CH681549A5

CH681549A5 -

Info

Publication number: CH681549A5
Application number: CH523/90A
Authority: CH
Inventors: Dietmar Jenne
Original assignee: Terra Ag Tiefbautechnik
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1993-04-15
Also published as: GB9102845D0; DE4014119C1; US5094303A; GB2241007B; GB2241007A

Description

1

CH 681 549 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rammeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspnuchs 1.

STAND DER TECHNIK

In der DE 3 104 547 - JENNE wird eine Steuervorrichtung für den Vor- und Rücklauf von selbstgetriebenen, pneumatischen Rammbohrgeräten beschrieben. Solche Rammbohrgeräte weisen ein rohr-förmiges Gehäuse auf, in welchem ein Schlagkolben zwischen zwei Anschlägen axial verschiebbar gelagert ist, dem die Druckluft für seine Vor- und Rücklaufbewegung durch eine mit dem Druckluftschlauch verbundene Steuerhülse zuführbar ist. Diese Steuerhülse ist mit ihrem einen, druckluftein-laufseitigen Ende in einem im Endbereich des Gehäuses angeordneten Lagerring verdrehbar und axial unverschiebbar gelagert. An ihrem anderen, kopfseitigen Ende weist sie einen kolbenartigen Steuerkopf auf, der in eine zylinderartige Bohrung am hinteren Ende des Schlagkolbens in diesen eintaucht. Der Schlagkolben ist seinerseits im Gehäuse unverdrehbar axial geführt und weist im mit der Steuerhülse zusammenwirkenden Bereich mindestens eine radiale Steueröffnung auf. Dieser Steueröffnung ist, für den Vorwärts- und Rückwärtslauf je ein Paar Steuerkanten zugeordnet, welche pro Paar in axialer Richtung zueinander und die Paare untereinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.

NACHTEILE

Trotzdem die beiden unterschiedlich grossen Steueröffnungstypen bereits eine relative Erhöhung der Schlagenergie bewirken ist noch nachteilig, dass sie sowohl während der Vorlaufbewegung als auch während der Rücklaufbewegung des Schlagkolbens wirksam sind. Dies ergibt eine Beeinträchtigung der Vorlaufbewegung.

Ausserdem ist die feste Zuordnung von Steuerkantenpaaren zu Zusatzöffnungen nachteilig, da dies die Fertigungsfreiheit einschränkt und die Fertigung verkompliziert.

Auch erfolgt mit dieser bekannten Anordnung der Haupt- und Zusatzsteueröffnungen eine sehr schlechte Ausnutzung der Druckluft und Druckluftenergie, wodurch grössere Kompressoren und grössere Baustelleninstallationen erforderlich sind. Diese müssen aber jeweils auch noch von und zu den Baustellen transportiert werden und verursachen auch dadurch noch erhöhte Kosten.

ZIEL DER ERFINDUNG

Ziel der Erfindung ist es, eine Rammeinrichtung zu schaffen, welche die o.g. Nachteile nicht aufweist und eine geringere Druckluftmenge verbraucht und dennoch erhöhte Schlagwirksamkeit besitzt, d.h. es soll mehrfach gesteigerte Wirtschaftlichkeit gegenüber Geräten des Standes der Technik erreicht werden.

ERFINDUNG

Dieses Ziel lässt sich erreichen, wenn die Rammeinrichtung gemäss dem Kennzeichen des Anspruchs 1 ausgebildet wird. Die Einrichtung kann weitere Merkmale gemäss den Ansprüchen 2-8 aufweisen, welche vorteilhafte und zweckmässige Ausbildungsformen darstellen.

VERFAHREN

Um eine Rammeinrichtung zum aushublosen Verlegen von Rohren im Erdreich mit verbessertem Wirkungsgrad, d.h. mit besserer Ausnützung der Druckluftenergie und damit Verminderung des Druckluftverbrauches, was teilweise kleiner und leichter zu transportierende Kompressoren und sonstige Baustelleninstallationen zur Folge hat, zu betreiben, wird die Bewegung eines Schlagkolbens innerhalb der Rammeinrichtung, welche aus den Teilbewegungen der Vorlauf- und Rücklaufbewegung besteht, durch geeignete Zufuhr von Druckluft in einen Expansionsraum gesteuert.

Der gesamte Steuervorgang kann im wesentlichen in einige Steuerphasen zerlegt werden, wobei nach dem Stand der Technik eine Vorlaufsteuerphase der Vorlaufbewegung, eine Rücklaufsteuerphase der Rücklaufbewegung und je eine diesen beiden Steuerphasen zugeordnete Zusatz-Steuerphase vorgesehen wird. Dabei wird in jeder Zusatz-Steu-erphase noch zusätzliche Druckluft auf die Vorderseite des Schlagkolbens 2 in den Raum zwischen der Schlagkolbenspitze 2.2 und der vorderen Innenseite 1.1 des Gehäuses 1 der Rammeinrichtung, dem Expansionsraum 1.2, geleitet. Der Wirkzeitpunkt und die Steuerzeiten für diese Zusatz-Druckluft sind bisher so gewählt gewesen, dass im wesentlichem nicht die Verbesserung erreicht wurde, welche möglich ist, wenn man den Steuervorgang optimiert. Um dies zu erreichen wird die Zusatz-Steuerphase als eine Luft-Verzögerungs-Steuer-phase ausgebildet und die auf die Vorderseite des Schlagkolbens geleitete zusätzliche Druckluft durch ein Verzögerungsglied 2.5 zeitverzögert gegenüber ihrer Steuerzeit zur Wirkung gebracht. Durch diese Verschiebung des Wirkzeitpunktes der Zusatz-Druckluft im Expansionsraum 1.2 wird diese zusätzliche Druckluft im wesentlichen nur während der Rücklaufbewegung des Schlagkolbens 2 zur Verlängerung der Rücklaufphase, nicht aber während der Vorlaufbewegung des Schlagkolbens 2, wirksam.

Ein Bewegungszyklus des Schlagkolbens 2 (Fig. 2, 3) weist eine Vorlauf- und eine Rücklaufbewegung auf. Die Vorlaufbewegung wird durch Beaufschlagung des Schlagkolbens 2 mit Druckluft von seiner Hinterseite im Bereich seines Zylinderraumes 2.6 und die Rücklaufbewegung wird durch indirekte Beaufschlagung der Vorderseite des Schlagkolbens 2 im Bereich eines Expansionsraumes 1.2 mit Druckluft und nachfolgende Expansion der Druckluft erreicht. Der Ablauf eines solchen Bewegungszyklus wird durch ein Verfahren, welches im wesentlichen eine Vorlauf-Steuerphase und eine Rücklauf-Steuerphase, entsprechend der

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 681 549 A5

4

Vorlauf- und der Rücklauf-Bewegung, aufweist, gesteuert. Zur besseren Ausnutzung der Druckluft wird eine zusätzliche Steuerphase, nämlich eine Zu-satz-Steuerphase, jeder der beiden anderen Steuerphasen zugeordnet. Während dieser Zusatz-Steuerphase wird zusätzlich Druckluft in den Expansionsraum 1.2 geleitet. Um nun den Steuervorgang zu optimieren und die Energie der Druckluft bestmöglichst auszunützen, wird diese bekannte Zusatz-Steuerphase neu als eine Luft-Verzöge-rungs-Steuerphase ausgebildet, indem die Zusatz-Druckluft in beiden Steuerphasen mit einer Zeitverzögerung gegenüber ihrer Steuerzeit im Expansionsraum 1.2 wirksam wird.

VERFAHRENSABLAUF

Angenommen, die Ausgangsposition für die Vorlaufbewegung ist der hintere, deckelseitige Totpunkt des Schlagkolbens 2. Es wird Druckluft durch eine zentrale Bohrung 4.5 einer Steuereinrichtung 4 in einen Zylinderraum 2.6 am hinteren Ende des Schlagkolbens 2 geleitet, wodurch dieser nach vorne in Richtung des Pfeiles bewegt wird. Während dieser Vorwärtsbewegung (Vorlauf) werden zunächst eine oder mehrere Sekundär-Steuer-öffnungen 2.5 im Schlagkolben 2 in den Bereich einer vorderen Steuerkante 4.3 einer Steuereinrichtung 4 gebracht. Druckluft aus der zentralen Bohrung 4.5 beginnt in einem ersten Vorlauf-Zeitintervall, das zu einer Vorlauf-Steuerphase gehört, durch diese Sekundär-Steueröffnungen 2.5 zu strömen. Diese Zusatz-Druckluft wird zufolge der Verwendung eines Verzögerungsgliedes 2.5 sehr stark zeitverzögert gegenüber ihrer Steuerzeit, d.h. das Verzögerungsglied verschiebt den Wirkzeitpunkt gegenüber den Einström-Steuerzeit-punkt, d.h. Öffnungs-Steuerzeitpunkt, sehr stark zeitlich nach hinten, sodass diese Zusatz-Druck-luft nur sehr schwach oder überhaupt nicht im Expansionsraum 1 wirksam wird, der zudem zu diesem Zeitpunkt praktisch druckfrei ist. Der Abstand zwischen den Steuerzeiten der Sekundär-Steueröff-nung 2.5 und der entsprechenden Hauptsteueröffnung 2.4 wird so gewählt, dass nur kurze Zeit später, am Ende des ersten Vorlauf-Zeitintervalls, welches gleichzeitig der Anfang eines zweiten Vorlauf-Zeitintervalls ist, das jedoch zur Rücklauf-Steuerphase gehört, die Hauptsteueröffnungen 2.4 von der vorderen Steuerkante 4.3 freigegeben werden und eine im Verhältnis zur Zusatz-Druck-luft grosse Menge Haupt-Druckluft via den Ringraum 2.7 in den praktisch druckfreien Expansionsraum 1.2 strömt. Folglich ergibt die geringe Menge Zusatz-Druckluft, welche in der Vorlauf-Steuerphase in den leeren Expansionsraum 1.2 gelangte, praktisch keine Bremswirkung des Schlagkolbenvorlaufes. Der Schlagkolben 2 schlägt mit, bezüglich der Zusatz-Druckluft, praktisch unverminderter Energie auf die vordere Innenseite 1.1 des Gehäuses 1 auf (Vorwärtslauf der Rammbohreinrichtung. Der Zeitpunkt des Aufpralles auf der vorderen Innenseite 1.1 des Gehäuses 1 ist der vordere Totpunkt in der Bewegung des Schlagkolbens.

Die zum gleichen Steuerzyklus gehörende Rücklaufbewegung (Fig. 4) des Schlagkolbens 2 beginnt beim vorderen Totpunkt und wird durch die durch die Hauptsteueröffnungen 2.4 anströmende Haupt-Druckluft und deren Expansion im Expansionsraum

1.2 aufrechterhalten. Während einem ersten Rücklauf-Zeitintervall werden zunächst die Hauptsteueröffnungen 2.4 durch die vordere Steuerkante

4.3 der Steuereinrichtung 4 geschlossen und die Zufuhr der Haupt-Druckluft für den Rücklauf des Schlagkolbens 2 unterbunden. In einem zweiten, anschliessenden Rücklauf-Zeitintervall strömt noch Zusatz-Druckluft in den Ringraum 2.7. Dieser zweite Rücklauf-Zeitintervall wird so gewählt, dass es bis zum kurz nach dem Schliessen der Hauptsteueröffnungen 2.4 erfolgenden Schliessen auch der Se-kundär-Steueröffnungen 2.5 durch die vordere Steuerkante 4.3 dauert. Da während diesem zweiten Rücklauf-Zeitintervall die Hauptsteueröffnungen 2.4 noch von der Steuereinrichtung 4 verschlossen sind - denn die Hauptsteueröffnungen

2.4 haben noch nicht die hintere Steuerkante 4.4 passiert - bewirkt diese Zusatz-Druckluft eine Verlängerung der Expansionsphase der kumulierten Druckluftmenge im Expansionsraum 1.2. D.h. es steht mehr Druckluft für die Expansion zur Verfügung und somit ergibt sich eine längere Beschleunigung des Schlagkolbens 2 während der Expansionsphase als der durch die Hauptsteueröffnungen 2.4 eingeströmten Haupt-Druckluftmenge entspricht. Die hintere Steuerkante 4.4 wird in ihrer Lage gegenüber der vorderen Steuerkante 3.4 so gewählt, dass der Schlagkolben 2 ausreichend Energie zum Rückzug in seine hintere Totpunktlage, welche vor dem Aufschlagen auf den Deckel 3 des Gehäuses 1 liegt, aufweist. Sobald die Hauptsteueröffnungen 2.4 überlaufen werden, wird die Expansionsphase beendet, weil dadurch der Expansionsraum 1.2 via einen Abströmraum 1.3 mit dem Aussenraum zum völligen Entleeren verbunden wird. Der Schlagkolben 2 fliegt noch zufolge seiner kinetischen Energie weiter bis zu seinem hinteren Totpunkt, der einen Bewegungszyklus abschliesst.

RESUMEE VERFAHREN

Durch dieses zeitverzögerte Wirksamwerden der Zusatz-Druckluft gegenüber ihrer Einström-Steuerzeit zufolge des Verzögerungsglieds 2.5, welches zur Durchführung des Verfahrens als wenigstens eine nach hinten geneigte Sekundär-Steu-eröffnung 2.5 ausgebildet sein kann, tritt einerseits während des Schlagkolben-Vorlaufes keine Bremsung und damit keine Verminderung der kritischen Energie des Schlagkolbens 2 vor seinem Aufprall auf die vordere Innenseite 1.1 des Gehäuses 1 auf und andererseits wird während dem Schlagkolbenrücklauf die Zusatz-Druckluft zu einem (gegenüber der Ausführung nach dem Stand der Technik) späteren Zeitpunkt der expandierenden Druckluft im Expansionsraum 1.2 vor der Schlagkolbenspitze 2.2 zugesetzt, wodurch eine Verlängerung der Expansionsphase gegenüber den bekannten Geräten für den Schlagkolben-Rücklauf, und damit eine Verlängerung des Beschleunigungsweges während des Schlagkolbenvorlaufes, eintritt. Beide Wirkungen

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 681 549 A5

6

zusammen ergeben eine massive Steigerung der Schlagwirkung des Rammgerätes gegenüber den bisherigen Steuerverfahren.

VORRICHTUNG

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Einrichtung anhand der Zeichnung. In dieser zeigt die

Fig. 1 eine erste Variante einer Rammeinrichtung im Schnitt,

Fig. 2 ein Detail der Einrichtung nach Fig. 1 in der Stellung im Bereich des hinteren Totpunktes,

Fig. 3 das Detail der Einrichtung aus Fig. 2 in der Stellung im Bereich des vorderen Totpunktes,

Fig. 4 das Detail der Einrichtung aus Fig. 2 in der Stellung nach dem Ende eines ersten Rücklauf-Zeit-intervalles: die Hauptsteueröffnungen 2.4 sind durch die vordere Steuerkante 4.3 der Steuereinrichtung 4 geschlossen,

Fig. 5 ein dem Detail der Einrichtung aus Fig. 2 entsprechendes Detail einer zweiten Variante einer Einrichtung im Schnitt.

Eine Rammeinrichtung in einer ersten Variante weist ein im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 1 auf, dessen Spitze zum Eindringen ins Erdreich ausgebildet ist, wobei im Innern des Gehäuses 1 ein teilweise ebenfalls rohrförmiger Schlagkolben 2 längsverschiebbar angeordnet ist. Zwischen diesem und dem Gehäuse 1 befindet sich entlang dem Mantel des Schlagkolbens 2 ein Ringraum 2.7 oder wirkungsgleiche Längskanäle, durch welchen bzw. weiche Luft zur Schlagkolbenspitze 2.2 strömen kann. Ein Ende des Gehäuses 1 ist mit einem entfernbaren Deckel 3 verschlossen, in welchem eine Steuereinrichtung 4 sitzt, wobei deren ein (äusseres) Ende 4.1 nach aussen ragt und zum An-schluss von wenigstens einem Druckluftschlauch 5 eingerichtet ist. Ein anderes (inneres) Ende 4.2 ragt in ein hinteres Ende 2.1 des Schlagkolbens 2 und gleitet entlang seiner Innenmantelfläche 2.3. Dieses innere Ende 4.2 der Steuereinrichtung 4 weist ein Paar einander zugeordneter Steuerkanten 4.3 bzw. 4.4 auf, welche mit entsprechenden Steueröffnungen 2.4 des Schlagkolbens 2 zusammenwirken und dessen Vorlauf- bzw. Rücklaufbewegung im Gehäuse 1 steuern. Die Steuereinrichtung 4 weist eine sich über die gesamte Länge erstreckende zentrale Bohrung 4.5 auf, welche am äusseren Ende 4.1 der Steuereinrichtung 4 mit wenigstens einem Druckluftschlauch 5 verbunden ist.

Im Schlagkolben 2 ist zusätzlich zu den Hauptsteueröffnungen 2.4, welche man auch Hauptsteueröffnungen nennen kann, wenigstens eine Sekundärsteueröffnung 2.5 vorgesehen, welche als ein Verzögerungsglied ausgebildet ist und sich schräg nach hinten aussen erstreckt und in einer Position axial vor der Hauptsteueröffnung 2.4 im Schlagkolben 2, angeordnet ist. Der Bereich, in welchem diese Sekundärsteueröffnung 2.5.1 mit ihrer inneren Mündung angeordnet ist, liegt ca. 1/3 der Hublänge des Schlagkolbens 2 vor der inneren Mündung der Hauptsteueröffnung 2.4. Die Neigung der Sekundärsteueröffnung 2.5 nach hinten zur Hauptsteueröffnung 2.4 liegt vorzugsweise in einem Winkelbereich um ca. 45° zur Steuerrohrlängsachse. Es könnte aber auch eine Neigung von weniger als 45°, also unter einem spitzeren Winkel, gegenüber der Steuerrohrlängsachse vorgesehen sein. Wesentlich dabei ist, dass während der Zusatz-Steuer-phasen eine signifikante Zeitverzögerung bei der Zuleitung der zusätzlichen Druckluft in den Expansionsraum 1.2 zufolge der nach hinten geneigten Sekundärsteueröffnung 2.5 auftritt. Die zusätzliche Druckluft wird dadurch im wesentlichen nur während der Rücklaufbewegung des Schlagkolbens zur Verlängerung des Schlagkolbenhubes, nicht aber während der Vorlaufbewegung des Schlagkolbens, wirksam.

WIRKUNGSWEISE

Beginnt ein Bewegungszyklus des Schlagkolbens 2 (Fig. 2, 3) bei seiner Ausgangsposition für seine Vorlaufbewegung, d.h. in seinem hinteren, deckel-seitigen Totpunkt, dann wird Druckluft durch die zentrale Bohrung 4.5 der Steuereinrichtung 4 in einen von der Innenmantelfläche 2.3 begrenzten Zylinderraum 2.6 des Schlagkolbens 2 geleitet und bewegt diesen nach vorne (Pfeil). Während dieser Vorwärtsbewegung (Vorlauf) gelangen zuerst eine oder mehrere Sekundär-Steueröffnungen 2.5 in den Bereich einer vorderen Steuerkante 4.3. Druckluft beginnt in einem ersten Vorlauf-Zeitinter-vall durch diese Sekundär-Steueröffnungen 2.5 durch den Schlagkolben 2 auf dessen Aussenseite im zwischen ihm und dem Gehäuse 1 vorhandenen Ringraum 2.7, oder in entsprechende Längskanäle, zu strömen. Diese Druckluft wird, da sie durch die Sekundär-Steueröffnungen 2.5 strömt, Zusatz-Druckluft genannt. Durch die Achsenrichtung der Sekundär-Steueröffnung 2.5 im wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung der Druckluft in der zentralen Bohrung 4.5, bedingt durch die nach hinten geneigte Lage zum Ringraum 2.7 bzw. dem entsprechenden Längskanal und durch den relativ kleinen Querschnitt der Sekundär-Steueröffnung 2.5 wird diese durch sie strömende Zusatz-Druckluft nur sehr stark zeitverzögert gegenüber ihrer Steuerzeit im Expansionsraum 1.2 zwischen Gehäuse 1 und der Schlagkolbenspitze 2.2. oder überhaupt nicht wirksam. Das Zeitinteivall zwischen Steuerzeitpunkt, im engeren Sinn Öffnungszeitpunkt oder Einström-Steuerzeit, und Wirkzeitpunkt liegt im Bereich von ca. 0,03 - 0,05 sec. Dieser Wirkzeitpunkt hängt auch noch vom Entleerungsgrad des Expansionsraumes 1.2 ab, der vorgängig im vorangehenden Steuerzyklus mit dem Aussenraum zu seiner Entleerung verbunden war. Da das zweite Vorlauf-Zeitintervall sehr kurz ist, nämlich kürzer als 0,02 sec, schlägt die Schlagkolbenspitze 2.2 bereits kurze Zeit nach dem Öffnen der Hauptsteueröftnun-gen 2.4 auf der vorderen Innenseite 1.1 des Gehäuses 1 auf. Folglich ergibt die Zusatz-Druckluft praktisch keine Bremswirkung des Schlagkolbenvorlaufes. Der Schlagkolben 2 schlägt mit, bezüglich der Zusatz-Druckluft, praktisch unverminderter Energie, d.h. ungebremst, auf die vordere Innenseite 1,1

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

CH 681 549 A5

8

des Gehäuses 1 auf und treibt dieses im Erdreich vorwärts (Vorwärtslauf der Rammeinrichtung). Der Zeitpunkt des Aufpralles auf der vorderen Innenseite 1.1 des Gehäuses 1 ist der vordere Totpunkt in der Bewegung des Schlagkolbens.

Die Rücklaufbewegung (Fig. 4) des Schlagkolbens 2 im gleichen Steuerzyklus beginnt beim vorderen Totpunkt durch die durch die Hauptsteueröffnungen 2.4 eingeströmte Haupt-Druckluft und deren Expansion im Expansionsraum 1.2. Nach einem ersten Rücklauf-Zeitintervall werden zunächst die Hauptsteueröffnungen 2.4 durch die vordere Steuerkante 4.3 der Steuereinrichtung 4 geschlossen und die Zufuhr der Haupt-Druckluft für den Rücklauf des Schlagkolbens 2 unterbunden. In einem zweiten Rücklauf-Zeitintervall strömt noch Zusatz-Druckluft in den Ringraum 2.7. Dieses zweite Rück-lauf-Zeitintervall dauert bis zum kurz nach dem Schliessen der Hauptsteueröffnungen 2.4 erfolgenden Schliessen auch der Sekundär-Steueröffnungen 2.5.1 durch die vordere Steuerkante 4.3. da während diesem zweiten Rücklauf-Zeitintervall die Hauptsteueröffnungen 2.4 noch von der Steuereinrichtung 4 verschlossen sind - denn die Hauptsteueröffnungen 2.4 haben noch nicht die hintere Steuerkante 4.4 passiert - bewirkt diese Zusatz-Druckluft eine Verlängerung der Expansionsphase der kumulierten Druckiuftmenge im Expansionsraum 1.2. D.h. es steht mehr Druckluft für die Expansion zur Verfügung und somit ergibt sich eine längere Beschleunigung des Schlagkolbens 2 während der Expansionsphase als der durch die Hauptsteueröffnungen 2.4 eingeströmten Haupt-Druckluftmenge entspricht. Die Expansionsphase wird durch das Überlaufen der hinteren Steuerkante 4.4 durch die Hauptsteueröffnungen 2.4 beendet, weil dadurch der Expansionsraum 1.2 via einen Abströmraum 1.3 mit dem Aussenraum zum völligen Entleeren verbunden wird. Der Schlagkolben 2 fliegt noch zufolge seiner kinetischen Energie weiter bis zu seinem hinteren Totpunkt, der sich zufolge des Gleichgewichts zwischen der seiner kinetischen Energie entsprechenden Kraft und der Gegenkraft der an ihm angreifenden Druckluft in der zentralen Bohrung 4.5 einstellt. Nun folgt der nächste Bewegungszyklus des Schlagkolbens 2.

Eine Rammeinrichtung in einer zweiten Variante weist ein im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 1 auf, dessen Spitze zum Eindringen in Erdreich ausgebildet ist, wobei im Innern des Gehäuses 1 ein teilweise ebenfalls rohrförmiger Schlagkolben 2 längsverschiebbar angeordnet ist. Zwischen diesem und dem Gehäuse 1 befindet sich entlang dem Mantel des Schlagkolbens 2 ein Ringraum 2.7 oder wirkungsgleiche Längskanäle, durch welche bzw. welche Luft zur Schlagkolbenspitze 2.2 strömen kann. Ein Ende des Gehäuses 1 ist mit einem entfernbaren Deckel 3 verschlossen, in weichem eine Steuereinrichtung 4 sitzt, wobei deren ein (äusseres) Ende

4.1 nach aussen ragt und zum Anschluss von wenigstens einem Druckluftschlauch 5 eingerichtet ist. Ein anderes (inneres) Ende 4.2 ragt in ein hinteres Ende 2.1 des Schlagkolbens 2 und gleitet entlang seiner Innenmantelfläche 2.3. Dieses innere Ende

4.2 der Steuereinrichtung 4 weist ein Paar einander zugehörender Steuerkanten 4.3 bzw. 4.4 auf, welche mit entsprechenden Steueröffnungen 2.4 des Schlagkolbens 2 zusammenwirken und dessen Vorlauf- bzw. Rücklaufbewegung im Gehäuse 1 steuern. Die Steuereinrichtung 4 weist eine sich über die gesamte Länge erstreckende zentrale Bohrung 4.5 auf, welche am äusseren Ende 4.1 der Steuereinrichtung 4 mit wenigstens einem Druckluftschlauch verbunden ist.

Im Schlagkolben 2 ist zusätzlich zu den Steueröffnungen 2.4, welche man auch Hauptsteueröffnungen nennen kann, wenigstens eine Sekundärsteueröffnung 2.5 vorgesehen, welche als ein Verzögerungsglied ausgebildet ist und sich schräg nach hinten aussen erstreckt und in einer Position axial vor der Hauptsteueröffnung 2.4 im Schlagkolben 2, d.h. zwischen der Hauptsteueröffnung 2.4 und der Schlagkolbenspitze 2.2, dem vorderen Ende des Schlagkolbens 2, angeordnet ist. Der Bereich, in welchem diese Sekundärsteueröffnung 2.5 mit ihrer inneren, steuerrohrseitigen Mündung vorteilhafterweise angeordnet ist, liegt ca. 1/3 der Hublänge des Schlagkolbens 2 vor der inneren Mündung der Hauptsteueröffnung 2.4. Bei dieser zweiten Variante einer Rammeinrichtung kann dieser Bereich in Umfangsrichtung auch um einen Betrag versetzt zu der Hauptsteueröffnung 2.4 sein (Fig. 5). Die Neigung der Sekundärsteueröffnung 2.5 nach hinten zur Hauptsteueröffnung 2.4 liegt vorzugsweise in einem Winkelbereich um ca. 45° zur Steuerrohrlängsachse. Es könnte aber auch eine Neigung von weniger als 45°, also unter einem spitzeren Winkel, gegenüber der Steuerrohrlängsachse vorgesehen sein. Wesentlich dabei ist, dass während der Zusatz-Steuerphasen eine signifikante Zeitverzögerung bei der Zuleitung der zusätzlichen Druckluft in den Expansionsraum 1.2 zufolge der nach hinten geneigten Sekundärsteueröffnung 2.5 auftritt. Bei dieser zweiten Variante beeinflussen sich die Luftströme von Sekundärsteueröffnung 2.5 und Hauptsteueröffnung 2.4 nicht gegenseitig, da diese Steueröffnungen nicht in Flucht liegen. Die zusätzliche Druckluft wird dadurch im wesentlichen nur während der Rücklaufbewegung des Schlagkolbens zur Verlängerung der Rücklaufphase, nicht aber während der Vorlaufbewegung des Schlagkolbens, wirksam.

Bei beiden Varianten eines Rammgerätes erfolgt der Rückwärtslauf desselben in bekannter Weise. Durch die verlängerte Beschleunigung des Schlagkolbens während seiner Rücklaufbewegung durch die Zusatz-Steuerphase erhöht sich auch im Rückwärtslauf der Rammeinrichtung die Aufprallgeschwindigkeit auf dem Deckel 3 und damit die Rück-wärtslaufgeschwindigkeit.

VORTEILE

Die beiden unterschiedlichen Typen von Steueröffnungen in dieser speziellen, zueinander geneigten Anordnung haben den wesentlichen Vorteil, dass Druckluft zu unterschiedlichen Zeitpunkten und in unterschiedlichen Mengen in den vorderen Expansionsraum fliessen kann. Dies bewirkt eine wesentliche Erhöhung der Schlagenergie, höhere

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

9

CH 681 549 A5

10

Vortriebsleistung und einen geringeren Luftverbrauch etc., also insgesamt eine wesentlich wirtschaftlichere Nutzung einer solchen Rammeinrichtung gegenüber den anderen bekannten Geräten.

5

Claims

Patentansprüche

1. Rammeinrichtung entweder mit einem Vorwärtslauf oder mit einem Vorwärtslauf und einem Rückwärtslauf, wobei ein Schlagkolben jeweils Vorlauf- 10 und Rücklaufbewegungen ausführt, indem eine Vorlaufsteuerphase, eine Rücklaufsteuerphase und je in diesen zugeordnete Zusatz-Steuerphase für den Schlagkolben vorgesehen sind, während welcher durch eine Steuereinrichtung zugeleitete Druckluft 15 auf den Schlagkolben für dessen Vorlaufbewegung bzw. für dessen Rücklaufbewegung wirksam wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-Steuerphase als eine Luft-Verzögerungs-Steuerphase ausgebildet ist, indem die auf die Vorderseite des 20 Schlagkolbens geleitete zusätzliche Druckluft durch ein Verzögerungsglied in einem Wirkzeitpunkt zeitverzögert gegenüber ihrer Steuerzeit zur Wirkung gebracht ist und diese zusätzliche Druckluft im wesentlichen nur während der Rücklaufbewe- 25 gung des Schlagkolbens zur Verlängerung der Rücklaufphase, nicht aber während der Vorlaufbewegung des Schlagkolbens, wirksam ist.

2. Rammeinrichtung nach Anspruch 1, mit einem den Schlagkopf aufweisenden Rammengehäuse (1), 30 in welchem der Schlagkolben (2) durch Beaufschlagung mit Druckluft axial hin- und herbewegbar ist,

wobei die Druckluftbeaufschlagung von der Steuereinrichtung (4) so gesteuert wird, dass während dem Vorwärtslauf der Rammeinrichtung der Schlag- 35 kolben (2) an der Vorderseite bzw. bei ihrem Rückwärtslauf an der Rückseite des Rammengehäuses

(1) aufschlägt, wobei die Steuereinrichtung (4) in den der Schlagkolbenspitze abgewandten Teil des Schlagkolbens (2) ragt und mit, die Steuerung von 40 Vorlauf- auf Rücklaufbewegung des Schlagkolbens

(2) bewirkenden, Steueröffnungen (2.4) im Schlagkolben (2) zusammenwirkt, und dass zusätzlich zu den Steueröffnungen (2.4) wenigstens eine Sekundärsteueröffnung (2.5) vorhanden ist, durch wel- 45 che zur auf die Vorderseite des Schlagkolbens (2) geleiteten Druckluft zusätzlich Druckluft auf diese Vorderseite des Schlagkolbens (2) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärsteueröffnung (2.5) als Verzögerungsglied ausgebildet ist 50 und sich in Richtung nach hinten aussen erstreckend und in einer Position axial vor der Steueröffnung (2.4) im Schlagkolben (2) angeordnet ist, wodurch eine Druckluftbeaufschlagung des Schlagkolbens (2) im wesentlichen nur während der Rück- 55 laufbewegung des Schlagkolbens (2) zur Verlängerung der Rücklaufphase vornehmbar ist, wobei während der Vorlaufbewegung des Schlagkolbens im wesentlichen keine durch die Sekundärsteueröffnung strömende Zusatzdruckluft wirksam ist. 60

3. Rammeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärsteueröffnung (2.5) axial in einem solchen Abstand zu den Steueröffnungen (2.4) angeordnet ist, dass diese während der Rücklaufphase des Schlagkolbens (2) 65

schon geschlossen sind, wogegen die Sekundärsteueröffnung (2.5) noch geöffnet ist.

4. Rammeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärsteueröffnung (2.5) eine nach hinten aussen verlaufende Achsenrichtung aufweist.

5. Rammeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärsteueröffnung (2.5) wenigstens einen Querschnitt aufweist, welcher im Bereich von 3-25% des Querschnittes der Steueröffnungen (2.4) beträgt.

6. Rammeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärsteueröffnung (2.5) als Bohrung ausgebildet ist.

7. Rammeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärsteueröffnung (2.5) als sich in Achsenrichtung des Rammengehäuses (1) erstreckender Schlitz ausgebildet ist.

8. Rammeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärsteueröffnung (2.5) als eine Düse ausgebildet ist.

6