter, medium orheavy ram probes known. 

Derartige Geräte sind jedoch schwer zu transportieren und zu handhaben und erfordern darüberhinaus kompliziertes Bedienungspersonal. Selbst dann, wenn geschultes Personal zur Verfügung steht, ist eine Beeinflussung der Meßergebnisse durch die Bedienungsperson bei herkömmlichen Geräten nicht auszuschließen, so daß bei einer späteren Auswertung der Untersuchungen die gewonnenen Erkenntnisse nur bedingt zuverlässig und verwertbar sind.However, such devices are difficult to transport andto handle and also require complicatedOperating personnel. Even if trained personnelis available is an influence on the measurement resultsnot by the operator in conventional devicesexclude, so that in a later evaluation of theInvestigations of the knowledge gained are only conditionalare reliable and usable.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Meßsonde der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ihre Handhabbarkeit verbessert und die Funktionsweise, insbesondere im Hinblick auf die gewinnbaren Meßergebnisse verbessert wird.Based on the prior art mentioned, the inventionbased on the task of a measuring probe of the aforementionedKind in such a way that their manageabilityimproved and the way it works, especially with regardon the recoverable measurement results is improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:This object is achieved by the combinationsolved the following features:

• - An einem Rahmen sind eine Standfläche zum Aufstellen des Rahmens auf der Bodenoberfläche und eine Führungssäule angebracht;- There is a stand on a frame for setting up theFrame on the floor surface and a guide columnappropriate;
• - der Sondenstab ist mit den Antriebsmitteln an der Führungs­säule längs verschiebbar gelagert;- The probe rod is on the guide with the drive meanscolumn can be moved lengthways;
• - zwischen dem Sondenstab und dem Rahmen ist ein elektrischer Signalgeber angebracht, der zur Weiterleitung von die Relativpositionen zwischen dem Sondenstab und der Stand­fläche repräsentierenden Ausgangssignalen über eine Ausgangsleitung mit einer mit einem Zähler ausgerüsteten Registriervorrichtung verbunden ist.- There is an electrical one between the probe rod and the frameSignalers attached to the forwarding of theRelative positions between the probe rod and the standoutput signals representing a surfaceOutput line with a meter equipped with a counterRegistration device is connected.

Dadurch, daß die Anordnung in ihrer Gesamtheit über einen Rahmen fixiert auf einer Standfläche aufstellbar ist, kann die Bedienungsperson bei der Durchführung der eigentlichen Messung, also dem Eintreiben des Sondenstabes in den Boden, die Anordnung frei stehen lassen. Dadurch kann ein Einfluß der Bedienungsperson auf die Messung ausgeschlossen werden. Der Sondenstab wird dabei an der Führungssäule exakt geführt in den Boden eingetrieben, so daß die Eintreibrichtung durch die Führungssäule definiert ist und somit reproduzierbare Ergebnisse zu erwarten sind. Der Signalgeber erlaubt eine Messung der Eintriebszeit des Sondenstabes in den Boden, so daß Aussagen über den Zustand des Bodens, insbesondere hinsichtlich seiner Verdichtung getroffen werden können. Das Registrieren und Ausdrucken der Meßsignale erlaubt eine sofortige Auswertung und Beurteilung der Bodenverdichtung.The fact that the arrangement in its entirety over aFrame can be set up fixed on a stand, canthe operator when performing the actualMeasurement, i.e. driving the probe rod into the ground,leave the arrangement free. This can make an impactthe operator to be excluded from the measurement. The probe rod is guided exactly on the guide columndriven into the ground so that the driving direction throughthe guide pillar is defined and thus reproducibleResults are expected. The signal generator allows oneMeasurement of the penetration time of the probe rod into the ground,making statements about the condition of the floor, in particularcan be taken with regard to its compression.The registration and printing of the measurement signals allows oneimmediate evaluation and assessment of soil compaction.

Wenn in Weiterbildung der erfindungsgemäßen Meßsonde die Standfläche als eine die Bodenoberfläche belastende Platte ausgebildet ist, die gegebenenfalls mit lösbaren bzw. aus­wechselbaren Zusatzgewichten versehen ist, so ergibt dies erhebliche Vorteile in der Praxis. Es findet kein Aufwölben des Bodens statt, in den der Sondenstab eingetrieben wird. Außerdem wirkt ein gleichmäßiger Verdrängungswiderstand auf den Sondenstab praktisch unabhängig von der Tiefe, so daß schon dicht unter der Bodenoberfläche aussagefähige Meß­werte erhalten werden. Wenn das Gerät bereits ausreichendes Gewicht hat, können Zusatzgewichte selbstverständlich ent­fallen.If in a further development of the measuring probe according to the inventionFootprint as a plate loading the floor surfaceis formed, which, if necessary, with detachable or fromexchangeable additional weights is provided, this resultsconsiderable advantages in practice. There is no bulgingof the soil into which the probe rod is driven.There is also an even displacement resistanceon the probe rod practically regardless of the depth, so thatmeaningful measurement already close to the surface of the groundvalues will be preserved. If the device is already sufficientAdditional weights can of course entfall.

Eine weitere Erleichterung der Handhabbarkeit der Anordnung ergibt sich dann, wenn am Rahmen nach Art eines Sackkarrens Räder angebracht sind. Hierbei entspricht die Standfläche der erfindungsgemäßen Anordnung im wesentlichen der sogenannten Schaufel des Sackkarrens; wenn der Rahmen auf der Standfläche steht, sind die Räder vom Boden abgehoben, während beim Kippen des Rahmens die Räder dafür sorgen, daß die Stand­fläche vom Boden abhebt. Dadurch ist ein leichter Transport durch das Gelände sichergestellt.A further ease of handling the arrangementarises when on the frame like a sack cartWheels are attached. The stand area corresponds to thisthe arrangement according to the invention essentially the so-calledShovel of hand truck; if the frame is on the standstands, the wheels are off the ground, while atTilting the frame, the wheels ensure that the standsurface from the ground. This makes it easy to transportensured by the site.

Zweckmäßigerweise ist die Anordnung bei der erfindungsgemäßen Meßsonde so getroffen, daß der Sondenstab mit den mit ihm verbundenen Antriebsmitteln und dem Führungslager im wesentlichen reibungsfrei, also auch ohne Verkanten auf der Führungssäule gleitet. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Vortriebsleistung zum Einführen der Meß­sonde im Schwerefeld der Erde durch die festgelegte Masse des beweglichen Geräteteils und durch gleichbleibende Antriebsmotorleistung konstant gehalten wird.The arrangement is expedient in the case of the inventionMeasuring probe so hit that the probe stick with the one with itconnected drive means and the guide bearing inessentially frictionless, i.e. without tilting on theGuide column slides. This is advantageous achieved that the propulsive power for introducing the measuringprobe in the earth's gravitational field by the specified massof the moving part of the device and by constantDrive motor power is kept constant.

Die Lagerung des Sondenstabes wird vorteilhafterweise zusammen mit den Antriebsmitteln über ein Führungslager bewerkstelligt, das über eine Buchse auf der Führungssäule gelagert ist. Selbstverständlich sind hier auch andere Lagermittel, wie z. B. Rollen oder Kugellager möglich, jedoch ist die Buchsenlagerung besonders einfach und widerstandsfähig.The storage of the probe rod is advantageoustogether with the drive means via a guide bearingaccomplished that through a socket on the guide columnis stored. Of course there are others here tooStorage means such. B. Rollers or ball bearings possible, howeverBushing storage is particularly simple and robust.

Wenn die Führungssäule aus nichtrostendem Stahl besteht, so ergibt sich eine dauerhaft gleichmäßige Führung, weil Korrosion der Gleitflächen ausgeschlossen ist. Dies wird durch Ausbildung der Buchse aus selbstschmierendem Kunststoff zusätzlich sichergestellt.If the guide column is made of stainless steel,this results in a consistently even leadership becauseCorrosion of the sliding surfaces is excluded. this willby designing the bushing from self-lubricatingPlastic also ensured.

Die Antriebsmittel umfassen vorzugsweise einen elektrisch betriebenen Schlagbohrhammer, der mit konstanter Schlag­frequenz gleichbleibender Leistung arbeitet. Diese konstante Schlagfrequenz liegt vorzugsweise über 25 Hz, was ein schnelles und gleichmäßiges, also reproduzierbares Messen der Eindringzeit und damit der Eindringgeschwindigkeit ermöglicht.The drive means preferably comprise an electric oneoperated hammer drill, the one with constant impactfrequency of constant power works. This constantBeat frequency is preferably above 25 Hz, which is afast and uniform, i.e. reproducible measurementthe penetration time and thus the penetration speedenables.

Die Beaufschlagung des Sondenstabes mit kleinen, rasch aufeinander folgenden Energieportionen zum Eintreiben des Sondenstabes in den Boden ist für die gute Auflösung des Meßergebnisses und in Verbindung mit der die Bodenober­fläche belastenden Platte und dem dünnen Sondenstab für die Meßmöglichkeit in geringen Tiefen unter der Geländeober­fläche maßgebend. Zum Herausziehen des Sondenstabes aus dem Boden sorgt man dafür, daß der Sondenstab eine Dreh­bewegung ausführt, während man gleichzeitig den Sonden­stab von Hand nach oben zieht. Zu diesem Zweck wird der Schlagbohrhammer auf reine Bohrfunktion umgeschaltet.The application of the probe rod with small, quickconsecutive portions of energy to drive theProbe rod in the ground is for the good resolution of theMeasurement result and in connection with the the top of the soilsurface loading plate and the thin probe rod for thePossibility of measurement at shallow depths below the top of the terrainarea decisive. To pull the probe rod outthe bottom is made sure that the probe rod turnsmovement while simultaneously probingpulls the rod upwards by hand. For this purpose theHammer drill switched to pure drilling function. 

Der Signalgeber kann als Lineal mit einer Anzahl von Marken oder Schaltern ausgebildet sein, die in vorgegebenen, zweckmäßigerweise äquidistanten Abständen angeordnet sind. Vorzugsweise ist darum der Signalgeber mit einem Betätigungs­arm ausgestattet, der eine Anzahl von elektrischen Schalt­elementen beim Eindringen des Sondenstabes betätigt, welche parallel zur Führungssäule in bestimmten Abständen voneinander angeordnet sind. Diese Schaltelemente sind vorzugsweise auf einer Steuerschiene angeordnet, die am Rahmen befestigt ist, und werden als mechanische, von dem Betätigungsarm betätigbare Mikroschalter ausgebildet. Es kann aber auch nur ein Schaltelement am Betätigungsarm vorhanden sein, während auf der Steuerschiene Nocken oder Marken zur Betä­tigung des Mikroschalters oder eines induktiven Näherungs­schalters vorgesehen sind. Alternativ können die Marken auch von Lichtschrankenelementen, z. B. Phototransistoren in vorgegebenen Abständen gebildet werden, die von einem Betätigungs­arm an dem Sondenstab betätigt werden und entsprechende Ausgangssignale liefern.The signal generator can be used as a ruler with a number ofBrands or switches can be formed, which in predetermined,expediently equidistant distances are arranged.Therefore, the signal transmitter is preferably with one actuationarm equipped of a number of electrical switchingelements actuated when the probe rod penetrates, whichparallel to the guide column at certain distances from each otherare arranged. These switching elements are preferredarranged on a control rail that attaches to the frameis, and are considered mechanical, by the actuating armactuated microswitches. But it can alsothere is only one switching element on the actuating arm,while on the control rail cams or marks for actuationthe microswitch or an inductive proximity switchswitch are provided. Alternatively, the brands can alsoof light barrier elements, e.g. B. phototransistors inpredetermined intervals are formed by an actuationarm operated on the probe rod and correspondingDeliver output signals.

Vorzugsweise ist die Registriervorrichtung als vom Rahmen getrennter, tragbarer Koffer ausgebildet, der über die Ausgangsleitung angeschlossen ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die Registriervorrichtung nicht den Erschütterungen ausgesetzt ist, welche von dem Schlagbohrhammer auf den Rahmen übertragen werden. Vorteilhafterweise ist die elektrische Verbindung ein relativ langes Kabel, das über Steckermittel von der Meßvorrichtung abtrennbar ist.Preferably the registration device is off the frameseparate, portable case that is designed over theOutput line is connected. This ensuresthat the registration device does not withstand the vibrationsexposed from the hammer drill to theFrames are transferred. The is advantageouselectrical connection a relatively long cable that overPlug means can be separated from the measuring device.

Die Messungen werden durchgeführt, wenn der Sondenstab mit seiner Längsachse im wesentlichen senkrecht zur Standfläche angeordnet ist, da Schrägmessungen unzulässig sind. In der Standfläche ist dazu in der Verlängerung der Meßsondenlängsachse eine elektrisch isolierte Öffnung vorgesehen, durch welche der Sondenstab beim Eintreiben in den Boden hindurchfährt und deren Durchmesser im wesent­lichen gleich dem des Sondenstabes zuzüglich eines gewissen Spieles ist. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß der Sondenstab exakt geführt ist. Weiterhin ist durch diese Anordnung ein Umfallen während des Eintreibvorganges sicher verhindert, obwohl die Bedienungsperson den Rahmen während des eigentlichen Meßvorganges nicht zu berühren braucht, die Anordnung also frei steht.The measurements are carried out when the probe rodwith its longitudinal axis essentially perpendicular toStand area is arranged because oblique measurements are not permittedare. In the stand area is in the extensionan electrically insulated opening along the longitudinal axis of the probe provided by which the probe rod when drivingdrives into the ground and its diameter essentiallysame as that of the probe rod plus a certain oneGame is. This arrangement ensures thatthe probe rod is guided exactly. Furthermore, through thisArrangement a falling over safely during the driving processprevented, even though the operator during the framedoes not need to touch the actual measuring process,the arrangement is therefore free.

Der konstante dünne Durchmesser des Sondenstabes ohne ver­dickte Spitze ist für die Meßmöglichkeit in geringen Tiefen unter der Bodenoberfläche von Bedeutung.The constant thin diameter of the probe rod without verThick tip is for measuring at shallow depthsof importance under the ground surface.

Vorzugsweise ist ein einstellbarer Anschlag an der Führungs­säule vorgesehen, über den der Betrieb des Schlagbohrhammers bei Erreichen einer vorgegebenen, einstellbaren Tiefe angehalten wird.There is preferably an adjustable stop on the guidecolumn provided, through which the operation of the hammer drillwhen a predetermined, adjustable depth is reachedis stopped.

In Weiterbildung der Meßsonde ist vorgesehen, daß an dem Rahmen ein Schaltkopf angebracht ist, der einen Schaltknopf aufweist, mit dem gleichzeitig die Eintreibvorrichtung freigegeben und der Schlagbohrhammer sowie die Registrier­vorrichtung ausgelöst werden. Auf diese Weise wird der Startpunkt für jede Messung neu vorgegeben, ohne daß Umrechnungen erforderlich sind. Sobald der angetriebene Sondenstab sich in den Boden zu bewegen beginnt, läuft der Zähler bzw. die Uhr in der Registriervorrichtung los und erhält beim Passieren der jeweiligen Marken an der Führungs­säule Signale, die die Eindringzeit angeben und wegen der vorgegebenen Abstände der Marken repräsentativ für die Eindringgeschwindigkeit sind.In a further development of the measuring probe it is provided that on theFrame a switch head is attached to a switch buttonhas, with which the driving devicereleased and the hammer drill as well as the registrationdevice are triggered. In this way theStarting point newly specified for each measurement withoutConversions are required. Once the poweredProbe rod begins to move into the ground, the runsStart the counter or the clock in the registration device andreceives on passing the respective brands on the leadershipcolumn Signals indicating the penetration time and because of thegiven distances of the brands representative of theAre penetration rate. 

Insbesondere ist die erfindungsgemäße Meßsonde so ausgebildet, daß der Schaltkopf einerseits ein elektrisches Schalt­element zum Einschalten des Schlagbohrhammers und der Registriervorrichtung und andererseits eine Klinke aufweist, die bei Betätigung des Schaltknopfes gleichzeitig betätigt werden.In particular, the measuring probe according to the invention is designed suchthat the switch head is an electrical switchelement for switching on the hammer drill and theRegistration device and on the other hand has a jack,which operates simultaneously when the switch button is pressedwill.

Das Schaltelement kann z.B. ein Mikroschalter sein, während die Klinke drehbar im Schaltkopf gelagert sein kann und an einem Ende einen Haken zum lösbaren Eingriff mit der Eintreibvorrichtung aufweist.The switching element can e.g. be a microswitchwhile the pawl can be rotatably mounted in the switch headcan and a hook at one end for releasable engagementwith the driving device.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Meßsonde ist vorge­sehen, daß der Schlagbohrhammer einen Getriebehebel, mit dem der Schlagbohrhammer nach Beendigung eines Eintreibvor­ganges auf reine Drehbewegung umschaltbar ist, und einen eigenen Handgriff zum Herausziehen des Sondenstabes aus dem Boden aufweist.In a further development of the measuring probe according to the invention is providedsee that the hammer drill has a gear lever, withthe hammer drill after completing a driving inganges on pure rotary movement is switchable, and oneown handle for pulling out the probe rodhas the floor.

Bei einer speziellen Ausführungsform ist der Schaltknopf als Mitnehmer für das Schaltelement und die Klinke ausge­bildet und mit einer Rückstelleinrichtung versehen, die ihn in seine Ausgangsstellung beaufschlagt.In a special embodiment, the switch buttonout as a driver for the switching element and the pawlforms and provided with a reset device thatapplied it to its starting position.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­form der Erfindung, die anhand von Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigenFurther features essential to the invention result fromthe following description of a preferred embodimentform of the invention, which is based on the figuresis explained. Show here

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Gerätes mit Meßkoffer;Figure 1 is a schematic side view of the device with measuring case.

Fig. 2 eine detaillierte Seitenansicht des Gerätes ohne Meßkoffer; undFigure 2 is a detailed side view of the device without a measuring case. and

Fig. 3 eine detaillierte Seitenansicht, teilweise im Schnitt des Schaltkopfes beim erfindungs­gemäßen Gerät.Fig. 3 is a detailed side view, partly in section of the switching head in the device according to the Invention.

Wie aus den Abbildungen hervorgeht, umfaßt die erfindungs­gemäße Meßsonde einen Rahmen1, der mit Handgriffen2 etwa in Höhe der abgewinkelten Unterarme einer Bedienungsperson des Gefährts ausgestattet ist. Diese Bauhöhe wird auch von den anderen, auf dem Rahmen1 vorgesehen Teilen des insgesamt mit35bezeichneten Geräts nicht wesentlich überschritten, so daß das als Karren ausgebildete Gefährt in Pkw-Kofferräumen Platz finden kann.As can be seen from the figures, the measuring probe according to the invention comprises a frame1 which is equipped with handles2 approximately at the level of the angled forearms of an operator of the vehicle. This overall height is also not significantly exceeded by the other parts of the device designated35 on the frame1 , so that the vehicle designed as a cart can be accommodated in car trunk spaces.

Zum Ein- und Ausladen sowie zum Tragen über Treppen ist der Rahmen1 zweckmäßigerweise in Bodennähe mit einem weiteren Handgriff3 bestückt. Am Rahmen1 befindet sich eine Bodenplatte4, so daß das Gerät35 insgesamt eine L-förmige Konfiguration hat. Die Bodenplatte4 kann gegebenenfalls mit nicht darge­stellten, lösbaren bzw. auswechselbaren Zusatzgewichten versehen sein, damit sichergestellt ist, daß sie eine die Bodenoberfläche belastende Platte bildet, wenn das Eigen­gewicht des Gerätes35 nicht ausreichen sollte. Auf der Bodenplatte4 stehend, befindet sich das Gerät35 in Arbeitsstellung, wobei dann die Räder5 in dieser Stellung vom Boden abgehoben sind. Zum Fahren wird das Gerät35 gekippt, bis die Räder5 den Erdboden berühren und die Bodenplatte4 hochgeschwenkt ist. Der Transport in einem Pkw wird in der Regel liegend vorgenommen.For loading and unloading and for carrying up stairs, the frame1 is expediently equipped with a further handle3 near the floor. On the frame1 there is a base plate4 , so that the device35 has an overall L-shaped configuration. The bottom plate4 can optionally be provided with detachable or replaceable additional weights, so as to ensure that it forms a plate loading the bottom surface if the weight of the device35 should not be sufficient. Standing on the base plate4 , the device35 is in the working position, the wheels5 then being lifted off the floor in this position. For driving, the device35 is tilted until the wheels5 touch the ground and the base plate4 is pivoted up. Transport in a car is usually carried out horizontally.

Mit der Bodenplatte4 rechtwinklig verbunden ist eine Führungssäule6, an der die eigentliche Eintreibvorrichtung7 einschließlich eines elektrisch angetriebenen Schlagbohr­hammers8 mit dem Sondenstab9 parallel geführt wird. Der Schlagbohrhammer ist umschaltbar zwischen Schlagen und Boh­ren, wobei das Schlagen zum Eintreiben des Sondenstabes9 dient, während das Bohren, also die reine Drehbewegung des Sondenstabes, zum Herausziehen des Sondenstabes9 aus dem Boden verwendet wird. Durch die elektrische Schaltung der Antriebsmittel ist sichergestellt, daß der Sondenstab9 während des Eintreibens nicht rotiert.With the bottom plate4 is connected at right angles to a guide column6 on which the actual driving device7 including an electrically driven hammer drill8 is guided in parallel with the probe rod9 . The hammer drill can be switched between hitting and drilling, the hitting being used to drive in the probe rod9 , while the drilling, that is to say the pure rotary movement of the probe rod, is used to pull the probe rod9 out of the ground. The electrical circuit of the drive means ensures that the probe rod9 does not rotate during driving.

Damit der Reibungskoeffizient beim Sondieren trotz äußerer Einflüsse, wie Korrosion und Alterung, möglichst konstant bleibt und ein im wesentlichen reibungsfreies Gleiten auf der Führungssäule6 ermöglicht, bestehen die Führungssäule6 aus nichtrostendem Stahl, die Buchsen10 des Führungslagers11 aus selbstschmierendem Kunststoff.So that the coefficient of friction when probing remains as constant as possible despite external influences such as corrosion and aging and enables an essentially friction-free sliding on the guide column6 , the guide column6 are made of stainless steel, the bushings10 of the guide bearing11 are made of self-lubricating plastic.

In einer parallel zur Führungssäule verlaufenden Steuer­schiene12 sind Nocken oder Taster13, z. B. Mikroschalter geschützt untergebracht. An dem Führungslager11 ist ein Ausleger14 vorgesehen, der derart angebracht ist, daß dieser Ausleger14 die Taster13 berühren kann. Die Taster13 sind beispielsweise in einem Abstand von jeweils 10 cm angeordnet, so daß beim Eintreiben des Sondenstabes9 der Ausleger14 alle 10 cm (Eintreibtiefe) einen der Taster13 berührt. Die Taster13 sind über eine Leitung24 sowie eine Ausgangsleitung22 mit einer Registriervorrichtung15 verbunden, die sich in einem Meßkoffer befindet. Dadurch ist die Registriervorrichtung15 vor der Vibration des Schlagbohrhammers8 geschützt. Die Ausgangsleitung22 ist eine mehrpolige Meßleitung, die über eine Steckverbindung16 in einem Schaltkopf17 der Anordnung einsteckbar und auf diese Weise über die Leitung24 mit den Tastern13 verbind­bar ist.In a parallel to the guide column control rail12 are cams or buttons13 , z. B. microswitch housed protected. A boom14 is provided on the guide bearing11 , which is attached such that this boom14 can touch the buttons13 . The buttons13 are arranged, for example, at a distance of 10 cm each, so that when the probe rod9 is driven in, the arm14 touches one of the buttons13 every 10 cm (driving depth). The buttons13 are connected via a line24 and an output line22 to a registration device15 which is located in a measuring case. As a result, the registration device15 is protected from the vibration of the hammer drill8 . The output line22 is a multi-pole measuring line which can be plugged into a switch head17 of the arrangement via a plug connection16 and in this way can be connected via the line24 to the buttons13 .

Die Registriervorrichtung15 enthält eine Uhr oder einen (elektrischen) Zähler, der beim Auslösen des Gerätes jedesmal bei Null gestartet wird und dann die Zeiten mißt, bis er Steuersignale von den jeweiligen Tastern13 erhält. Diese nacheinander gemessenen Zeiten lassen sich von der Registrier­vorrichtung15 in Form eine Meßprotokolls ausdrucken.The registration device15 contains a clock or an (electrical) counter which is started each time from zero when the device is triggered and then measures the times until it receives control signals from the respective buttons13 . These successively measured times can be printed out by the registration device15 in the form of a measurement protocol.

Die Führungssäule6 ist mit einer verstellbaren Kunststoff-Feder19 als Anschlag für das Führungslager11 versehen.The guide column6 is provided with an adjustable plastic spring19 as a stop for the guide bearing11 .

Der elektrisch antriebene Schlagbohrer8 arbeitet beim Sondieren als reiner Schlaghammer mit konstanter Schlagfolge und hoher Frequenz von mehr als 25 Hz. Wichtig ist in diesem Zusammenhang, daß zur Erzielung zuverlässiger Messungen die Vergleichsmessungen mit gleichen Antriebs­bedingungen vorgenommen werden.The electrically driven hammer drill8 works when probing as a pure hammer with a constant impact sequence and a high frequency of more than 25 Hz. It is important in this connection that the comparison measurements are carried out with the same drive conditions in order to achieve reliable measurements.

Wenn man den Sondenstab9 aus dem Erdboden herausziehen will, wenn also die eigentliche Messung beendet ist, ist es vorteilhaft, wenn sich die Sonde dabei gleichzeitig dreht. Dies wird über einen Umschalter20 bewirkt, der inFig. 2 angedeutet ist. Der Schlagbohrhammer wird dabei als Bohr­gerät betrieben. Zur Sicherung gegen Fehlbedienung ist die Anordnung so aufgebaut, daß in der Schaltstellung "Herausziehen" keine Bodenverdichtungsmessungen ausgeführt werden können.If you want to pull the probe rod9 out of the ground, ie when the actual measurement is finished, it is advantageous if the probe rotates at the same time. This is effected via a changeover switch20 , which is indicated inFIG. 2. The hammer drill is operated as a drill. To protect against incorrect operation, the arrangement is so constructed that no soil compaction measurements can be carried out in the "pull-out" switch position.

Um den Sondenstab herausziehen zu können, ist an der Eintreibvorrichtung7 ein zusätzlicher Handgriff21 ange­bracht.In order to be able to pull out the probe rod, an additional handle21 is placed on the driving device7 .

InFig. 3 sind Einzelheiten des Schaltkopfes17 dargestellt, der mit der Führungssäule6 und der Steuerschiene12 verbunden ist. Auf der Führungssäule6 erkennt man ein Teil der Eintreibvorrichtung7, die in ihrer Ausgangs­stellung von einer Klinke31 gehalten ist. Dies erfolgt durch einen Haken32 am unteren Ende der Klinke31 in Eingriff mit einer Raste33 an der Eintreibvorrichtung. Die Klinke31 ist um eine im wesentlichen horizontale Achse30 drehbar gelagert, so daß beim Drehen der Klinke31 im Gegenuhrzeigersinn der Haken32 die Eintreibvorrichtung7 freigeben kann.InFig. 3 details of the switch head17 are shown, which is connected to the guide column6 and the control rail12 . On the guide column6 you can see a part of the driving device7 , which is held in its starting position by a pawl31 . This is done by a hook32 at the lower end of the pawl31 in engagement with a catch33 on the driving device. The pawl31 is rotatably supported about an essentially horizontal axis30 , so that when the pawl31 is turned counterclockwise, the hook32 can release the driving device7 .

Der Schaltkopf17 ist über eine Leitung25 an Netzspannung angeschlossen, die über eine Leitung29 am Schlagbohrham­mer8 anliegt und die einen Transformator26 versorgt, der sie in Kleinspannung umsetzt und mit dieser die elektroni­sche Meßeinrichtung der Registriervorrichtung15 über eine Leitung24 bzw. die Steckverbindung16 und die Leitung22 versorgt.The switching head17 is connected via a line25 to the mains voltage, which is present via a line29 at the Schlagbohrhammer8 and which supplies a transformer26 , which converts it into low voltage and with it the electronic measuring device of the registration device15 via a line24 or the connector16 and the line22 supplied.

Im oberen Bereich des Schaltkopfes17 erkennt man einen Schaltknopf18, der einerseits mit einem Schaltelement23 und andererseits mit dem oberen Ende der drehbaren Klinke31 mechanisch in Eingriff steht.In the upper region of the switching head17 , a switching button18 can be seen, which is mechanically engaged on the one hand with a switching element23 and on the other hand with the upper end of the rotatable pawl31 .

Wird der Schaltknopf18 bei der Darstellung gemäßFig. 3 nach links verschoben, so wird über das Schaltelement23 der Antrieb des Schlagbohrhammers8 ausgelöst und die Registriervorrichtung15 gestartet. Zur gleichen Zeit wird die Eintreibvorrichtung7 von der Klinke31 freigegeben, so daß der Sondenstab9 in den Boden eintreibbar ist.If the switch button18 is shifted to the left in the illustration according toFIG. 3, the drive of the hammer drill8 is triggered via the switching element23 and the registration device15 is started. At the same time, the driving device7 is released by the pawl31 , so that the probe rod9 can be driven into the ground.

Nachstehend wird die Verwendung des vorstehend erläuterten Gerätes näher erläutert.The following explains the use of the aboveDevice explained in more detail.

Nach dem Aufstellen der Meßsonde am Meßplatz wird das Gerät35 an die elektrische Versorgung, also das Stromnetz oder einen Akkumulator angeschlossen, während die Registrier­vorrichtung15 an den Schaltkopf17 und damit an das Gerät35 angeschlossen wird. Anschließend wird der Schaltknopf18 am Schaltkopf17 betätigt und dadurch der automatische Meßvorgang gestartet.After setting up the measuring probe at the measuring station, the device35 is connected to the electrical supply, that is to say the mains or an accumulator, while the registration device15 is connected to the switching head17 and thus to the device35 . The switch button18 on the switch head17 is then actuated and the automatic measuring process is started.

Die Meßeinrichtung schaltet sich dann ab, wenn der Sondenstab9 den tiefsten Punkt der Meßstrecke im Erdboden erreicht hat und die Registriervorrichtung15 ein (Streifen)-Protokoll ausgedruckt hat.The measuring device switches itself off when the probe rod9 has reached the lowest point of the measuring path in the ground and the registration device15 has printed out a (strip) protocol.

Mit Betätigung des Schaltknopfes18 wird in der Registrier­vorrichtung15 eine Zeitmeßeinrichtung gestartet, der Schlag­bohrhammer8 wird, meistens ohne Drehung in Gang gesetzt und die Eintreibvorrichtung7 mit dem Schlagbohrhammer8 aus­geklinkt, so daß der Sondenstab9 frei in den Boden ein­dringen kann.With actuation of the button18 , a time measuring device is started in the registration device15 , the impact hammer drill8 is usually started without rotation and the driving device7 is latched with the impact hammer8 , so that the probe rod9 can penetrate freely into the ground .

Ist der Sondenstab9 in das Erdreich z. B. 10 cm tief eingedrungen, so betätigt der Ausleger14 den ersten Taster13 an der Steuerschiene12. Der dazugehörige Schaltimpuls wird der Registriervorrichtung15 als Befehl zur Speicherung und zum Ausdrucken der ersten Teilzeit, die der Sondenstab9 zum Zurücklegen dieses Weges benötigt hat, mitgeteilt. Beim weiteren Eintreiben werden entsprechende weitere Impulse erzeugt.Is the probe rod9 in the ground z. B. penetrated 10 cm deep, the boom14 actuates the first button13 on the control rail12th The associated switching impulse is communicated to the registration device15 as a command for storing and printing out the first part-time that the probe rod9 needed to cover this distance. When driving in further, corresponding further pulses are generated.

Der letzte Impuls, im vorliegenden Falle nach 50 cm, schaltet die Meßeinrichtung nach Ausdrucken der letzten Protokoll­zeile ebenso wie den Schlagbohrhammer8 ab. Nach dem Umschalten des Schalters20 auf Betrieb des Schlagbohrhammers mit Drehung wird der Sondenstab9 von Hand mit Hilfe des Handgriffes21 wieder in die Ausgangsstellung hochgezogen, in der die Eintreibvorrichtung7 wieder am Schaltkopf17 über die dargestellte Rasteinrichtung32,33 festgehalten wird.The last pulse, in the present case after 50 cm, switches off the measuring device after printing out the last protocol line, as does the hammer drill8 . After switching the switch20 to operation of the hammer drill with rotation, the probe rod9 is pulled up again by hand with the aid of the handle21 into the starting position, in which the driving device7 is again held on the switching head17 by means of the locking device32 ,33 shown.

Das vorstehend beschriebene Gerät eignet sich insbesondere zur vergleichenden Bodenverdichtungsprüfung an sanierten Kabel- und Leitungsgräben, wobei man zwei Meßprotokolle miteinander vergleicht. Das erste Meßprotokoll entsteht beim Eintreiben des Sondenstabes9 in den zugeschütteten und gestampften Teil des Grabens, während das zweite Meßprotokoll direkt neben dem Leitungsgraben im gewachsenen Boden erstellt wird.The device described above is particularly suitable for comparative soil compaction testing on rehabilitated cable and conduit trenches, with two measurement protocols being compared with one another. The first measurement protocol is created when the probe rod9 is driven into the filled and stamped part of the trench, while the second measurement protocol is created directly next to the line trench in the grown soil.

Gewachsener Boden hat in der Regel eine über die Tiefe zunehmende Dichte, während das Erdreich, z. B. in einem zugeschütteten und nur oberflächlich verdichteten Graben eine über die Tiefe abnehmende Dichte aufweist. Dadurch ergibt sich bei gewachsenem Boden eine über die Tiefe sinkende, bei einem nicht ordnungsgemäß zugeschütteten Graben aber eine über die Tiefe zunehmende Eindring­geschwindigkeit. Dies wirkt sich in den Meßprotokollen in entsprechenden Meßzeiten aus, die direkt miteinander vergleichbar sind, ohne daß eine Umrechnung der Meßzeiten auf Meßgeschwindigkeiten erforderlich ist.Grown soil usually has a depthincreasing density, while the soil, e.g. B. in onefilled in and only superficially compacted trenchhas a decreasing density over the depth. Therebyif the soil has grown, there is a depthsinking, if not properly filledBut dig a penetration that increases over the depthspeed. This affects the measurement logsin appropriate measuring times that directly with each otherare comparable without having to convert the measurement timeson measuring speeds is required.

Claims (23)

Translated fromGerman

1. Meßsonde zur Messung der Bodenverdichtung, mit einem länglichen, schlanken Sondenstab (9), der über Antriebs­mittel (8) in den Boden eintreibbar ist,gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - An einem Rahmen (1) sind eine Standfläche (4) zum Aufstellen des Rahmens (1) auf der Bodenoberfläche und eine Führungs­säule (6) angebracht;
• - der Sondenstab (9) ist mit den Antriebsmitteln (8) an der Führungssäule (6) längsverschiebbar gelagert;
• - zwischen dem Sondenstab (9) und dem Rahmen (1) ist ein elektrischer Signalgeber (13,14) angebracht, der zur Weiterleitung von die Relativpositionen zwischen Sondenstab (9) und Standfläche (4) repräsentierenden Ausgangssignalen über eine Ausgangsleitung (22) einer mit einem Zähler ausgerüsteten Registriervor­richtung (15) verbunden ist.

1. Measuring probe for measuring soil compaction, with an elongated, slim probe rod (9 ) which can be driven into the soil by means of drive means (8 ),characterized by the following features:

• - On a frame (1 ) a base (4 ) for setting up the frame (1 ) on the floor surface and a guide column (6 ) are attached;
• - The probe rod (9 ) is mounted with the drive means (8 ) on the guide column (6 ) to be longitudinally displaceable;
• - Between the probe rod (9 ) and the frame (1 ), an electrical signal transmitter (13 ,14 ) is attached, which for forwarding the relative positions between the probe rod (9 ) and footprint (4 ) representing output signals via an output line (22 ) with a meter equipped Registriervor direction (15 ) is connected.

2. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Standfläche (4) als eine die Bodenoberfläche belastende Platte, gegebenenfalls mit lösbaren bzw. auswechsel­baren Zusatzgewichten ausgebildet ist.2. Measuring probe according to claim 1, characterized in that the standing surface (4 ) is designed as a plate loading the floor surface, optionally with detachable or replaceable additional weights.3. Meßsonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (1) Räder (5) nach Art eines Sackkarrens angebracht sind.3. Measuring probe according to claim 1 or 2, characterized in that on the frame (1 ) wheels (5 ) are attached in the manner of a hand truck.4. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenstab (9) zusammen mit den Antriebsmitteln (8) über ein Führungslager (11) mit einer Buchse (10) auf der Führungssäule (6) gelagert ist.4. Measuring probe according to one of claims 1 to 3, characterized in that the probe rod (9 ) together with the drive means (8 ) via a guide bearing (11 ) with a socket (10 ) on the guide column (6 ) is mounted.5. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenstab (9) mit den mit ihm verbundenen Antriebs­mitteln (8) und dem Führungslager (11) im wesentlichen reibungsfrei auf der Führungssäule (6) gleitet.5. Measuring probe according to one of claims 1 to 4, characterized in that the probe rod (9 ) with the drive means connected to it (8 ) and the guide bearing (11 ) slides essentially smoothly on the guide column (6 ).6. Meßsonde nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssäule (6) aus korrosionsfreiem Material besteht.6. Measuring probe according to claim 4 or 5, characterized in that the guide column (6 ) consists of corrosion-free material.7. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssäule (6) zur Standfläche (4) mit einem Schwingungsdämpfer (19) ausgerüstet ist, der einen unteren Anschlag bildet.7. Measuring probe according to one of claims 1 to 6, characterized in that the guide column (6 ) to the base (4 ) is equipped with a vibration damper (19 ) which forms a lower stop.8. Meßsonde nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (10) aus selbstschmierendem Kunststoff besteht oder mit Rollenlager ausgebildet ist.8. Measuring probe according to one of claims 4 to 7, characterized in that the bushing (10 ) consists of self-lubricating plastic or is designed with roller bearings.9. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (8) einen elektrisch betriebenen Schlagbohrhammer aufweisen.9. Measuring probe according to one of claims 1 to 8, characterized in that the drive means (8 ) have an electrically operated hammer drill.10. Meßsonde nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (Schlagbohrhammer 8) so ausgebildet sind, daß der Sondenstab (9) mit konstanter Leistung und Schlagfrequenz, vorzugsweise über 25 Hz in den Boden eintreibbar ist.10. Measuring probe according to claim 9, characterized in that the drive means (hammer drill 8) are designed so that the probe rod (9 ) with a constant power and frequency, preferably above 25 Hz can be driven into the ground.11. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (13,14) einen Betätigungsarm (14) und eine Vielzahl von elektrischen Schaltelementen (13) umfaßt, die parallel zur Führungssäule (6) in vorgegebenen Abständen voneinander angeordnet sind.11. Measuring probe according to one of claims 1 to 10, characterized in that the signal transmitter (13 ,14 ) comprises an actuating arm (14 ) and a plurality of electrical switching elements (13 ) which are arranged parallel to the guide column (6 ) at predetermined distances from one another are.12. Meßsonde nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schaltelemente (13) auf einer Steuer­schiene (12) angeordnet sind, die am Rahmen (1) befestigt ist.12. Measuring probe according to claim 11, characterized in that the electrical switching elements (13 ) are arranged on a control rail (12 ) which is fixed to the frame (1 ).13. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (13,14) ein elektrisches Schaltelement am Betätigungsarm (14) aufweist und auf der Steuerschiene (12) eine Vielzahl von Nocken (13) oder optische Blenden angeordnet sind.13. Measuring probe according to one of claims 1 to 10, characterized in that the signal transmitter (13 ,14 ) has an electrical switching element on the actuating arm (14 ) and on the control rail (12 ) a plurality of cams (13 ) or optical diaphragms are arranged .14. Meßsonde nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (13) mechanisch betätigbare Mikro­schalter oder Lichtschrankenelemente sind.14. Measuring probe according to one of claims 11 to 13, characterized in that the switching elements (13 ) are mechanically actuated micro switches or light barrier elements.15. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Registriervorrichtung (15) als vom Rahmen (1) getrennter, tragbarer Koffer ausgebildet ist, der über die Ausgangsleitung (22) angeschlossen ist.15. Measuring probe according to one of claims 1 to 14, characterized in that the registration device (15 ) is designed as a separate from the frame (1 ), portable case, which is connected via the output line (22 ).16. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenstab (9) mit seiner Längsachse im wesentlichen senkrecht zur Standfläche (4) angeordnet ist, und daß in der Standfläche (4) in der Verlängerung der Meßsondenlängsachse eine elektrisch isolierte Öffnung vorge­sehen ist, deren Durchmesser im wesentlichen dem des Sondenstabes (9) zuzüglich eines Spieles entspricht.16. Measuring probe according to one of claims 1 to 15, characterized in that the probe rod (9 ) is arranged with its longitudinal axis substantially perpendicular to the standing surface (4 ), and that in the standing surface (4 ) in the extension of the longitudinal axis of the probe an electrically insulated Opening is easily seen, the diameter of which corresponds essentially to that of the probe rod (9 ) plus a game.17. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenstab (9) konstanten Durchmesser in der Größenordnung von 10 bis 15 mm aufweist und an seinem vorderen Ende eine Spitze hat.17. Measuring probe according to one of claims 1 to 16, characterized in that the probe rod (9 ) has a constant diameter in the order of 10 to 15 mm and has a tip at its front end.18. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an der Führungssäule (6) ein einstellbarer Anschlag zur Begrenzung der Eintreibtiefe vorgesehen ist.18. Measuring probe according to one of claims 1 to 17, characterized in that an adjustable stop is provided on the guide column (6 ) to limit the driving depth.19. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rahmen (1) ein Schaltkopf (17) angebracht ist, der einen Schaltknopf (18) aufweist, mit dem gleichzeitig die Eintreibvorrichtung (7) freigegeben und der Schlagbohr­hammer (8) sowie die Registriervorrichtung (15) ausgelöst werden.19. Measuring probe according to one of claims 1 to 18, characterized in that on the frame (1 ) a switch head (17 ) is attached, which has a switch button (18 ) with which the driving device (7 ) is released and the hammer drill hammer (8 ) and the registration device (15 ) are triggered.20. Meßsonde nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkopf (18) einerseits ein elektrisches Schalt­element (23) zum Einschalten des Schlagbohrhammers (8) und der Registriervorrichtung (15) und andererseits eine Klinke (31) aufweist, die bei Betätigung des Schaltknopfes (18) gleichzeitig betätigt werden.20. Measuring probe according to claim 19, characterized in that the switching head (18 ) on the one hand an electrical switching element (23 ) for switching on the hammer drill (8 ) and the registration device (15 ) and on the other hand has a pawl (31 ) which when the Switch button (18 ) are operated simultaneously.21. Meßsonde nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (31) drehbar im Schaltkopf (17) gelagert ist und an einem Ende einen Haken (32) zur lösbaren Befestigung mit der Eintreibvorrichtung (7) aufweist.21. Measuring probe according to claim 20, characterized in that the pawl (31 ) is rotatably mounted in the switch head (17 ) and at one end has a hook (32 ) for releasable attachment to the driving device (7 ).22. Meßsonde nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltknopf (18) als Mitnehmer für das Schaltelement (23) und die Klinke (31) ausgebildet und mit einer Rückstell­einrichtung versehen ist, die ihn in seine Ausgangsstellung beaufschlagt.22. Measuring probe according to one of claims 19 to 21, characterized in that the switch button (18 ) is designed as a driver for the switching element (23 ) and the pawl (31 ) and is provided with a resetting device which acts on it in its initial position.23. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagbohrhammer (8) einen Getriebehebel (20), mit dem der Schlagbohrhammer (8) nach Beendigung eines Eintreibvorganges auf reine Drehbewegung umschaltbar ist, und einen eigenen Handgriff (21) zum Herausziehen des Sondenstabes (9) aus dem Boden aufweist.23. Measuring probe according to one of claims 1 to 22, characterized in that the percussion hammer (8 ) has a gear lever (20 ) with which the percussion hammer (8 ) can be switched to pure rotary motion after completion of a driving process, and a separate handle (21 ) for pulling the probe rod (9 ) out of the ground.