DE102015008339A1 - "Rammbohrvorrichtung und Verfahren zum Umsteuern einer Rammbohrvorrichtung" - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betriff eine Rammbohrvorrichtung mit einem innerhalb eines Gehäuses gelagerten, in einem zyklischen Hin- und Herbewegung angetriebenen Schlagkolben, wobei der Schlagkolben in einer ersten Schaltstellung auf eine vordere Schlagfläche auftrifft, um die Rammbohrvorrichtung in einer ersten Bewegungsrichtung anzutreiben, und in einer zweiten Schaltstellung auf eine hintere Schlagfläche auftrifft, um die Rammbohrvorrichtung in einer zweiten Bewegungsrichtung anzutreiben, wobei zum Umsteuern der Bewegungsrichtungen ein gehäusefestes Führungsrohr und eine auf dem Führungsrohr axial verschiebbare Steuerhülse vorgesehen sind und der Schlagkolben auf der Steuerhülse axial verschiebbar ist, wobei Druckerhöhungsmittel vorgesehen sind, mit denen ein Druck zum Umsteuern der Rammbohrvorrichtung erzeugbar ist, der höher als der Druck zum Bewegen des Schlagkolbens ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rammbohrvorrichtung und ein Verfahren zum Umsteuern einer Rammbohrvorrichtung.
  • Rammvorrichtungen, wie sie insbesondere für die Herstellung von horizontalen Erdbohrvorrichtungen verwendet werden, werden in der Regel mittels eines Schlagkolbens angetrieben, der innerhalb des Gehäuses hin- und herbewegt wird und dabei, je nach gewünschter Bewegungsrichtung der Vorrichtung, auf eine vordere oder hintere Schlagfläche prallt. Die dadurch übertragene kinetische Energie des Schlagkolbens sorgt für eine Beschleunigung der Rammbohrvorrichtung innerhalb des Erdreichs.
  • Im Allgemeinen wird eine Umsteuerung bzw. Umschaltung der Bewegungsrichtung dadurch erreicht, dass die mittlere Lage (zwischen den zwei Wendepunkten) des Schlagkolbens von einer vorderen zu einer hinteren Stellung – oder anders herum – verschoben wird. Somit trifft der Schlagkolben, je nach Stellung, entweder auf die vordere oder hintere Schlagfläche auf und definiert dadurch die Bewegungsrichtung der Vorrichtung.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen bekannt, mit denen die mittlere Lage des Schlagkolbens verschoben und folglich die Bewegungsrichtung der Vorrichtung verändert werden kann.
  • Zur Steuerung der Bewegungsrichtung wird meist ein gehäusefestes Führungsrohr und eine auf dem Führungsrohr axial verschiebbare Steuerhülse verwendet, auf der der Schlagkolben axial verschiebbar ist. Die Steuerhülse kann beispielsweise mittels einer Drehbewegung der Steuerhülse, die mittels einer Drehung eines mit der Steuerhülse verbundenen Druckluftschlauchs durchgeführt wird, axial verschoben werden. Die Betätigung mittels einer Drehung des Druckluftschlauchs bietet sich insbesondere für Erdbohrvorrichtung mit kleinem Durchmesser aufgrund des geringen Volumens gegenüber anderen Möglichkeiten der Umsteuerung an. Die manuelle Betätigung mittels der Drehung des Druckluftschlauchs wird mit zunehmender Länge der Erdbohrung allerdings schwieriger.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Rammbohrvorrichtung zu schaffen, die auch für Rammbohrvorrichtungen bei längeren Erdbohrungen eine vereinfachte Betätigung der Umsteuerung erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt.
  • Kerngedanke der Erfindung ist es, dass in Abkehr von der sonst üblichen Überlegung, ein Umsteuern auch mit dem für den Betrieb der Vorrichtung verwendeten Druckmittel zu ermöglichen, ein Druck für ein Umsteuern verwendet wird, der gegenüber dem für den Betrieb verwendeten Druck erhöht ist. Die Erfinder haben erstmals den Weg beschritten, für das Umsteuern einen bisher nicht vorhandenen Druck bezüglich der Höhe zu verwenden.
  • Die Erfindung schafft eine Rammbohrvorrichtung mit einem innerhalb eines Gehäuses gelagerten, in einer zyklischen Hin- und Herbewegung angetriebenen Schlagkolben. Der Schlagkolben trifft in einer ersten Schaltstellung auf eine vordere Schlagfläche, um die Rammbohrvorrichtung in einer ersten Bewegungsrichtung anzutreiben. In einer zweiten Schaltstellung trifft der Schlagkolben auf eine hintere Schlagfläche auf, um die Rammbohrvorrichtung in einer zweiten Bewegungsrichtung anzutreiben. Für das Umsteuern bzw. Umschalten zwischen den beiden Bewegungsrichtungen weist die Rammbohrvorrichtung ein gehäusefestes Führungsrohr und eine auf dem Führungsrohr axial verschiebbare Steuerhülse auf. Der Schlagkolben ist auf der Steuerhülse axial verschiebbar. Die Rammbohrvorrichtung weist ferner Druckerhöhungsmittel auf, mit denen ein Druck zum Umsteuern der Rammbohrvorrichtung erzeugbar ist, der höher als der Druck zum Bewegen des Schlagkolbens ist.
  • Der Begriff „Druckerhöhungsmittel” umfasst im Sinne der Erfindung Mittel, die geeignet sind, eine höhere Druckbeaufschlagung eines Fluids durchzuführen als es für das Bewegen des Schlagkolbens erforderlich ist. Eine Erhöhung kann auch darin gesehen werden, dass ein Druckerzeugungsmittel verwendet wird, das für die reine Bewegung des Schlagkolbens „überdimensioniert” ist, und hinsichtlich der Höhe der Druckbeaufschlagung primär auf ein Umsteuern der Rammbohrvorrichtung ausgelegt ist. Der Begriff „Druckerhöhungsmittel” umfasst auch eine zusätzliche Druckmittelquelle, die neben der Druckmittelquelle, die für die Bewegung des Schlagkolbens erforderlich ist, vorhanden ist. Der Begriff „Druckerhöhungsmittel” umfasst auch Mittel, mit denen der Druck, der für das Bewegen des Schlagkolbens erforderlich ist und mittels einer Druckmittelquelle bereitgestellt wird, erhöht werden kann, so dass der für das Umsteuern erforderliche Druck vorhanden ist; beispielsweise können Druckerhöhungsmittel bzw. Druckübersetzer Kolben mit unterschiedlichen Flächenverhältnisse aufweisen.
  • Bei dem Fluid kann es sich sowohl um ein Druckgas, insbesondere Druckluft, oder eine Flüssigkeit handeln, so dass das Umschalten pneumatisch oder hydraulisch von der Schaltstellung vor dem Ausfahren der Steuerhülse aus dem Ringraum in die Schaltstellung mit aus dem Ringraum ausgefahrener Steuerhülse erfolgen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Führungsrohr und einem Ringelement ein Ringraum ausgebildet, den die Steuerhülse zumindest teilweise stirnseitig bedeckt. Der Ringraum ist mit einer mit einem Fluid druckbeaufschlagbaren Steuerleitung verbunden, um den Druck zum Umsteuern auf die Steuerhülse auszuüben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist mittels der Druckerhöhungsmittel ein Druck zum Umsteuern in Höhe von ungefähr 5 bis ungefähr 25 bar, insbesondere ungefähr 7 bis ungefähr 25 bar, erzeugbar. Die erforderliche Druckerhöhung ist dabei abhängig von den mit Druck beaufschlagbaren Flächenverhältnissen im Rammbohrgerät. Hierdurch kann auch bei Rammbohrvorrichtungen mit geringem Durchmesser ein Umsteuern zwischen den Bewegungsrichtungen erfolgen, indem auf die in den Ringraum reinragende Fläche der Steuerhülse ein entsprechender Druck ausgeübt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Wegeventil dem Druckerhöhungsmittel nachgeschaltet. Mit dem Wegeventil kann in einer Stellung der Steuerdruck zugeschaltet werden und in einer anderen Stellung eine Entlüftung erreicht werden. Hierdurch kann mit einfachen Mitteln eine Steuerung erreicht werden, beispielsweise kann ein 3-Wege-Ventil verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Wegeventil dem Druckerhöhungsmittel vorgeschaltet. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Wegeventil nicht mit dem hohen Druck beaufschlagt wird. Es kann mittels des Vorschaltens des Wegeventils bezogen auf das Druckerhöhungsmittel auch erreicht werden, den Zulauf zu einem nicht automatisch arbeitenden Druckerhöhungsmittel bzw. Druckübersetzer zu steuern. Das Wegeventil, welches beispielsweise als 3/2-Wegeventil ausgestaltet sein kann, kann damit in Zulaufrichtung vor oder nach dem Druckerhöhungsmittel bzw. Druckübersetzer angeordnet sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Druckerhöhungsmittel an den Schlagkolben angeschlossen und eine Druckminderung ist zwischen Druckerhöhungsmittel und Schlagkolben zwischengeschaltet. Die für die Bewegung des Schlagkolbens erforderliche Druckmittelquelle wird damit höher dimensioniert und für die Bewegung des Schlagkolbens wird der Druck reduziert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerhülse an dem Führungsrohr auch bezüglich einer Drehbewegung geführt, so dass neben der aufgeprägten axialen Verschiebebewegung eine Drehung der Steuerhülse relativ zum Führungsrohr vorliegen kann.
  • Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Umsteuern der Bewegungsrichtung einer Rammbohrvorrichtung, die einen zyklisch für eine Hin- und Herbewegung angetriebenen Schlagkolben aufweist. Dabei wird ein Umsteuern mit einer Druckbeaufschlagung durchgeführt, bei der der Druck höher gewählt wird als der Druck zum Bewegen des Schlagkolbens.
  • Bevorzugt kann das Verfahren derart ausgestaltet sein, dass die Steuerhülse in mindestens einer Zwischenstellung zwischen zwei Endstellungen gebracht werden kann. Das Bringen der Steuerhülse in eine Zwischenstellung zwischen zwei Endstellungen kann mittels Einstellen eines vorbestimmten Drucks (Druckregelung) oder eines vorbestimmten Volumens (Volumenregelung) erfolgen. Es ist hierdurch möglich, dass die Steuerhülse durch die Wahl eines vorbestimmten Drucks oder vorbestimmten Volumens in mindestens eine oder beliebig viele Zwischenstellungen gebracht werden kann. Hierdurch kann die Intensität und/oder Frequenz des Auftreffens des Schlagkolbens auf eine Schlagfläche im Gehäuse der Rammbohrvorrichtung einstellbar sein. Endstellungen der Steuerhülse sind insbesondere mittels eines Anschlags der Steuerhülse und dem mechanischen Blockieren oder Verhindern einer weiteren Bewegung der Steuerhülse insbesondere mittels eines Anschlags definiert. In der bzw. den mehreren Zwischenstellungen liegt die Steuerhülse nicht zwingend an einem Anschlag an, sondern der eingestellte Druck bzw. das eingestellte Volumen führt zu einem Gleichgewicht der auf die Steuerhülse wirkenden Kräfte, so dass die Steuerhülse in der Position relativ zum Führungsrohr gehalten werden kann. Durch das Anlegen eines vorbestimmten Drucks oder einem vorbestimmten Volumen kann die Steuerhülse in eine (Zwischen-)Position in einem stabilen Gleichgewicht gebracht werden. Die Volumenregelung kann mit einem Verteilventil, insbesondere einem Drei-Wegeventil, realisiert werden. Beispielsweise kann eine vorbestimmte Fluidmenge bzw. ein vorbestimmtes Volumen, vorzugsweise (Druck-)Luft, in den Ringraum eingelassen werden, so dass die Steuerhülse eine vorbestimmte Stellung einnehmen kann. Ist ein vorbestimmtes Volumen in den Ringraum gelangt, so kann die Zufuhrt für weiteres Fluid unterbrochen werden. Die Menge an Fluid kann zeit-, weg- und/oder mengenabhängig sein.
  • Die Steuerhülse kann mindestens zwei Abschnitte aufweisen, insbesondere in Längsrichtung, die mittels einer beweglichen Verbindung miteinander verbunden sind. Hierdurch kann auch eine erhöhte Länge der Steuerhülse erreicht werden und einer plastisch wirkenden, die Steuerhülse um- bzw. verformenden Einwirkung wird aufgrund der beweglichen Verbindung verhindert. Die bewegliche Verbindung kann für einen der beiden Abschnitte der Steuerhülse eine einem Loslager entsprechende Funktion aufweisen. Der Abschnitt kann insbesondere beabstandet von der beweglichen Verbindung keinen Kontakt zum Führungsrohr aufweisen. Die bewegliche Verbindung kann ein Gleitlager für einen der beiden Abschnitte bilden und für den anderen der beiden Abschnitte ein Loslager. Die bewegliche Verbindung kann am Führungsrohr gelagert sein, um die axiale Verschiebbarkeit zum Führungsrohr durchzuführen, und zudem ein Verschwenken eines Abschnitts zum Führungsrohr zu ermöglichen. Dadurch kann die Steuerhülse eine große Länge aufweisen und der Schlagkolben wirkt bei der Bewegung auf die Steuerhülse nicht ein, indem beispielsweise die Steuerhülse verwindet, wodurch die Lebensdauer der Steuerhülse verringert würde, welches erhöhte Reparatur- und/oder Wartungskosten bedingt.
  • Die Verbindung der beiden Abschnitte der Steuerhülse mittels der beweglichen Verbindung kann mittelbar oder unmittelbar über die Verbindung erfolgen. Es kann vorgesehen sein, dass beispielsweise zwischen einem elastischen Verbindungsabschnitt und/oder einem Gelenk als bewegliche Verbindung und den beiden Abschnitten weitere Abschnitte vorgesehen sein können. Ferner ist die Steuerhülse nicht auf das Vorhandensein der beiden Abschnitte mit einem Verbindungsabschnitt und/oder einem Gelenk beschränkt. Zusätzlich zu den beiden Abschnitten und dem Verbindungsabschnitt und/oder dem Gelenk können weitere Abschnitte der Steuerhülse vorgesehen sein.
  • Eine erfindungsgemäße „Rammbohrvorrichtung” umfasst ein selbstgetriebenes Schlaggerät, welches Erdreich verdrängend arbeitet, und eine Leitung oder ein Rohr schlagend in das Erdreich einbringen kann. Der Begriff „Erdreich” im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere jede Art von bestehenden oder zu erstellenden, vorzugsweise horizontalen Kanälen in einem Körper, insbesondere Erdkanäle einschließlich Erdbohrungen, Felsbohrungen oder Erdleitungen sowie unterirdische oder oberirdische Rohrleitungen und Wasserkanäle, die sich durch Einsatz einer entsprechenden Rammbohrvorrichtung herstellen oder einziehen lassen.
  • Die Begriffe „Verbindungsabschnitt” und „Gelenk” umfassen die Ausbildung einer beweglichen bzw. gelenkigen Verbindung der beiden Abschnitte der Steuerhülse, die eine relative Bewegung der beiden Abschnitte zueinander, insbesondere eine dreiachsige, zweiachsige oder einachsige Bewegung, ermöglicht, wobei insbesondere eine Schwenkbewegung der beiden Abschnitte relativ zueinander möglich ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung mittels eines Verbindungsabschnitts und/oder Gelenks zwischen einem Kopfabschnitt und einem Hauptkörperabschnitt der Steuerhülse ausgebildet. Der Hauptkörperabschnitt der Steuerhülse kann zumindest teilweise am Führungsrohr anliegen. Der Kopfabschnitt der Steuerhülse ist zumindest endseitig, d. h. beabstandet zur beweglichen Verbindung, beabstandet zum Führungsrohr ausgebildet und wird an dem endseitigen Bereich des Kopfabschnitts der Steuerhülse nicht am Führungsrohr gelagert, sondern Schlagkolben und Kopfabschnitt der Steuerhülse bilden Führungsflächen relativ zueinander aus, entlang derer der Schlagkolben relativ zur Steuerhülse axial verschiebbar ist.
  • Die beiden Abschnitte der Steuerhülse weisen in einer bevorzugten Ausführungsform unterschiedliche Außendurchmesser und insbesondere unterschiedliche Innendurchmesser auf. Der Innendurchmesser des einen Abschnitts, insbesondere des Hauptkörperabschnitts, ist entsprechend an den Außendurchmesser des Führungsrohrs angepasst, um axial gegenüber diesem verschiebbar zu sein. Der Außendurchmesser des Führungsrohrs entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser des ersten Abschnitts, insbesondere des Hauptkörperabschnitts. Der Außendurchmesser des ersten Abschnitts, insbesondere des Hauptkörperabschnitts, ist derart ausgestaltet, dass ein Kontakt mit dem Schlagkolben nicht möglich ist. Der erste Abschnitt, insbesondere Hauptkörperabschnitt, weist Führungsflächen für die relative Führung von erstem Abschnitt an dem Führungsrohr auf. Der Innendurchmesser des zweiten Abschnitts, insbesondere des Kopfabschnitts, ist derart ausgestaltet, dass kein Kontakt im endseitigen Bereich des zweiten Abschnitts mit der Führungshülse vorliegt. Der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts, insbesondere des Kopfabschnitts, ist an einen Innendurchmesser des Schlagkolbens angepasst, um Führungsflächen für die relative axiale Verschiebbarkeit des Schlagkolbens zur Steuerhülse auszubilden. Die beiden Abschnitte können mittelbar oder unmittelbar mittels der beweglichen Verbindung – aufweisend den elastischen Verbindungsabschnitt und/oder das Gelenk – miteinander verbunden sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Abschnitte der Steuerhülse auf dem Führungsrohr relativ zueinander verschwenkbar. Insbesondere kann der dem Schlagkolben zugewandte Abschnitt gegen den anderen der beiden Abschnitte verschwenkbar sein. Es kann vorgesehen sein, dass der eine der Abschnitte, der gegen den anderen verschwenkbar ist, auch relativ zum Führungsrohr verschwenkbar sein kann, sofern der andere der beiden Abschnitte axial verschieblich an dem Führungsrohr fest gelagert ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der elastische Verbindungsabschnitt und/oder ein Teilabschnitt des Gelenks zumindest teilweise an dem Führungsrohr an und wird axial verschieblich zusammen mit der Steuerhülse gegenüber dem Führungsrohr geführt, um ein Lager für einen der Abschnitte zu bilden, mittels dessen der eine der Abschnitte einen zusätzlichen Freiheitsgrad der Bewegung zum Führungsrohr erhalten kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der elastische Verbindungsabschnitt und/oder das Gelenk eine Ringform mit einem L-förmigen Querschnitt auf, so dass ein Verschwenken eines der beiden Abschnitte aufgrund der geometrischen Ausbildung vereinfacht möglich ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der elastische Verbindungsabschnitt einen elastisch verformbaren Kunststoff, der insbesondere formfest sein kann. Der elastische Verbindungsabschnitt kann ein Elastomer bzw. einen Elastomer-Werkstoff oder ein elastisches Polymer, beispielsweise Kautschuk, umfassen. Der elastische Verbindungsabschnitt kann auch – alternativ oder zusätzlich – ein Polyurethan umfassen. Der Begriff „umfassen” deckt die Bedeutungsinhalte der Begriffe „aufweisen” und „bestehen aus” ab, so dass in dem einen Fall neben dem einen genannten Werkstoff bzw. chemischen Verbindung weitere Werkstoffe bzw. chemische Verbindungen vorhanden sein können und in dem anderen Fall der reine Werkstoff bis auf unvermeidbare Verunreinigungen vorliegt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Führungsrohr einen Anschlag auf, wobei die Steuerhülse ein entsprechend ausgestaltetes Gegenelement aufweist, das in einer der Schaltstellungen am Anschlag des Führungsrohrs anliegt. Insbesondere kann das Gegenelement an dem Abschnitt ausgebildet bzw. mit diesem verbunden sein, das gegenüber dem Führungsrohr verschwenkbar ist. Hierdurch kann ermöglicht werden, dass die Steuerhülse in einer von dem Anschlag und dem Gegenelement definierten Schaltstellung gebracht werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Führungsrohr und einem Ringelement, das insbesondere ortsfest zum Führungsrohr angeordnet ist, ein Ringraum ausgebildet. Der Ringraum wird zumindest teilweise stirnseitig durch die Steuerhülse bedeckt und ist mit einer mit einem Fluid druckbeaufschlagbaren Steuerleitung verbunden. Mittels der Steuerleitung kann der Ringraum mit Druck beaufschlagt werden, um die Steuerhülse aus dem Ringraum auszufahren. Hierdurch ist ein mit einfachen Mitteln durchführbares Umschalten möglich. Bei dem Fluid kann es sich sowohl um ein Druckgas, insbesondere Druckluft, oder eine Flüssigkeit handeln, so dass das Umschalten pneumatisch oder hydraulisch von der Schaltstellung vor dem Ausfahren der Steuerhülse aus dem Ringraum in die Schaltstellung mit aus dem Ringraum ausgefahrener Steuerhülse erfolgen kann. Nach Entlastung der Steuerleitung auf einen niedrigeren Druck, insbesondere Atmosphärendruck, bewirkt der an der Steuerhülse anstehende Betriebsdruck eine Rückstellung der Steuerhülse.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist am vorderen der beiden Abschnitte der Steuerhülse, insbesondere am Kopfabschnitt, benachbart zur beweglichen Verbindung eine Entlüftungsbohrung ausgebildet, mit der ein Druckausgleich erreicht wird. Die Entlüftungsbohrung kann im vorderen Abschnitt der Steuerhülse oder in der beweglichen Verbindung ausgestaltet sein. Der Druckausgleich kann zwischen dem den Kopfabschnitt umgebenden Außenraum und dem Raum, der zwischen dem Kopfabschnitt, dem Führungsrohr und einem Anschlagring am Führungsrohr, welcher insbesondere eine innere Führung für den Kopfabschnitt der Steuerhülse bilden kann, ausgebildet ist, erfolgen. Hierdurch kann sich die Steuerhülse ungehindert vorbewegen. In dem durch den Kopfabschnitt, das Führungsrohr und den Anschlagring gebildeten Raum baut sich dann kein Druck auf, der einer Bewegung der Steuerhülse nach vorne entgegenwirken würde. Vorzugsweise ist die Entlüftungsbohrung im hinteren Bereich des Kopfabschnitts, d. h. benachbart zur beweglichen Verbindung, ausgebildet, um eine Entlüftung über den gesamten Verschiebungsweg des Kopfabschnitts der Steuerhülse zum Führungsrohr und dem am Führungsrohr ausgebildeten Anschlagring sicherzustellen. Insbesondere kann die Entlüftungsbohrung am oder nahe zum Gegenelement des Kopfabschnitts, welches mit einem Anschlag am Anschlagring zusammenwirken kann, ausgebildet sein. Die Entlüftungsbohrung kann das Gegenelement schneiden oder benachbart zum Gegenelement angeordnet sein.
  • Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigt:
  • 1 eine Rammbohrvorrichtung in teilweise geschnittener Darstellung;
  • 2 die Rammbohrvorrichtung von 1 in vergrößerter Darstellung mit ausgefahrenem Steuerrohr; und
  • 3 die Darstellung gemäß 2 mit eingefahrenem Steuerrohr.
  • 1 zeigt eine Rammbohrvorrichtung 1 für ein Bohren im Erdreich. Endseitig an der Rammbohrvorrichtung 1 ist in der Darstellung der 1 links ein Bohrkopf mit einem Bohrmeißel vorgesehen. Die Rammbohrvorrichtung 1 weist einen innerhalb eines Gehäuses 3 gelagerten Schlagkolben 2 auf. Der Schlagkolben 2 kann für eine zyklische Hin- und Herbewegung im Gehäuse 3 angetrieben werden. In einer ersten Schaltstellung trifft der Schlagkolben 2 auf eine vordere Schlagfläche auf, um die Rammbohrvorrichtung 1 in einer ersten Bewegungsrichtung (in der in 1 dargestellten Ausführungsform nach links) anzutreiben. In einer zweiten Schaltstellung trifft der Schlagkolben 2 auf eine hintere Schlagfläche auf, um die Rammbohrvorrichtung in einer zweiten Bewegungsrichtung (in der in 1 dargestellten Ausführungsform nach rechts) anzutreiben.
  • Zur Bereitstellung des Drucks für die Umsteuerung der Richtung des Schlagkolbens 2 ist ein Druckerhöhungsmittel 20 in Form eines Drückübersetzers vorgesehen, mit welchem ein für die Umsteuerung, insbesondere Ausfahren der Steuerhülse 4 relativ zum Führungsrohr 5, benötigter Druck bereitgestellt werden kann. Bezogen auf den Zulauf ist dem Druckerhöhungsmittels 20 ein Wegeventil 21 nachgeschaltet, mit dem in einer Stellung die Steuerhülse 4 in eine Schaltposition und in einer anderen Stellung die Steuerhülse 4 in eine andere Schaltposition gebracht werden kann.
  • Zum Umschalten der Bewegungsrichtungen weist die Rammbohrvorrichtung 1 ein gehäusefestes Führungsrohr 5 und eine auf dem Führungsrohr 5 axial verschiebbare Steuerhülse 4 auf. Der Schlagkolben 2 ist auf der Steuerhülse 4 axial verschiebbar. Insbesondere der 2 ist zu entnehmen, dass die Steuerhülse 4 in den Schlagkolben 2 zeitweilig eingreift bei der axialen Verschiebung.
  • Die Steuerhülse 4 weist zwei mittels einer beweglichen Verbindung miteinander verbundene Abschnitte 7, 8 auf, die als Kopfabschnitt 7 und als Hauptkörperabschnitt 8 ausgestaltet sind. Im in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die bewegliche Verbindung 6 als elastischer Verbindungsabschnitt ausgebildet, der derart ausgestaltet ist, dass die beiden Abschnitte der Steuerhülse 4 relativ zueinander verschwenken können. Die bewegliche Verbindung 6 ist mit dem Hauptkörperabschnitt 8 verbunden und der Kopfabschnitt 7 umgreift den elastischen Verbindungsabschnitt.
  • Der Hauptkörperabschnitt 8 der Steuerhülse 4 liegt zumindest teilweise am Führungsrohr 5 an. Der Kopfabschnitt 7 der Steuerhülse 4 ist innenseitig beabstandet zum Führungsrohr 5 ausgebildet. Der Innendurchmesser des Kopfabschnitts 7 der Steuerhülse 4 ist insbesondere am von dem Hauptkörperabschnitt 8 beabstandeten Ende größer ausgestaltet als der Außendurchmesser des Führungsrohrs 5. An dem dem Hauptkörperabschnitt 8 benachbarten Ende des Kopfabschnitts 7 weist der Kopfabschnitt 7 einen geringeren Innendurchmesser als am dem Hauptkörperabschnitt 8 beabstandeten Ende des Kopfabschnitts 7 auf.
  • Mit dem Führungsrohr 5 verbunden ist ein Anschlagring 12, der einen Anschlag für die Steuerhülse 4 aufweist. Hierzu ist an dem Kopfabschnitt 7 der Steuerhülse 4 ein dem Anschlag entsprechend ausgestaltetes Gegenelement ausgestaltet, das in der in der 2 dargestellten Schaltstellung der Steuerhülse 4 zum Führungsrohr 5 am Anschlag des Führungsrohrs 5 anliegt. Der Anschlagring 12 kann mit dem Außenumfang eine innere Führung für den Kopfabschnitt 7 der Steuerhülse 4 sein.
  • In der 2 ist ein Ringraum 10 dargestellt, welcher zwischen dem Führungsrohr 5 und einem Ringelement 9, das ortsfest zum Führungsrohr 5 angeordnet ist, ausgebildet ist. Der Ringraum 10 wird zumindest teilweise stirnseitig von der Steuerhülse 4 begrenzt und ist mit einer mit einem Fluid druckbeaufschlagbaren Steuerleitung 11 verbunden. Mittels der Steuerleitung 11 kann der Ringraum 10 mit Druck beaufschlagt werden, um die Steuerhülse 4 aus dem Ringraum 10 auszufahren. Wird die Druckbeaufschlagung des Ringraums 10 beendet, wird mittels des an der Steuerhülse 4 anstehenden Betriebsdrucks ein Einfahren bzw. einer Rückstellung der Steuerhülse 4 bewirkt.
  • 3 zeigt beispielhaft auch für die 2 eine Entlüftungsbohrung 13, die im Kopfabschnitt 7 der Steuerhülse 4 ausgebildet ist, um einen Druckausgleich herzustellen.

Claims (9)

  1. Rammbohrvorrichtung (1) mit einem innerhalb eines Gehäuses (3) gelagerten, in einem zyklischen Hin- und Herbewegung angetriebenen Schlagkolben (2), wobei der Schlagkolben (2) in einer ersten Schaltstellung auf eine vordere Schlagfläche auftrifft, um die Rammbohrvorrichtung (1) in einer ersten Bewegungsrichtung anzutreiben, und in einer zweiten Schaltstellung auf eine hintere Schlagfläche auftrifft, um die Rammbohrvorrichtung (1) in einer zweiten Bewegungsrichtung anzutreiben, wobei zum Umsteuern der Bewegungsrichtungen ein gehäusefestes Führungsrohr (5) und eine auf dem Führungsrohr (5) axial verschiebbare Steuerhülse (4) vorgesehen sind und der Schlagkolben (2) auf der Steuerhülse (4) axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Druckerhöhungsmittel (20) vorgesehen sind, mit denen ein Druck zum Umsteuern der Rammbohrvorrichtung (1) erzeugbar ist, der höher als der Druck zum Bewegen des Schlagkolbens (2) ist.
  2. Rammbohrvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungsrohr (5) und einem Ringelement (9) ein Ringraum (10) ausgebildet ist, den die Steuerhülse (4) zumindest teilweise stirnseitig bedeckt und der Ringraum (10) mit einer mit einem Fluid druckbeaufschlagbaren Steuerleitung (11) verbunden ist, um den Druck zum Umsteuern auszuüben.
  3. Rammbohrvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umsteuern ein Druck von ungefähr 5 bis ungefähr 25 bar erzeugbar ist.
  4. Rammbohrvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegeventil (21) des Druckerhöhungsmittels (20) vorhanden ist, mittels dem in einer Stellung ein Umsteuern erreichbar ist.
  5. Rammbohrvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhungsmittel (20) an den Schlagkolben (2) angeschlossen sind und eine Druckminderung zwischen Druckerhöhungsmittel (20) und Schlagkolben (2) zwischengeschaltet ist.
  6. Verfahren zum Umsteuern der Bewegungsrichtung einer Rammbohrvorrichtung (1), die einen zyklisch für eine Hin- und Herbewegung angetriebenen Schlagkolben (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umsteuern mit einer Druckbeaufschlagung durchgeführt wird, wobei der Druck höher gewählt wird als der Druck zum Bewegen des Schlagkolbens (2).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Bringen der Steuerhülse (4) in eine Zwischenstellung zwischen zwei Endstellungen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Einstellen eines vorbestimmten Volumens.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Einstellen eines vorbestimmten Drucks.
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