DE10034471A1 - Rammbohrgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rammbohrgerät mit einem in einem Gehäuse axial verschiebbaren Schlagkolben, dessen Vor- und Rückbewegung durch eine axial durch eine Feder beaufschlagte Steuerhülse und eine oder mehrere korrespondierende Steueröffnungen im Schlagkolben gesteuert wird, wobei das Führungsrohr zur Umsteuerung von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf zwischen zwei Anschlägen axial verschiebbar und in der Stellung für den Vorwärtslauf durch Drehung verriegelbar geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rammbohrgerät mit einem in einem Gehäuse axial verschiebbaren Schlagkolben, dessen Vor- und Rückbewegung durch eine in einen Zylinderraum des Schlagkolbens eingreifende, an einen Versor­ gungsschlauch mittels eines Führungsrohres angeschlossene, axial durch eine Feder beaufschlagte Steuerhülse und eine oder mehrere, korrespondie­ rende Steueröffnungen im Schlagkolben gesteuert wird, wobei das Füh­ rungsrohr zur Umsteuerung von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf zwischen zwei, in einer am rückwärtigen Ende des Gehäuses angeordneten Füh­ rungshülse befindlichen Anschlägen, axial verschiebbar und in der Stellung für den Vorwärtslauf durch Drehung verriegelbar geführt ist.

Ein derartiges Rammbohrgerät ist in der deutschen Auslegeschrift 25 37 176 beschrieben. Bei diesem Rammbohrgerät durchdringt die Steuerhülse eine gehäusefeste Führung; während des Betriebs gewährleisten Anschläge der Führung und der Steuerhülse eine axiale Arretierung. Durch Drehen der Steuerhülse über den Versorgungsschlauch läßt sich die Dreharretierung lösen, so daß sich die Steuerhülse axial nach rückwärts verschieben läßt, was durch eine Feder unterstützt wird. Zum Umsteuern ist es notwendig, die Steuerhülse mittels des Versorgungsschlauchs gezielt gegenüber der Füh­ rung zu verdrehen, um sie zu entriegeln, wonach die Steuerhülse mit Unter­ stützung des auf die Steuerhülse wirkenden Drucks und der Druckfeder in die Stellung für den Rückwärtslauf nach rückwärts verschoben wird. In dieser Stellung wird sie durch den Druck der Druckluft und der Feder gehalten und ist gegen Verdrehen gesichert.

Da das Verdrehen der Steuerhülse beim Umsteuern von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf unter dem vollen Druck der Druckluft geschieht, ist das Ent­ riegeln mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, und zwar besonders dann, wenn das Rammbohrgerät weit in das Erdreich vorgedrungen ist. Noch schwieriger ist das Umsteuern von Rückwärtslauf auf Vorwärtslauf, das nur im drucklosen Zustand möglich ist. Die Steuerhülse muß nämlich im drucklosen Zustand über die volle Länge der Erdbohrung mittels des Versor­ gungsschlauchs gegen den Widerstand der Druckfeder in die vordere Position verschoben werden. Dies ist schwierig, insbesondere dann, wenn die Bohrung bei rolligen, nachgiebigen Böden zum Teil eingefallen ist. Das nur im absolut drucklosen Zustand mögliche Umschalten von Rückwärtslauf auf Vorwärtslauf wirkt sich insbesondere in wasserhaltigen Böden nachteilig aus, da in das zum Umsteuern abgeschaltete Gerät schnell Wasser und Schmutz eindringen kann und das Gerät dann nicht mehr anspringt.

Ein weiteres Rammbohrgerät ist aus der US-Patentschrift 4 662 457 bekannt. Dieses Rammbohrgerät läßt sich ebenfalls nur in drucklosem Zustand umschalten.

Aus der deutschen Patentschrift 39 096 567 ist ein Rammbohrgerät bekannt, bei dem ein Umsteuern unter Druck ohne zusätzliches Fernbetätigen von Arretierungen möglich ist, indem das Führungsrohr zur Umsteuerung von Vorwärtslauf und Rückwärtslauf zwischen zwei Anschlägen axial verschieb­ bar und in der Stellung für den Vorwärtslauf durch Drehung verriegelbar geführt ist, wobei die Steuerhülse durch die Feder in Richtung der Stellung für Vorwärtslauf und durch elastische Mittel auch auf Drehung beaufschlagt ist und das Führungsrohr zusätzliche Drehanschläge zum Ver- und Entrie­ geln in Axialrichtung aufweist.

Bei diesem Rammbohrgerät muß vor dem Einsatz geprüft werden, ob das Gerät auf Vorlauf gestellt ist, da die Steuerhülse möglicherweise in der Stel­ lung für den Rücklauf verriegelt sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rammbohrgerät der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß ein Umsteuern unter Druck ohne zusätzliches Fernbetätigen von Arretierungen möglich ist, wobei sich das Rammbohrgerät automatisch nach jedem Rücklauf wieder auf Vorlauf stellt.

Diese Aufgabe wird bei einem Rammbohrgerät der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Steuerhülse durch die Feder in Richtung der Stel­ lung für den Vorwärtslauf und das Führungsrohr mindestens einen zusätzli­ chen Drehanschlag zum Ver- und Entriegeln in Axialrichtung aufweist, wobei das Führungsrohr für den Rückwärtslauf durch Druckbeaufschlagung in einer definierten Position gehalten wird. Vorzugsweise ist die Steuerhülse durch die Feder in Richtung der Stellung für den Vorwärtslauf durch elastische Mittel auch auf Drehung beaufschlagt.

Damit ist eine einfachere Bedienung des Rammbohrgerätes möglich, da das Rammbohrgerät sich automatisch nach jedem Rücklauf wieder auf Vorlauf stellt. Somit ist sicher gestellt, daß jedes Rammbohrgerät in seiner Grund­ stellung, d. h., wenn es zum Einsatz kommt, in Vorlaufstellung steht. Es besteht bezüglich der Laufrichtung keinerlei Verwechslungsgefahr mehr. Ferner ist eine kostengünstige Fertigung möglich, da eine Nut gegenüber der deutsche Patentschrift 39 09 567 entfällt. Dabei ist durch die Druckbeauf­ schlagung bei Rückwärtslauf die Lage der Steuerhülse im verriegelten und entriegelten Zustand genau definiert.

Zum Umsteuern von Vorwärts- auf Rückwärtslauf wird die begrenzt drehbar in der Führungshülse angeordnete Steuerhülse mittels des Versorgungs­ schlauchs um ein bestimmtes Bogenmaß von einem Drehanschlag zum anderen Drehanschlag verdreht und dadurch in Axialrichtung entriegelt. Die axiale Vorspannung durch die Feder ist so bemessen, daß die Steuerhülse bei voller Druckbeaufschlagung die Federvorspannung überwindet und die Steuerhülse nach rückwärts verschiebt.

Nachdem die Steuerhülse auf den ein weiteres Verschieben verhindernden Axialanschlag getroffen ist, verbleibt sie während des Rückwärtslaufs in dieser Stellung, solange eine Druckbeaufschlagung gegeben ist. Um von Rückwärtslauf auf Vorwärtslauf umzusteuern, wird der wirksame Druck nur so weit vermindert, bis die axiale Federvorspannung größer ist als der auf die Steuerhülse in entgegengesetzter Richtung wirkende Druck. Die Steuer­ hülse wird in diesem Fall automatisch, z. B. auch in Ruhestellung, in die vor­ dere Stellung bewegt und dort durch die elastischen Mittel, die die Steuer­ hülse auch auf Drehung beaufschlagen, wieder in die Verriegelungsstellung gebracht. Danach kann der Druck wieder erhöht werden.

Vor allem genügt zum Umsteuern auf Rückwärtslauf eine Vierteldrehung am Druckluftschlauch, ohne abzuschalten bzw. den Druck vermindern zu müs­ sen, so daß das Rammbohrgerät beim Rückwärtslauf unter voller Leistung umgesteuert wird. Zwar steht für das Anlaufen beim Wiederumsteuern auf Vorwärtslauf zunächst nur ein geringerer Druck zur Verfügung, wenn dieser reduziert wurde, jedoch tritt nicht das Problem auf, daß das Gerät nicht mehr anspringt, wie das nach einem kompletten Stillstand der Fall sein kann. Weiterhin ist von Vorteil, daß der Luftdruck im Rammbohrgerät beim Umsteuern von Rückwärtslauf auf Vorwärtslauf stets so hoch ist, daß ein Eindringen von Wasser und Schmutz durch die Abluftöffnungen in das Rammbohrgerät vermieden wird, wie das ebenfalls beim Stillstand des Rammbohrgeräts der Fall wäre.

Es empfiehlt sich, daß eine die Steuerhülse beaufschlagende zylindrische Schraubenfeder zwischen der Steuerhülse und der Führungshülse unter Torsionsvorspannung drehfest angeordnet ist. Mittels der zylindrischen Schraubenfeder, die mit ihren Enden in der Steuerhülse und in der Füh­ rungshülse unter Torsionsvorspannung festgelegt ist, läßt sich sowohl die axiale Vorspannung als auch die Torsionsvorspannung der Steuerhülse ge­ währleisten.

Die Steuerhülse kann vorteilhaft mit dem Versorgungsschlauch über ein zwei mit Abstand zueinander angeordnete Axialanschläge und einen Rohrab­ schnitt mit unrundem Querschnitt aufweisendes Führungsrohr verbunden sein und eine Öffnung mit einem zu dem unrunden Querschnitt des Rohrab­ schnitts komplementären Querschnitt aufweisen.

Vorteilhaft ist zwischen der Steuerhülse und dem Führungsrohr eine elasti­ sche Buchse angeordnet. Es läßt sich erreichen, daß die Steuerhülse, auch bei eventuellen Fertigungsungenauigkeiten, zentrisch und ohne zu klemmen im Zylinderraum des Schlagkolbens gleitet.

Vorzugsweise werden die Drehanschläge oder der Drehanschlag durch in den Umfangsnuten angeordnete, mit der unrunden Öffnung in der Füh­ rungshülse zusammenwirkende Vorsprünge gebildet. Hierbei kann der un­ runde Querschnitt des Rohrabschnitts durch mindestens eine Abflachung des kreisförmigen Querschnitts gebildet sein. Die Vorsprünge können vor­ teilhaft durch mindestens einen kreisbogenförmigen Abschnitt mit einem bis zur Abflachung reichenden Radius und mindestens zwei im Abstand zuein­ ander tangential vom kreisbogenförmigen Abschnitt zum Radius des Rohr­ abschnitts verlaufenden, geraden Flächen gebildet sein.

Bevorzugt ist eine Ausführung, bei der der unrunde Querschnitt des Rohrab­ schnitts durch zwei parallele Abflachungen und durch zwei Vorsprünge mit diametral gegenüberliegenden kreisbogenförmigen Abschnitten und sich diesen unter einem Winkel von etwa 90° anschließenden tangentialen, gera­ den Flächen gebildet wird. Bei dieser Ausführung genügt es, den Versor­ gungsschlauch und damit die Steuerhülse um 90° zu drehen, um die Füh­ rungshülse zu entriegeln und axial zu verschieben.

Die axiale Vorspannung sowie die Torsionsvorspannung der zwischen der Steuerhülse und der Führungshülse angeordneten zylindrischen Schrau­ benfeder lassen sich besonders einfach einstellen, wenn die Enden der zylindrischen Schraubfeder erfindungsgemäß axial abgebogen sind und in Taschen in der Steuerhülse und in der Führungshülse eingreifen. In der Steuerhülse und in der Führungshülse können mehrere, umfangsverteilte Taschen angeordnet sein, so daß sich das Ende der zylindrischen Schrau­ benfeder in unterschiedliche Taschen stecken und dadurch die Torsionsvor­ spannung verändern läßt.

Damit die zylindrische Schraubenfeder beim Verdrehen des Versorgungs­ schlauchs den Schlagkolben nicht blockiert, kann die vorzugsweise als Wickelfeder ausgebildete Schraubenfeder so gewickelt sein, daß sich ihr Durchmesser mit zunehmender Torsionsvorspannung verkleinert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines teilweise dargestellten Rammbohrgeräts mit dem Vorwärtslauf eingestellter Steuerhülse;

Fig. 2 einen Schnitt eines teilweise dargestellten Rammbohrgeräts mit auf Rückwärtslauf eingestellter Steuerhülse;

Fig. 3 das Rammbohrgerät gemäß Fig. 1 entlang der Linie III-III ge­ schnitten;

Fig. 4 das Rammbohrgerät gemäß Fig. 1 entlang der Linie IV-IV ge­ schnitten.

Von einem Rammbohrgerät ist in Fig. 1 und 2 nur der rückwärtige Teil dar­ gestellt. Das Rammbohrgerät besteht aus einem Gehäuse 1, in dem sich ein Schlagkolben 8 hin- und herbewegt. Beim Vorschnellen trifft der Kopf des Schlagkolbens 8 auf einen in das Gehäuse 1 ragenden Zapfen einer Schlagspitze. Eine Steuerhülse 3 ist in einem Zylinderraum 9 des Schlag­ kolbens 8 abgedichtet angeordnet. Die Steuerhülse 3 ist über eine elastische Buchse 4 mit einem Führungsrohr 2 verbunden, das seinerseits in einer Füh­ rungshülse 5 lagert. Die Führungshülse 5 ist über einen Anschluß 25 mit dem rückwärtigen Ende des Gehäuses 1 verschraubt und von einem Entlüftungsblock 6 umgeben, über den zur Druckbeaufschlagung verwen­ dete Druckluft nach außen entweicht, wenn der Schlagkolben 8 so weit über die Steuerhülse 3 zurückgefahren ist und seine Steueröffnungen 11 hinter die Steuerkanten der Steuerhülse 3 gelangt sind. Mit dem Führungsrohr 2 ist ein Versorgungsschlauch 10, über den Druckluft zugeführt wird, druckdicht und drehfest verbunden.

Zwischen der Steuerhülse 3 und der Führungshülse 5 ist eine zylindrische Schraubenfeder 7 angeordnet, die unter Axial- und Torsionsvorspannung steht. Zu diesem Zweck sind die Enden 12 der Schraubenfeder 7 axial abgebogen und in Taschen 13 sowohl der Steuerhülse 3 als auch der Füh­ rungshülse 5 gegen Verdrehen festgelegt.

Im Bereich des rückwärtigen Endes des Führungsrohrs 2 ist eine als An­ schlag 14 wirkender Umfangsnut angeordnet. Bei dieser Umfangsnut 14 be­ findet sich ein Rohrabschnitt 15 des Führungsrohres 2, der zwei parallele Abflachungen 17 aufweist. In der den Rohrabschnitt 15 umschließenden Führungshülse 5 ist eine zu dem Querschnitt des Rohrabschnitts 15 kom­ plementäre Ausnehmung 16 angeordnet. Das Führungsrohr 2 läßt sich in der Führungshülse 5 axial verschieben, wenn der Rohrabschnitt 15 mit sei­ nen Abflachungen 17 zur Ausnehmung 16 entsprechend ausgerichtet ist. Um dies zu erreichen, läßt sich das Führungsrohr 2 zwischen zwei als Vor­ sprünge ausgebildeten Drehanschläge 18 in den Umfangsnuten 14 um 90° verdrehen. Die Drehanschläge (Vorsprünge) 18 werden durch diametral ge­ genüberliegende kreisbogenförmige Abschnitte 19 und sich daran anschlie­ ßende tangentiale, gerade Flächen 20 gebildet, die unter einem Winkel von 90° zueinander verlaufen. Diese tangentialen, geraden Flächen 20 liegen an den Innenflächen von Stegen 22 der Ausnehmung 16 an; sie erlauben es, das Führungsrohr 2 um 90° in der Führungshülse 5 zu verdrehen.

Aufgrund der Torsionsvorspannung der zylindrischen Schraubenfeder 7 wird das Führungsrohr 2 in eine Stellung gedreht, in der der Rohrabschnitt 15 um 90° zu der Ausnehmung 16 verdreht ist und an die Stege 22 anstößt. Ein axiales Verschieben des Führungsrohrs 2 mit der Steuerhülse 3 ist in dieser Stellung nicht möglich. Alternativ oder auch zusätzlich kann eine Nut vorgesehen sein, die ein Zurückdrehen des Führungsrohrs erschwert oder verhindert.

Nach dem Drehen des Führungsrohrs 2 mittels des Versorgungsschlauchs 10 um 90° gelangen der unrunde Rohrabschnitt 15 und die entsprechende, komplementäre Ausnehmung 16 in eine fluchtende Lage, und ein axiales Verschieben ist möglich. Befindet sich das Führungsrohr 2 mit der Steuer­ hülse 3 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung, in der der volle Druck des über den Versorgungsschlauch 10 zugeführten Druckmediums über die Bohrung 21 im Führungsrohr 2 in den Zylinderraum 9 gelangt, wirkt auf die Vorderflä­ che der Steuerhülse 3 ein die Vorspannung der zylindrischen Schraubenfe­ der 7 überwindender Druck, und die Steuerhülse 3 mit dem Führungsrohr 2 wird in die in Fig. 2 dargestellte Stellung zurückbewegt; in dieser Position ist die Bewegungsbahn des Schlagkolbens 8 dementsprechend so weit zurück­ verlegt, daß er mit seinem Kopf nicht mehr auf das Vorderende des Gehäu­ ses 1 sondern auf den Anschluß 25 aufschlägt, was den Rückwärtslauf be­ wirkt.

Um das Rammbohrgerät wieder auf Vorwärtslauf umzusteuern, genügt es, den Druck zu vermindern. Die axiale Vorspannung der zylindrischen Schrau­ benfeder 7 reicht dann aus, das Führungsrohr 2 mit der Steuerhülse 3 wie­ der in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zu verschieben.

Claims (10)

1. Rammbohrgerät mit einem in einem Gehäuse (1) axial verschiebbaren Schlagkolben (8), dessen Vor- und Rückbewegung durch eine axial durch eine Feder (7) beaufschlagte Steuerhülse (3) und eine oder mehrere korrespondierende Steueröffnungen (11) im Schlagkolben ge­ steuert wird, wobei das Führungsrohr (2) zur Umsteuerung von Vor­ wärtslauf auf Rückwärtslauf axial verschiebbar und in der Stellung für den Vorwärtslauf durch Drehung verriegelbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (3) durch die Feder (7) in Rich­ tung der Stellung für Vorwärtslauf beaufschlagt ist und das Führungs­ rohr (2) für den Rückwärtslauf durch Druckbeaufschlagung in einer definierten Position gehalten wird.

2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Steuerhülse (3) beaufschlagende zylindrische Schraubenfeder (7) zwischen der Steuerhülse (3) und der Führungshülse (5) unter Torsi­ onsvorspannung drehfest angeordnet ist.

3. Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (3) mit dem Versorgungsschlauch (10) über ein mit Abstand zueinander angeordnete, die Axialanschläge bildenden Um­ fangsnuten (14) und einen Rohrabschnitt (15) mit unrundem Quer­ schnitt aufweisendes Führungsrohr (2) verbunden ist und daß die Füh­ rungshülse (5) eine Öffnung (16) mit einem zu dem unrunden Quer­ schnitt des Rohrabschnitts (15) komplementären Querschnitt aufweist.

4. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Führungsrohr (2) und der Steuerhülse (3) angeordnete elastische Buchse (4).

5. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Umfangsnuten (14) mit der unrunden Öffnung (16) in der Führungshülse (5) zusammenwirkende Vorsprünge (18) an­ geordnet sind.

6. Rammbohrgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der unrunde Querschnitt des Rohrabschnitts (15) durch mindestens eine Abflachung (17) des kreisförmigen Querschnitts gebildet ist.

7. Rammbohrgerät nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (18) durch mindestens einen kreisbogenförmigen Abschnitt (19) mit einem bis zur Abflachung (17) reichenden Radius und mindestens zwei im Abstand zueinander tangential vom kreisbo­ genförmigen Abschnitt (19) zum Radius des Rohrabschnitts (15) ver­ laufenden, geraden Flächen (20) gebildet werden.

8. Rammbohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der unrunde Querschnitt des Rohrabschnitts (15) durch zwei parallele Ab­ flachungen (17) und durch zwei Vorsprünge (18) mit diametral gegen­ überliegenden kreisbogenförmigen Abschnitten (19) und sich den Ab­ schnitten (19) unter einem Winkel von etwa 90° anschließenden tan­ gentialen, geraden Flächen (20) gebildet wird.

9. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (12) der zylindrischen Schraubenfeder (7) axial abgebogen sind und in Taschen (13) der Steuerhülse (3) und der Führungshülse (5) eingreifen.

10. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Schraubenfeder (7) als Wickelfeder ausgebildet ist.