DE19804919C2 - Rammbohrgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rammbohrgerät zum Her­ stellen und Aufweiten von Erdbohrungen, zerstörenden Ersetzen erdverlegter Leitungen oder zum Einrammen von Rohren oder dergleichen ins Erdreich.

Rammbohrgeräte dieser Art haben sich außerordentlich bewährt; sie dienen insbesondere zum grabenlosen Verlegen von Leitungen und bestehen wie das aus der deutschen Patentschrift DE 21 57 259 C bekannte Gerät aus einem Gehäuse mit einer Schlagspitze, die gegen die Kraft einer Feder beweglich im Gehäuse angeordnet sein kann. An die Stelle der beweglichen Schlagspitze kann jedoch auch ein in der Gehäusespitze beweglich gelagertes Werkzeug treten. Im Gerätegehäuse befindet sich ein hin- und herbeweglicher Schlagkolben, der sich unter dem Einfluß eines über eine Leitung zugeführten Druckmittels zwischen einer vorderen und einer hinteren Endstellung bzw. Umkehrposition peri­ odisch hin- und herbewegt. Üblicherweise besitzen solche Rammbohrgeräte eine mechanisch, elektrisch oder mittels eines Druckmediums verstellbare Steuerhülse zum Umschal­ ten des Geräts von Vorwärts- auf Rückwärtslauf.

Im Vorwärtslauf gibt der Schlagkolben seine kinetische Energie an eine vordere, beim Rückwärtslauf an eine hin­ tere Aufschlagfläche des Gehäuses ab. Die vordere Auf­ schlagfläche kann aus einem Innenkragen des Gehäuses bestehen und einen zentrischen Durchlaß besitzen, in dem das rückwärtige Ende eines längsbeweglichen Werkzeugs geführt ist. Wenn das der Fall ist, gibt der Schlagkolben seine kinetische Energie zunächst an das Werkzeug und dann den Rest an den Innenkragen bzw. das Gehäuse ab.

In jedem Falle unterliegen die Aufschlagflächen des Gehäuses, des Werk­ zeugs und auch des Schlagkolbens einer außerordentlich starken mechani­ schen Beanspruchung. So kann die Schlagenergie bei größeren Geräten bis zu 10.000 Joule erreichen. Das führt angesichts einer Schlagzahl von 180 bis 600 je Minute auf die Dauer zu einer Verformung der Aufschlagflächen und demzufolge zu einer entsprechend begrenzten Lebensdauer des Geräts.

Aus Dubbel "Taschenbuch für den Maschinenbau", 1987, Seite E40 ist es bekannt, daß Werkzeug-, Kaltarbeits-, Warmarbeits- und Schnellarbeits­ stähle, d. h. Werkstoffe, die zum Herstellen von Werkzeugen geeignet sind, die im allgemeinen zum abtragenden oder umformenden Bearbeiten von Metallen insbesondere von Stahl dienen, eine hohe Härte und Verschleiß­ festigkeit sowie im Falle umformender Werkzeuge eine hohe Zähigkeit und Schlagfestigkeit besitzen müssen.

Des weiteren beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 38 08 285 A1 ein Laser-Umschmelzverfahren, bei dem in situ aus dem Grundwerkstoff und einem Zusatzmaterial eine hochschmelzende Hartstoff-Verbindung entsteht; sie bringt in diesem Zusammenhang zum Ausdruck, daß sich dieses Verfah­ ren zum Beschichten verschleißbeanspruchter Teile von Bergbaumaschinen eignet. Hierbei geht es um ein Niederdruckplasmaspritzen in Gestalt eines Umschmelzgaslegierens, bei dem an der Werkstückoberfläche karbidische, nitridische und oxidische Hartstoffe erzeugt werden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Lebensdauer der besonders beanspruchten vorderen Aufschlagfläche und damit des Ramm­ bohrgeräts zu erhöhen.

Die Erfindung trägt dem dadurch Rechnung, daß zumindest die am meisten beanspruchte, vordere Aufschlagfläche für den Schlagkolben eine höhere Härte als das Gehäuse besitzt. Dies läßt sich durch Plattieren, Aufhärten oder durch die Verwendung eines Einsatzes mit hoher Härte erreichen, während das Gehäuse und auch der Schlagkolben normalerweise aus einem Stahl mit geringerer Härte, aber hoher Zähigkeit besteht.

Obgleich sich der Schlagkolben im Falle eines Verschleißes an seinen Auf­ schlagflächen mit weniger Aufwand ersetzen läßt, sollte zumindest dessen vordere Aufschlagfläche eine höhere Härte als die Masse des Kolbens besitzen.

Das Gerätegehäuse kann - ungeachtet der Aufschlagflächenbeschaffen­ heit - aus einem vorderen und einem rückwärtigen Teil bestehen, die über eine Stumpfschweißnaht mit­ einander verbunden sind. Dies bietet bei der Gehäusefer­ tigung Vorteile, weil sich dann der rückwärtige Teil des Gehäuses aus einem einfachen Rohr fertigen läßt, während der vordere Teil mit der Aufschlagfläche aus Vollmaterial gefertigt werden muß. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß sich der vordere Teil bzw. dessen Aufschlag­ fläche vor dem Verbinden der Gehäuseteile härten läßt, während der andere Teil unbehandelt bleibt oder eine andere Wärmebehandlung erfährt.

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

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Rammbohrge­ räts teilweise im Schnitt und

Fig. 2 dessen vorderen, erfindungsgemäß ausgestalteten Teil.

Das Rammbohrgerät entspricht in seinem prinzipiellen Auf­ bau und seiner Betriebsweise dem in der deutschen Patent­ schrift DE 21 57 295 C beschriebenen Gerät; es besitzt ein Gehäuse 1 mit einem vorderen Teil 2, in dem eine Schlagspitze eingeschraubt ist, und einem Schlagkolben 3. Der Schlagkolben 3 besitzt in seinem rückwärtigen Teil eine Druckluftkammer 4 mit radialen Steueröffnungen 5 und ist auf einem Steuerrohr 6 längsbeweglich in dem Geräte­ gehäuse 1 geführt; er gibt seine Schlagenergie beim Auf­ treffen auf einen Innenkragen 7 des Gerätegehäuses 1 ab. Im rückwärtigen Teil des Gerätegehäuses befindet sich ein Anschlagring 8, durch den das Steuerrohr 6 hindurchragt, das jenseits des Anschlagrings mit einem Druckluft­ schlauch 9 verbunden ist.

An die Stelle der eingeschraubten Schlagspitze mit dem Werkzeug 10 kann auch ein axial beweglicher oder ein mit dem Gehäuseteil 2 festverbundener Kopf treten. Eine ein­ geschraubte Schlagspitze bietet jedoch den Vorteil, daß sie sich im Falle eines Verschleißes rasch austauschen läßt.

Beim Vortrieb des Gerätes bewegt sich der Schlagkolben 3 unter dem Einfluß der über den Druckluftschlauch 9 und das Steuerrohr 6 in die Schlagkolbenkammer 4 zugeführten Druckluft in dem Gerätegehäuse 1 hin und her; er gibt seine Schlagenergie im wesentlichen ausschließlich an den Innenkragen 7 ab. Nur im Falle einer verhältnismäßig sel­ ten notwendig werdenden Umkehr der Bewegungsrichtung (Rückwärtslauf) wird der Schlagkolben 3 so gesteuert, daß er mit seinem rückwärtigen Ende auf den Anschlagring 8 trifft. Näheres ergibt sich hierzu aus der deutschen Patentschrift DE 21 57 295 C.

Im vorderen Teil 2 des Gehäuses mit der Schlagspitze ist axial beweglich ein Werkzeug 10 geführt, dessen rückwär­ tiges Ende 12 den Innenkragen 7 mit der Aufschlagfläche 13 durchragt. Über einen Bund 14 und eine vorgespannte Feder 15 ist das Werkzeug 10 an der Schlagspitze bzw. am Gerätegehäuse 1 abgestützt.

Der Innenkragen 7 besitzt eine gehärtete Oberfläche 13 und demgemäß einen höheren Verschleiß- und Verformungswiderstand als der Werkstoff, aus dem der vordere Teil 2 des Gehäuses gefertigt ist. In gleicher Weise besitzt auch der Schlagkolben 3 eine gehärtete Oberfläche 16, wenngleich dies nicht unerläßlich ist, da die Möglichkeit besteht, den Schlagkolben im Falle eines Verschleißes seiner Stirnfläche 16 auszuwechseln. Dazu braucht ledig­ lich der Anschlagring 8 mit dem Steuerrohr 6 aus dem Gehäuse geschraubt zu werden.

Des weiteren ist die rückwärtige, ringförmige Aufschlag­ fläche 17 des Kolbens 3 und die ihr gegenüberliegende Aufschlagfläche 18 des Anschlagrings 8 gehärtet, wenn­ gleich dies nicht unerläßlich ist, weil das Gerät nur in Ausnahmefällen im Rückwärtslauf betrieben wird. Demzu­ folge sind die Flächen 17, 18 weitaus weniger mechanisch beansprucht als die Aufschlagflächen 13, 16.

Das Gehäuse besteht - unabhängig von der Beschaffenheit der Aufschlagflächen - aus zwei Teilen, die über eine Schweißnaht 19 miteinander verbunden sind; es kann jedoch auch einstückig ausgebildet sein.

Claims (6)

1. Rammbohrgerät, insbesondere zum Herstellen von Erdbohrungen, mit
einem in einem Gehäuse (1, 2) mit einer vorderen und einer hinteren Aufschlagfläche (13, 18) für einen
pneumatisch oder hydraulisch hin- und herbewegten Schlag­ kolben (3), bei dem
die vordere Aufschlagfläche (13) eine höhere Härte besitzt als das Gehäuse.

2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere und/oder die rückwärtige Aufschlagfläche (16; 17) des Kolbens (3) eine höhere Härte besitzt als die Masse des Kolbens.

3. Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlagfläche (13; 16; 17; 18) gehärtet ist.

4. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Einsatz mit der Aufschlagfläche (13; 16; 17; 18).

5. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vordere Aufschlagfläche (13) einen Durchlaß mit dem rückwärtigen Ende (12) eines in der Gerätespitze beweglich geführten Werkzeugs (10) besitzt.

6. Rammbohrgerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem vorderen und einem rückwärtigen Teil (2) besteht und die Gehäuseteile miteinander verschweißt sind.