CH681817A5

CH681817A5 -

Info

Publication number: CH681817A5
Application number: CH774/90A
Authority: CH
Inventors: Dietmar Dipl-Ing Jenne
Original assignee: Terra Ag Tiefbautechnik
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1993-05-28
Also published as: ES2043397T3; EP0447837A3; DE4105201C2; EP0447837A2; US5193627A; EP0447837B1; DE4105201A1; US5307883A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Rammeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

Die Steureinrichtung einer pressluftgetriebenen Rammbohreinrichtung weist bei einem Gerät des Standes der Technik (DE 3 807 831 - SCHMIDT) eine Dreh-Zug-Umsteuerung auf, die eine feststehende Steuerhülse (24) aufweist, in welcher ein axial feststehendes Lagerrohr (14) mittels radialen Stegen (23) abgestützt ist, wobei in diesem ein mehrteiliges, vorzugsweise zweiteiliges Steuerrohr (16, 19) (Fig. 6), welches an seinem äusseren Ende einen Druckluftschlauch trägt, von einer in eine Nut radial eingreifenden Sicherungsklammer (56) gehalten, ebenfalls axial unverschieblich sitzt. Bei einem zweiteiligen Steuerrohr (16, 19) weist dessen vorderes Steuerrohr-Teilstück (19) an seinem der axial feststehenden Steuerhülse (24) abgekehrten Ende eine nutförmige Axialausnehmung (31) auf, in die eine einzelne Mitnehmernase (32), welche auf dem hinteren, axial verschiebbaren Steuerrohr-Teil-stück (16) angeordnet ist, axial einschiebbar eingreift. Das vordere Steuerrohr-Teilstück (19) ist lediglich drehbar, wogegen das hintere Steuerrohr-Teilstück (16) zur Umsteuerung der Schlagrichtung drehbar und axialverschiebbar ist. Dieses hintere Steuerrohr-Teilstück (16) ist ebenfalls im feststehenden Lagerrohr (14) gelagert und grenzt mit diesem einen Druckraum (34) ein, welcher axial anschliessend an das die Mitnehmernase (32) aufweisende (vordere) Ende angeordnet ist. An diesen in axialer Richtung anschliessend ist eine von dem im Druckraum herrschenden Druck beaufschlagte, zwei Stellungen aufweisende Arretiervorrichtung (35) vorgesehen. Dabei kann der Druck im Druckraum (34) von einer Feder (33), durch Druckluft oder durch beide aufgebracht werden. Zur Durchführung der Umsteuerung muss diese Arretiervorrichtung (35) gegen den im Druckraum (34) aufgebrachten Druck entriegelt werden. Diese zwei Stellungen der Arretiervorrichtung (35) definieren zwei axiale Stellungen des hinteren Steuerrohr-Teilstückes (16), die ihrerseits den beiden Umschaltstellungen des durch die Steuerhülse (24) und das vordere Steuerrohr-Teilstück (19) gebildeten Drehschiebers für den Vorwärtslauf bzw. den Rückwärtslauf der Rammbohreinrichtung entsprechen. Die Arretiervorrichtung (35) weist im wesentlichen einen mit dem hinteren Steuerrohr-Teilstück (16) durch eine Schlüsselfläche (36) drehfest verbundenen Arretierring (39) auf, welcher zwei unterschiedlich lange, axial erstreckte Nasen (37, 38) besitzt. Diese Nasen (37, 38) greifen in jeweils zwei der vier korrespondierenden Ausnehmungen (44, 45) der rückwärtigen Stirnfläche (40) des Lagerrohres (14) ein. Durch die unterschiedliche Länge dieser Nasen (37, 38) werden die beiden Schaltstellungen der Arretiervorrichtung (35) erreicht.

Zur Umsteuerung der Rammbohreinrichtung von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf wird das zweiteilige Steuerrohr (15, 16, 19), nach dem durch axialen Zug am Druckluftschlauch erfolgenden Entriegeln des hinteren Steuerrohr-Teilstückes (16), durch Drehen an diesem um etwa 90° entweder in die erste Schaltstellung, korrespondierend mit einem von der ersten Aussenkante (48) gebildeten ersten Anschlag oder in die zweite Schaltstellung, korrespondierend mit einem von der zweiten Aussenkante (47) einer Aussparung (46) im Lagerrohr (14) gebildeten Anschlag gedreht und damit die Drehschiebersteuerung umgestellt. Mit dieser Dreh-Zug-Um-steuerung kann während des Betriebes, d.h. unter der Last der Druckluft, umgesteuert werden.

NACHTEILE DES STANDES DER TECHNIK

Bei dieser Vorrichtung ist sehr nachteilig, dass eine sehr komplizierte Steuereinrichtung, welche einen aus mehreren Einzelteilen bestehenden Drehschieber und eine aus mehreren, komplizierte Formen und Passflächen aufweisenden Einzelteilen bestehende Arretier- und Drehschieber-Betätigungs-vorrichtung aufweist. Eine solche hochkomplizierte Steuereinrichtung ist nicht nur sehr teuer in der Herstellung, sondern, was wesentlich gravierender ist, äusserst störanfällig und insbesondere im rauhen Baustellenbetrieb sehr verschmutzungsgefähr-det. Damit sind häufigere Ausfälle der Rammbohreinrichtung, Reparaturkosten und Kosten für Ersatzgeräte oder Stillstandszeiten die Folge. Dies verteuert den Einsatz des Gerätes insgesamt beträchtlich. Darüberhinaus kann es bei dieser Vorrichtung vorkommen, dass bei nicht voller 90°-Dre-hung der Drehschieber und damit die ganze Steuervorrichtung eine Undefinierte und betriebsunfähige Stellung einnimmt. Bei einem allfälligen späteren Einrasten kann zufälligerweise entweder der Vorwärtslauf oder der Rückwärtslauf eingeschaltet werden. Die Steuerstellung ist also von einem exakten Bedienen des Gerätes abhängig, was durch die oft sehr langen Bohrlöcher, den grossen axialen Reibungswiderstand des für das Umschalten benutzten und auf dem Erdreich nachgeschleppten Druckluftschlauchs, sowie dessen Torsionsweichheit bei der Übertragung der Drehbewegung von einem Ende des Bohrloches zum anderen Ende besonders erschwert und teilweise verunmöglicht wird. Ausserdem kann ein ungewolltes Umsteuern dann erfolgen, wenn das Bohrloch hinter der Rammbohreinrichtung zusammenfällt, wodurch die auftretende Mantelreibung zwischen Erdreich und Druckluft-schiauch zu Zugkräften am Druckluftschlauch führt, die den Druckluftschlauch nach hinten ziehen und dadurch die Arretierung lösen.

ZIEL DER ERFINDUNG

Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein Rammbohrgerät zu schaffen, welche die Nachteile der Geräte des Standes der Technik vermeidet sowie insbesondere gegenüber den bekannten Geräten sehr einfach aufgebaut ist und wenig störanfällige Bauteile aufweist, wobei die Umsteuerung von Vorwärts- auf Rückwärtslauf allein durch Drehen am Druckluftschlauch erfolgt

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und damit im wesentlichen von der von der Länge des Bohrloches und an sich sehr erheblichen axialen Reibungskraft, welche den axialen Zug am Druckluftschlauch zur Entriegelung und Umsteuerung, der bzw. die insbesondere am Ende des Bohrloches erforderlich ist, unabhängig ist. Auch soll die Steuereinrichtung sogar bei zusammengebrochenem Bohrloch noch sicher verrastet bleiben. Darüberhinaus soll die Steuervorrichtung auch bei einem Zusammenbruch des Bohrloches und den dabei am Druckluftschlauch auftretenden sehr grossen axialen Zugkräften nicht entriegelt und damit umgesteuert oder in einen Undefinierten Betriebszustand gelangen, der eine manuelle Bergung der Rammbohreinrichtung erforderlich macht oder diese sogar noch behindert. Weiters soll die Rammbohreinrichtung mit einer Dämpfung versehen sein, welche auch bei hohen Betriebsdrücken der Druckluft wirksam wird oder diese verbessert. Dies im Gegensatz zu Dämpfungseinrichtungen des Standes der Technik, bei welchen mit steigendem Betriebsdruck die Dämpfung schlechter wird.

ERFINDUNG

Dieses Ziel lässt sich erreichen, wenn erfin-dungsgemäss ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 vorgesehen werden. Darüberhinaus kann eine Vorrichtung die Kombination der Merkmale der Ansprüche 3 bis 16 aufweisen.

VERFAHREN

Beim Verfahren zur Umsteuerung einer pressluftgetriebenen Rammeinrichtung für deren Steuerpositionen Vorwärtslauf bzw. Rückwärtslauf im Erdreich, wobei ein Schlagkolben innerhalb der Rammeinrichtung jeweils Vorlauf- und Rücklaufbewegungen ausführt und eine Steuereinrichtung im Zusammenwirken mit dem Schlagkolben alle diese Bewegungen steuert, wird die Umsteuerung durch eine Drehung der Steuereinrichtung gegen eine erste vorgebbare Kraft bei abgeschalteter Betriebsdruckluft vorgenommen, anschliessend erfolgt eine exakte Positionierung der Steuereinrichtung zufolge dieser Kraft und unabhängig von der Drehbewegung und eine folgende Verriegelung der Steuereinrichtung in den einzelnen Steuerpositionen erfolgt durch eine von der ersten Kraft bezüglich der Wirksamkeit im wesentlichen unabhängige zweite, ebenfalls durch konstruktive Massnahmen und Betriebsdaten vorgebbare Kraft, welche auch die Dämpfung der Vibrations-Weiterleitung vom Rammengehäuse an die Steuereinrichtung vornimmt und dadurch ein Umsteuern der Rammeinrichtung während der Beaufschlagung mit Betriebs-Pressluft zuverlässig verhindert.

Bei einer Umsteuerung der Rammeinrichtung von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf wird der Druck-iuftschlauch gedreht, wobei die Druckluft unterbrochen wird. Nach der Ausführung der Drehbewegung wird wieder die Druckluft zugeschaltet und dadurch die Schaltstellung, welche jetzt die für den

Rückwärtslauf der Rammbohreinrichtung ist, verriegelt.

VORRICHTUNG

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

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Fig. 1 eine Rammbohreinrichtung im Längsschnitt (ohne Drehbegrenzer);

Fig. 2 ein Detail der Steuervorrichtung im Längsschnitt (ohne Drehbegrenzer);

15 Fig. 3 eine erste Variante einer Stirnverzahnung;

Fig. 4 eine zweite Variante einer Stirnverzahnung;

Fig. 5 eine dritte Variante einer Stirnverzahnung;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Steuerein-20 richtung im Bereich des Drehbegrenzers;

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Steuereinrichtung im Bereich des Drehbegrenzers.

Eine Rammeinrichtung weist ein Rammengehäusel 25 auf, in dem ein teilweise rohrförmiger Schlagkolben 2 längsverschiebbar angeordnet ist. Zwischen diesem und dem Gehäuse 1 befindet sich entlang dem Mantel des Schlagkolbens ein Ringraum 2.1, durch welchen Luft zur Schlagkolbenspitze 2.2 strömen 30 kann. Ein Ende des Rammengehäuses 1 ist mit einem entfernbaren Deckel 4 verschlossen, in welchem eine Steuereinrichtung 3 sitzt, wobei deren ein (äusseres) Ende 3.2 nach aussen ragt und einen Schlauchanschluss 5 für einen Druckluftschlauch 35 zur Druckluftzuleitung aufweist. Ein anderes (inneres) Ende 3.3 ragt in den hinteren Bereich 2.3 des Schlagkolbens 2 und gleitet entlang seiner Innenmantelfläche 2.4. Dieses innere Ende 3.3 der Steuereinrichtung 3 weist Steuerkanten 3.4 bzw. 40 3.5 und Steuerkanäle, 2 beispielsweise wie in der DE 3 800 408 - TERRA dargestellt, auf, welche mit entsprechenden Steueröffnungen 3.6 des Schlagkolbens zusammenwirken und dessen Vorlauf- bzw. dessen Rücklaufbewegung im Rammengehäuse 1 45 steuern. Die Steuereinrichtung 3, welche im wesentlichen einteilig ausgebildet ist, weist eine sich über ihre gesamte Länge erstreckende zentrale Bohrung 9 auf, welche am äusseren Ende 3.2 der Steuereinrichtung 3 im Schlauchanschluss 5 mündet. Im Be-50 reich ihres äusseren Endes 3.2 ist sie mit einer im Deckel 4 angeordneten Feststell- und Dämpfungseinrichtung 7 verbunden.

Die Feststell- und Dämpfungseinrichtung 7 weist eine in ihrer Grösse veränderliche Luftkammer 7.1 55 auf, welche im wesentlichen achsparallel zur Steuereinrichtung 3 angeordnet ist. Die Luftkammer

7.1 besitzt Stirnwände 7.2, 7.3, welche gegeneinander axial verschiebbar sind, wobei eine erste Stirnwand 7.2 mit der Steuereinrichtung 3 und eine zwei-

60 te Stirnwand 7.3 mit dem Deckel 4 oder dem Rammengehäuse 1 verbunden ist. Die erste Stirnwand

7.2 ist im wesentlichen Teil eines mit der Steuereinrichtung 3 fest und justierbar sowie lösbar verbundenen hinteren Abschlussringes 7.2.1. An ihrer Um-

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herkömmlicher Art, beispielsweise einem O-Ring, an einer zylinderartigen Innenfläche 4.1 des Deckels 4 an und kann entlang diesem von der Steuereinrichtung 3 verschoben werden. Die zweite Stirnwand 7.3 der Luftkammer 7.1 ist von einen mit dem Deckel 4 fest verbundenen und benachbart zu dieser zylinderartigen Innenfläche 4.1 und gegen den hinteren Abschiussring 7.2.1 relativ verschiebbaren vorderen Abschlussring 7.3.1 gebildet. Als andere axiale Wand der Luftkammer 7.1 ist ein Bereich der äusseren Mantelfläche 3.1 der Steuereinrichtung 3 herangezogen. Zwischen diesen Stirnwänden 7.2 bzw. 7.3 sitzt wenigstens ein diese auseinanderdrückendes Kraftspeicherelement 7.4. Eine Ausführungsform eines solchen Kraftspeicherelementes ist eine Schraubenfeder. Es kann aber auch ein anderes federelastisches Element verwendet werden. Die Luftkammer 7.1 ist durch eine Verbindungsleitung 8 mit einem die Druckluft führenden Raum 9, weicher im vorliegenden Fall eine zentrale Bohrung 9 in der Steuereinrichtung 3 ist, verbunden und von diesem mit Druckluft füllbar bzw. entleerbar. Ist diese Verbindungsleitung 8 als eine Verbindungsbohrung ausgebildet, dann kann mit ihrer Abmessung die Ansprechzeit der Verriegelungsfunktion beeinflusst und definiert werden. Die Schraubenfeder oder das federelastische Element bringt dabei die Positionierkraft für eine Positioniereinrichtung 7.5 und die Druckluft in der Luftkammer 7.1 bringt die Verriegelungskraft auf. Ausserdem wirkt diese Druckluft als ein Dämpfungselement, welches die meist sehr harten Schläge des Rammengehäuses 1 gleichmäs-sig und nicht mit einer vom Schwingungsweg der Steuereinrichtung 3 gegenüber dem Deckel 4 abhängigen Kraft dämpft und die Schläge somit nicht an die Steuereinrichtung 3 weitergeleitet werden. Dabei wird die Dämpfung mit steigendem Betriebsdruck der Druckluft besser. Dies im Gegensatz zu einer Dämpfungseinrichtung mit federelastischen Dämpfungselementen nach dem Stand der Technik.

Eine Positioniereinrichtung 7.5 ist zum Zusammenwirken von Steuereinrichtung 3 und Feststell-und Dämpfungseinrichtung 7 vorgesehen. Diese Positioniereinrichtung 7.5 weist einerseits einen am vorderen Abschlussring 7.3.1 und andererseits einen mit der Steuereinrichtung 3 verbundenen und als Gegenstück zum Rastring 7.5.3 ausgebildeten, mit der Steuereinrichtung 3 verbundenen, Rastflansch 7.5.4 auf, wobei beide satt aneinander anliegen können. Ihre Anlageflächen sind je als eine zueinander gegengieiche normale oder wellenförmige Stirnverzahnung (7.5.2) ausgebildet. Es kann aber auch eine spezielle Stirnverzahnung vorgesehen werden (Fig. 5), welche im wesentlichen ebene Flankenflächen aufweist, deren Kopfkanten abgerundet sind, um den Umsteuervorgang zu erleichtern. Bei jeder dieser Stirnverzahnungsformen ist jede der Flanken sowohl auf dem Rastring 7.5.3 als auch auf dem Rastflansch 7.5.4 in einem Zentriwinkel-Bereich von 10-45°, vorzugsweise in einem Bereich von 20-25°, angeordnet. D.h. eine Flanke erstreckt sich in einem Winkelbereich von 10-45 bzw. 20-25 Grad. Die Flanken innerhalb jedes Flankenpaares bei jeder der Stirnverzahnungen (7.5.1 bzw. 7.5.2) können dabei einen gleichen oder unterschiedlichen Absolutwert der Flankensteigung aufweisen, wobei natürlich korrespondierende Flanken des Rastringes 7.5.3 bzw. des Rastflansches 7.5.4 eine einander entsprechende Steigung aufweisen müssen.

Die Positioniereinrichtung 7.5 kann in einer Ausführungsvariante der Erfindung einen Drehbegrenzer 11 aufweisen, wobei dieser eine Nut 11.1 enthält, welche am geometrischen Mantel des Rastflansches angeordnet ist, und in welche ein Stift 11.2 eingreift, der aus der zweiten Stirnfläche 7.3 oberhalb des Rastringes 7.5.3 ragt. Die Nut 11.1 erstreckt sich über einen Winkelbereich des Umfanges, welcher etwas grösser als eine Vierteldrehung, vorzugsweise 110°, ist, sodass bei der für die Rammenumsteuerung nötigen Drehung der Steuervorrichtung durch Drehung am Druckluftschlauch die neue Steuerstellung zunächst um einen kleinen Betrag überfahren werden kann.

WIRKUNGSWEISE

POSITIONIERFUNKTION

In einer Steuerstellung, angenommen dem Vorwärtslauf der Rammeinrichtung, ist die Steuereinrichtung 3 in einer ersten Position der Positioniereinrichtung 7.5 zufolge der Kraft der Feder 7.4 in der Luftkammer 7.1 eingerastet. Die Druckluft gelangt einerseits durch die zentrale Bohrung 9 zur Steuereinrichtung 3 und treibt damit den Schlagkolben und andererseits durch die Verbindungsleitung 8 in die Luftkammer 7.1 und hält die Steuereinrichtung 3 in verriegeltem Zustand.

Bei einer Umsteuerung der Rammeinrichtung von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf wird der Druck-luftschlauch gedreht, beispielsweise um ca. 90°, wobei die Druckluft durch einen Absperrhahn, welcher sich am baugrubenseitigen Ende des Druck-luftschlauches befindet, unterbrochen wird. Dieser Absperrhahn ist vorzugsweise ein Dreiweghahn,

der die Zufuhr weiterer Druckluft unterbricht und gleichzeitig den Austritt der im Schlauch befindlichen Druckluft ermöglicht. Dadurch wird die umsteuernde Drehung der Steuereinrichtung 3 nur gegen die Kraft der Feder 7.4 vorgenommen werden.

Die Kraft ist zufolge des kleinen Verschiebungsweges praktisch konstant und konstruktiv so wählbar,

dass eine optimale Einstellung und Bedienbarkeit unter allen Betriebsumständen gewährleistet werden kann. Insbesondere kann diese konstruktive Abstimmung zur Erreichung bester Bedienbarkeit in Zusammenwirkung mit dem Flankenwinkel und der Form der Stirnverzahnung vorgenommen werden.

Nach der Ausführung der Drehbewegung wird wieder die Druckluft zugeschaltet und dadurch die Schaltstellung, welche jetzt die für den Rückwärtslauf der Rammbohreinrichtung ist, festge- ? stellt.

Weist die Positioniereinrichtung 7.5 einen Drehbegrenzer 11 auf, dann ist die Durchführung der Drehbewegung einfacher, weil dann nur bis zum Begrenzer gedreht zu werden braucht und nicht darauf geachtet werden muss, wann die Positionierein5

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richtung 7.5 einrastet. Dies ist besonders bei dem rauhen Baustellenbetrieb von wesentlichem Vorteil.

DÄMPFUNGSFUNKTION

Durch die Schläge des Schiagkolbens 2 gegen das Rammengehäuse 1 und dessen Verbindung mit der im Deckel 4 immer mit einem für die Drehbewegung zur Umsteuerung erforderlichen Spiel sitzenden Steuereinrichtung 3 wird diese in Schwingungen versetzt. Solche Schwingungen können insbesondere in die Nähe der Resonanzbereiche zu liegen kommen und dann, meist an der Steuereinrichtung, zu Bruchschäden führen. Einerseits werden zufolge dem Betriebsdruck in der Luftkammer 7.1 die beiden Rastelemente, nämlich der Rastring und der Rastflansch 7.5.1 bzw. 7.5.2, der Positioniereinrichtung 7.5 spielfrei aneinander gepresst, sodass die zufolge des oben erwähnten, bei Geräten des Standes der Technik immer vorhandenen, Axialspiels Schwingungen beim Erfindungsgegenstand durch das Fehlen dieses Axialspiels gar nicht auftreten können. Andererseits weist die Luftkammer als Dämpfungselement mit der Druckluft als Dämpfungsmedium einen praktisch von einer eventuellen Schwingungsamplitude zufolge der Grössenverhält-nisse konstanten Federkennwert auf. Dies im Gegensatz zu herkömmlichen federelastischen Dämpfungselementen. Dadurch wird aber eine Schwingung amplitudenunabhängig gedämpft. Ausserdem ist diese Dämpfungskraft durch eine Änderung des Betriebsdruckes auch während des Betriebes an temporäre Verhältnisse jederzeit leicht anpassbar.

Eine andere Variante (nicht dargestellt in den Figuren) einer Feststell- und Dämpfungseinrichtung 7 weist wenigstens eine, ebenfalls in ihrer Grösse veränderliche Luftkammer 7.1 auf, welche ebenfalls im wesentlichen achsparallel zur Steuereinrichtung 3, jedoch nicht koaxial, angeordnet ist. Vorzugsweise werden zwei oder mehrere solcher Luftkammern vorgesehen. Ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise entspricht im wesentlichen dem der koaxialen Luftkammer. Auch die Verbindung mit einer Positioniereinrichtung (7.5), welche einerseits zum Zusammenwirken mit einem dem vorderen Abschlussring (7.3.1) entsprechenden Bauteil und andererseits mit der Steuereinrichtung (3) eingerichtet ist und jede der Steuerstellungen durch Verrasten der Steuereinrichtung gegenüber dem Deckel fixiert, entspricht funktionell der oben beschriebenen ersten Variante.

Zur Dämpfung der Vibrations-Weiterleitung vom Rammengehäuse (1) zur Steuereinrichtung (3) wird als Kraftspeicherelement bzw. als Dämpfungselement die Druckluft in wenigstens einer der Luftkammern (7.1) vorgesehen bzw. verwendet und diese Luftkammern ebenso wie die Verbindungsbohrung bezüglich ihrer Abmessungen auf diese Funktion abgestimmt.

Der Vorteil einer solchen mehrfachen Luftkammer liegt in der Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb, weil bei evtl. Ausfall einer Luftkammer durch Verschmutzung etc. immer noch die Betriebssicherheit durch die anderen Luftkammern sichergestellt wird.

VORTEILE

Eine solche von einer progressiven Federweg, d.h. vom Schwingungsweg/der Schwingungsamplitu-5 de unabhängigen Dämpfungseinrichtung ist besonders vorteilhaft, weil dadurch die Dämpfung der Steuereinrichtung gegenüber dem Rammengehäuse um Grössenordnungen verbessert wird. Dies hat zur Folge, dass die Steuerkanten der Steuerein-10 richtung geometrisch immer am richtigen Ort liegen, also die Steuerung der Schlagkolbenbewegung wesentlich exakter vorgenommen werden kann. Dies bedingt eine wesentliche Verminderung der Resonanzzustände der Rammbohreinrichtung bzw. der 15 Steuereinrichtung. Dadurch geht die Steuereinrichtung wesentlich weniger zu Bruch als mit anderen Dämpfungseinrichtungen.

Solche Schwingungen der Steuereinrichtung gegenüber dem Rammengehäuse können nur gedämpft 20 und nicht grundsätzlich ausgeschaltet werden, da die Steuereinrichtung wegen der erforderlichen Drehung für die Umschaltung von einer Steuerstellung in eine andere immer ein geringes axiales Spiel aufweist. Dieses bewegt sich i.a. in der Grössen-25 Ordnung von 0,1 mm, dies genügt aber, um enorme Schiakraftspitzen zufolge der ungedämpftem Schwingungen auftreten zu lassen. Mit der anmel-dungsgemässen Schwingungsdämpfung werden diese Schwingungskräfte drastisch reduziert. 30 Ausserdem wird die Dämpfung umso besser, je höher der Betriebsdruck der für die Dämpfung verwendeten Druckluft ist. Damit kann man bei Verwendung der Betriebsdruckluft für die Dämpfung einerseits mit der Erhöhung des Druckes derselben eine 35 höhere Maschinenleistung und andererseits eine Verbesserung der Dämpfung erreichen. Dies im Gegensatz zu den Geräten des Standes der Technik, bei welchen man immer eine höhere Geräteleistung mit einer höheren Schwingungsbeanspru-40 chung und damit meist früherem Bruch eines Geräteteiles, i.a. der Steuereinrichtung, erkaufte.

Ein weiterer Vorteil entsteht dadurch, dass bei der Aufbringung der Verriegelungskraft durch Druckluft diese Verriegelungskraft beim Abschal-45 ten der Druckluftzufuhr, also beim Umsteuervorgang wegfällt, somit ein müheloses Umschalten des Gerätes möglich wird, da nur gegen die Rastkraft der Feder die Drehung ausgeführt und nicht auch noch die Verriegelungskraft überwunden werden 50 muss. Dies ermöglicht eine sehr hohe Verriegelungskraft, welche auch bei einem zusammengebrochenen Bohrloch nicht zu einem Umsteuern der Rammbohreinrichtung oder zu einer Undefinierten Steuerstellung und somit dem Verharren der Ramm-55 bohreinrichtung im Bohrloch führt. Damit werden auch zeitaufwendige und teure Bergungsarbeiten für eine im Bohrloch steckengebliebene Rammbohreinrichtung vermieden.

Claims

60 Patentansprüche

1. Verfahren zur Umsteuerung einer pressluftge-triebenen Rammeinrichtung für deren Steuerpositionen Vorwärtslauf und Rückwärtslauf im Erdreich, 65 wobei ein Schlagkolben innerhalb der Rammeinrich-

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tung jeweils Vorlauf- und Rücklaufbewegungen ausführt und eine Steuereinrichtung im Zusammenwirken mit dem Schlagkolben alle diese Bewegungen steuert, dadurch gekennzeichnet, dass zur Umsteuerung eine Drehung gegen eine Rastkraft vorgenommen wird und die Kraft der Betriebs-Pressluft zur Verriegelung der Steuereinrichtung in den einzelnen Steuerpositionen und zur Dämpfung der Vibrations-Weiterleitung von einem Rammengehäuse an die Steuereinrichtung verwendet wird, wodurch ein Umsteuern der Rammeinrichtung während der Beaufschlagung mit Betriebs-Pressluft zuverlässig verhindert wird.

2. Rammeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem einen Schlagkopf aufweisenden Rammengehäuse (1), in welchem ein Schlagkolben (2) durch Druckluft axial hin- und herbewegbar ist, wobei eine Steuereinrichtung (3) die Druckluft so steuert, dass während dem Vorwärtslauf der Rammeinrichtung der Schlagkolben (2) an der Vorderseite bzw. bei ihrem Rückwärtslauf an der Rückseite des Rammengehäuses (1 ) aufschlägt, wobei diese Steuereinrichtung (3) einerseits in den der Schlagkolbenspitze abgewandten Teil des Schlagkolbens (2) ragt und mit, die Steuerung von Vorlauf auf Rücklaufbewegung des Schlagkolbens (2) bewirkenden, Steueröffnungen im Schlagkolben (2) zusammenwirkt, und andererseits in einem das Rammengehäuse (1 ) abschliessenden Deckel (4) verschiebbar sitzt, sowie mit einem durch diesen Deckel (4) hindurchgeführten Schlauchanschluss (5) zur Verbindung mit einem Luftzufuhrschlauch (6) verbunden ist und dass eine Feststelleinrichtung (7) für die Steuereinrichtung (3) vorgesehen ist, welche diese relativ zum Deckel (4) in ihren einzelnen Schaltstellungen, welche durch Drehen am Luftzufuhrschlauch (6) eingestellt werden, zeitweilig fixiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (7) zugleich als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist, wobei als Feststell- und Dämpfungselement wenigstens eine in ihrer Grösse veränderliche Luftkammer (7.1) vorgesehen und im wesentlichen achsparallel zur Steuereinrichtung (3) angeordnet ist, wobei die Luftkammer (7.1) stirnseitig von einem hinteren und einem vorderen Abschlussring (7.2.1 bzw. 7.3.1) begrenzt ist, welche gegeneinander axial verschiebbar sind, dass der hintere Abschlussring (7.2.1) mit der Steuereinrichtung (3) und der vordere Abschlussring (7.3.1) mit dem Deckel (4) oder dem Rammengehäuse (1) verbindbar oder verbunden ist, dass als axiale Wände der Luftkammer (7.1) einerseits eine äussere Mantelfläche (3.1 ) der Steuereinrichtung (3) und andererseits eine zylinderartige Innenfläche (4.1) des Deckels (4) vorgesehen sind, dass zwischen den Abschlussringen (7.2.1 bzw. 7.3.1) wenigstens zwei diese auseinanderdrückende Kraftspeicherelemente (7.4) vorgesehen sind und dass ferner eine Positioniereinrichtung (7.5) vorgesehen ist, welche einerseits zum Zusammenwirken mit dem vorderen Abschlussring (7.3.1) und andererseits mit der Steuereinrichtung (3) eingerichtet ist, wobei die Luftkammer (7.1) durch eine Verbindungsleitung (8) mit einem die Druckluft führenden Raum (9) verbunden und von diesem mit Druckluft füllbar oder entleerbar ist, wobei die Druckluft ein Umsteuern während des Vorwärts- bzw. des Rückwärtslaufes verhindert.

3. Rammeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkammer (7.1) koaxial zur Steuereinrichtung (3) im Bereich des Deckels (4) angeordnet ist.

4. Rammeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkammer (7.1 ) in wenigstens zwei Exemplaren im Bereich des Deckels (4) angeordnet ist.

5. Rammeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (7.5) aus je einem mit der Steuereinrichtung (3) verbundenen Rastflansch (7.5.4) und einem am vorderen Abschlussring

(7.3.1) sitzenden Rastring (7.5.3) besteht, wobei Rastring und Rastflansch je als Gegenstück zueinander ausgebildet sind und an ihren Anlageflächen je eine zueinander gegengleiche Stirnverzahnung

(7.5.2) tragen.

6. Rammeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (7.5) aus je einem mit der Steuereinrichtung (3) verbundenen Rastflansch (7.5.4) und einem Rastring (7.5.3), welcher am vorderen Abschlussring (7.3.1) der Luftkammer (7.1) angeordnet ist, besteht, wobei diese je als Gegenstück zueinander ausgebildet sind und an ihren Anlageflächen je eine zueinander gegengleiche wellenförmige Stirnverzahnung (7.5.2) tragen.

7. Rammeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Flanken der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) in einem Zentriwinkel-Bereich von 10 bis 45° angeordnet ist.

8. Rammeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken jedes Flankenpaares der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) einen gleichen Absolutwert der Flankensteigung aufweisen.

g. Rammeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken jedes Flankenpaares der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) einen unterschiedlichen Absolutwert der Flankensteigung aufweisen.

10. Rammeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfkanten der Stirnverzahnung (7.5.1) abgerundet sind.

11. Rammeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (8) als wenigstens eine Verbindungsbohrung in der Steuereinrichtung (3) ausgebildet ist.

12. Rammeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Kraftspeicherelemente (7.4) wenigstens eine Schraubenfeder zur Festlegung des Verdrehwiderstandes im Zusammenwirken mit dem Flankenwinkel oder den Flankenwinkeln der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) ist.

13. Rammeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein anderes der Kraftspeicheriemente (7.4) Druckluft zur Festlegung der Verriegelungskraft im Zusammenwirken mit dem Flankenwinkel oder den Flankenwinkeln der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) ist.

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14. Rammeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Kraftspeicherelement zur Dämpfung der Vibrations-Weiter-leitung vom Rammengehäuse (1) zur Steuereinrichtung (3) die Druckluft in wenigstens einer der Luftkammern (7.1) vorgesehen ist.

15. Rammeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (7.5) einen im Betrieb der Rammeinrichtung nicht belasteten Drehbegrenzer (11) aufweist, welcher eine Drehbewegung etwas grösser als eine Vierteldrehung, vorzugsweise 110°, zulässt, wobei dieser Drehbegrenzer während des Vorwärtslaufes oder Rückwärtslaufes entlastet ist und keine Haltefunktion ausübt.

16. Rammeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Drehbegrenzer (11) eine Nut (11.1) aufweist, welche am geometrischen Mantel des Rastfiansches (7.5.4) angeordnet ist und in die ein Stift (11.2) eingreift, der aus dem vorderen Abschlussring (7.3.1) oberhalb des Rastringes (7.5.3) ragt.

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