DE2538642C3 - Tauchfähige Rammvorrichtung - Google Patents
Tauchfähige RammvorrichtungInfo
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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Description
Die Erfindung betrifft eine tauchfähige Rammvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
beschriebenen Art.
Die aus der deutschen Auslegeschrift 19 55 300 bekannten Rammvorrichtungen dieser Art sind durch
Druckmittelleitungen mit einer an Land, auf einem Schiff oder auf einer Arbeitsplattform angeordneten
Kraftstation verbunden, welche der Rarnmvorrichtung das unter Druck stehende Arbeitsmedium zuführt. Bei
Rammarbeiten in größeren Wassertiefen führt dies jedoch zu Schwierigkeiten, weil in den langen
Schlauchleitungen große Energieverluste eintreten und die Schlauchleitungen durch ihr hohes Eigengewicht
und/oder durch die Einwirkung von Unterwasserströmungen reißen können und sich auch leicht an
Unterwasserhindernissen verfangen. Beim Antrieb der Rammvorrichtung mit Dampf kommt noch die Schwierigkeit
hinzu, daß sich dieser in den langen Schlauchleitungen durch das umgebende Wasser stark abkühlt,
wodurch der Wirkungsgrad erheblich zurückgeht. Auch beim Arbeiten mit Preßluft treten leicht Betriebsstörungen
durch unerwünschte Kondensationserscheinungen auf. Beim Antrieb der Rammvorrichlung durch eine
über Wasser angeordnete Hydraulikpumpe verursachen die niedrigen Wassertemperaturen sehr hohe
Viskositäts- und Reibungsverluste in den langen Schlauchleitungen.
In der früher angemeldeten, nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 24 54 521.9-25, auf die
das Patent 24 54 521 inzwischen erteilt wurde, ist eine tauchfähige Rammvorrichtung beschrieben, deren Gehäuse
über Stoßdämpfvorrichtungen mit einer Antriebseinheit mit mindestens einer Hydraulikpumpe,
mindestens einem Elektromotor und einem Druckmittelbehälter so verbunden ist, daß die vom Gehäuse
ausgehenden Stöße jeweils gedämpft auf die Antriebseinheit übertragen weiden.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Rammvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei
einfacher Konstruktion ohne lange Druckmittelleitungen auch in großer Wassertiefe trotz der Schlagerschütterungen
mit gutem Wirkungsgrad arbeiten kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Rammvorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die im Kennzeichen
des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale.
Der an der Antriebseinheit vorgesehene Auftriebsbehälter ist erfindungswesentlich. Er kann mit einem unter
Normaldruck oder einem unter Überdruck stehenden Gas, vorzugsweise Luft gefüllt sein, wobei es entscheidend
darauf ankommt, daß sein Auftrieb größer ist, als
das Eigengewicht der Antriebseinheit. Die über Zugelemente mit dem Gehäuse verbundene Antriebseinheit
kann sich bei Rammarbeiten unter Wasser vom Gehäuse lösen und in einem durch die Länge der
Zugelemente bestimmten Abstand berührungsfrei über dem Gehäuse schwimmen. Die Länge der Zugelemente
und damit der Abstand der Antriebseinheit vom Gehäuse kann je nach den Erfordernissen zweckentsprechend
gewählt werden. Zur Erzielung kurzer Förderwtge zwischen der Druckmitteipumpe und dem
Druckmittelzylinder ist es jedoch zweckmäßig, den Abstand der Antriebseinheit vom Gehäuse klein zu
halten. Die mit dent Gehäuse nur indirekt verbundene Antriebseinheit wird beim Nachfallen des Gehäuses auf
das unter der Schlagwirkung nach unten vorgeeilte Rammteil über die Zugelemente nur verzögert mit
relativ geringer Beschleunigung nachgezogen. Die aus der Rückprallenergie des durch den Rammschlag
elastisch verformten Rammteiles entstehenden, aufwärts wirkenden Stöße werden von den Zugelementen
nicht zur Antriebseinheit übertragen.
Während man bei Rammarbeiten über Wasser die Auswirkungen des Rammschlages auf die Rammvorrichtung
direkt beobachten und durch Veränderung der Schlagintensität und/oder der Schlagfrequenz und/oder
der Federeigenschaften der Stoßdämpfelemente eine optimale Anpassung an die Betriebsbedingungen
erzielen kann, ist dies bei Rammarbeiten unter Wasser wegen der schlechten Beobachtungsmöglichkeiten und
der Störanfälligkeit automatischer Kontrollvorrichtungen
schwierig. Mit der durch den Auftriebsbehälter dicht über dem Gehäuse schwimmend gehaltenen
Antriebseinheit wird bei kurzen Förderwegen für das Druckmittel ein sehr einfacher und wirksamer Stoßschutz
erzielt. Da die Antriebseinheit zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen ohnehin eines Schutzmantels
bedarf, ist für den Auftriebsbehälter nur ein sehr geringer Mehraufwand erforderlich.
Die Antriebseinheit kann zweckmäßig über dem Gehäuse angeordnet sein, wobei zwischen diesem und
der Antriebseinheit elastische Stoßdämpfvorrichtungen vorgesehen sind, die zur Stoßdämpfung bei Rammarbeiten
über Wasser dienen und bei kurzen Zugelementen etwaige durch im Rammteil reflektierte Rückprallstöße
erzeugte stärkere Aufwärtsbewegungen des Gehäuses dämpfen.
Die Zugelemente können flexibel und/oder in Zugrichtung elastisch ausgebildet und mit dem Gehäuse
bzw. mit der Antriebseinheit über elastisch verformbare Elemente verbunden sein. Hierdurch wird der Schutz
der Antriebseinheit gegen unerwünschte Stoßeinwirkungen weiter verbessert.
Die Stoßdämpfvorrichtungen können einen oder mehrere mit einem Hydrospeicher verbundene Hydraulikzylinder
aufweisen. Auf diese Weise werden auftretende Stöße besonders wirksam und schonend abgefangen.
Die Antriebseinheit kann am Oberteil des Gehäuses über elastisch verformbare Stoßdämpfelemente aufwärts
und abwärts verschiebbar geführt sein. Hierzu kann am Oberteil des Gehäuses ein axial vorspringender
Führungsschaft angeordnet sein, an dessen Umfangsfläche Stoßdämpfringe verschiebbar anliegen.
Hierdurch wird auch bei Schrägrammungen eine von Stoßwirkungen freie ausgerichtete Führung der Antriebseinheit
erreicht.
Der Auftriebsbehälter kann entweder eine für die vorgesehene Arbeitstiefe hinreichende Druckfestigkeit
besitzen oder mit Druckluft gefüllt sein, was eine leichtere Bauweise ermöglicht, weil der Auftriebsbehälter
dann nicht der Druckdifferenz zwischen dem Wasserdruck und dem Atmosphärendruck, sondern nur
der geringeren Druckdifferenz zwischen dem Wasserdruck und dem Luftdruck im Auftriebsbehälter standhalten
muß. Dies ist für Rammarbeiten über Wasser günstig, da auf diese Weise das Gewicht der sich auf
dem Gehäuse abstützenden Antriebseinheit und der zu deren elastischer Abstützung benötigte Federaufwand
kleingehalten werden kann.
Der Auftriebsbehälter kann über eine flexible Leitung mit dem oberen Ende eines am Gehäuse angeordneten,
an seinem unteren Ende mit der Umgebung kommunizierenden Hohlraumes verbunden sein, in welchem die
Luft durch das beim Absenken eindringende Wasser selbsttätig komprimiert wird, so daß der Gasdruck im
Auftriebsbehälter mit der Arbeitstiefe ansteigt und stets
dem äußeren Wasserdruck entspricht Hierdurch wird vermieden, daß der Auftriebsbehälter bereits vor
Arbeitsbeginn über Wasser mit Druckluft befüllt und entsprechend druckfest ausgebildet werden muß. Die im
oberen Teil des Hohlraumes verdichtete Luft kann ferner über einen mit einem Absperrventil versehenen
Verbindungskanal in den Bewegungsraum des Schlagkörpers eingeleitet werden, so daß auch in diesem stets
ein dem umgebenden Wasserdruck entsprechender Luftdruck herrscht.
Zur Begrenzung des Luftdruckes im Auftriebsbehälter kann in der flexiblen Leitung ein Absperrventil
vorgesehen sein, das bei Überschreitung eines vorbestimmten Druckwertes selbsttätig schließt.
Um unerwünschte Belastungen des Auftriebsbehälters beim Hochziehen der Rammvorrichtung an die
Wasseroberfläche zu vermeiden, kann der Auftriebsbehälter eine Auslaßöffnung mit einem bei Überschreitung
eines vorbestimmten Innendruckes öffnenden Rückschlagventil aufweisen. Hierdurch bleibt der Überdruck
im Auftriebsbehälter relativ zur Umgebung auf einen durch die Federkraft der das Rückschlagventil schließenden
Feder entsprechenden Wert begrenzt. Da das Rückschlagventil nur so lange geschlossen gehalten
wird, wie die aus der Summe des Federdruckes und des äußeren Wasserdruckes entsprechende Kraft den
inneren Luftdruck übersteigt, wird die überschüssige Druckluft beim Heraufziehen der Rammvorrichtung
entsprechend dem nachlassenden Wasserdruck kontinuierlich abgeblasen.
Bei Rammarbeiten über Wasser kann zum Absetzen der Antriebseinheit auf dem Gehäuse ein Gaspolsterkörper
mit in eine elastische Hülle eingeschlossenem Gaspolster benutzt werden, die eine optimal weiche und
wartungsfreie Lagerung ergibt, unter Wasser jedoch wegen des mit der Tiefe zunehmenden Wasserdruckes
härter und in größeren Tiefen wirkungslos wird.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Rammvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Teil-Längsschnitt durch
eine Rammvorrichtung,
F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine abgewandelte Rammvorrichtung, in welcher ein Teil des
Druckmittelantriebes weggelassen ist.
Die in F i g. 1 dargestellte Rammvorrichtung besitzt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 2 mit einem
zylindrischen Bewegungsraum 24 für einen darin aufwärts und abwärts verschiebbar geführten Schlagkörper
25. Der Bewegungsraum 24 ist nach unten durch
eine Schlagplatte 27 abgeschlossen, die auf dem Rammteil 29 aufliegt. Zwischen dem Gehäuse 2 und der
Schlagplatte 27 ist eine Ringdichtung 26 angeordnet. Am oberen Ende des Gehäuses 2 ist ein axial auswärts
vorspringender Druckmittelzylinder 30 angebracht, in welchem ein Kolben 31 verschiebbar geführt ist, dessen
Kolbenstange 32 am Schlagkörper 25 angelenkt ist. Das bei der Bewegung des Schlagkörpers 25 im Bewegungsraum 24 verdrängte Gas kann über Durchtrittsöffnungen
34 und einen Überströmkanal 33 jeweils in den Raum hinter dem bewegten Schlagkörper 25 strömen.
Am oberen Ende des Druckmittelzylinders 30 ist ein axial vorstehender Führungsschaft 38 angeordnet. Das
Gehäuse 2 ist an einem am oberen Ende des Führungsschaftes 38 angreifenden Tragseil 28 aufgehängt.
Über dem Gehäuse 2 ist eine auf dem Druckmittelzylinder 30 bzw. dem Führungsschaft 38 aufwärts und
abwärts verschiebbar geführte Antriebseinheit 1 angeordnet, die mehrere jeweils von einem Antriebsmotor
5 angetriebene Hydraulikpumpen 6, einen Druckmittelbehälter 7 und den Druckmittelzylinder 30 über eine
Umsteuervorrichtung 10 einerseits mit den Hydraulikpumpen 6 und andererseits mit dem Druckmittelbehälter
7 verbindende Druckmittelleitungen 8 und 9 aufweist. In der Wandung des Druckmittelbehälters 7 ist
ein bei der dargestellten Ausführungsform als elastische Membram ausgebildetes, in Abhängigkeit vom Druckverhältnis
unter Volumenänderung des Druckmittelbehälters verschiebbares Trennelement 19 dicht eingefügt.
Durch dieses auf der einen Seite vom Druckmittel und auf der anderen Seite vom umgebenden Wasser
beaufschlagte Trennelement ist das im Druckmittelbehälter 7 enthaltene Druckmittel stets dem herrschenden
Wasserdruck ausgesetzt, so daß es der Hydraulikpumpe
6 mit entsprechend erhöhtem Vordruck zugeführt wird und die Kolbenstange 32 mit einer im Vergleich zum
normalen Arbeitsdruck im Druckmittelkreislauf entsprechend vergrößerten Kraft in den Bewegungsraum
24 hineinbewegt wird.
Die Antriebseinheit 1 weist ferner einen ringförmigen Auftriebsbehälter 3 auf und ist jeweils über Stoßdämpferringe
4 aus elastisch verformbarem Material an der Umfangsfläche des Druckmittelzylinders 30 bzw. des
Führungsschaftes 38 gleitend verschiebbar geführt. Zwischen der Oberseite des Gehäuses 2 und der
Unterseite der Antriebseinheit 1 sind ferner mehrere bei der dargestellten Ausführungsform als flexible Zugseile
ausgebildete Zugelemente 11 vorgesehen, welche die Antriebseinheit 1 bei Rammarbeiten unter Wasser
entgegen der durch den Auftriebsbehälter 3 erzeugten Aufschwimmtendenz in einem durch die Länge der
Zugelemente 11 bestimmten Abstand über dem Gehäuse 2 schwimmend halten. Die Zugelemente 11
sind bei der dargestellten Ausführungsform mit dem Gehäuse 2 über elastisch verformbare Federn 12 bzw.
13 verbunden. Hierfür können je nach den Anforderungen Zugfedern 12 oder Druckfedern 13 Verwendung
finden. Statt dessen ist es auch möglich, die Zugelemente 11 jeweils über mit Hydrospeichern kommunizierende
Hydraulikzylinder mit dem Gehäuse 2 oder der Antriebseinheit 1 zu verbinden.
Über Wasser setzt sich die Antriebseinheit 1 mittels an ihrer Unterseite angeordneter, jeweils mit einem
Hydrospeicher 15 verbundener Hydraulikzylinder 16 auf der Oberseite des Gehäuses 2 stoßgedämpft ab. Die
Federeigenschaften der Hydraulikzylinder 16 können mittels der Hydrospeicher 15 auf den jeweils gewünschten
Wert eingestellt werden.
Die in Fig. 2 dargestellte, abgewandelte Ausluh rungsform stimmt weitgehend mit der Konstrukiiior
gemäß F i g. 1 überein, wobei jedoch jetzt dei
ίο Auftriebsbehälter 3 über eine mit einem Absperrventi
21 versehene Leitung 20 mit dem oberen Ende eines in Gehäuse 2 angeordneten Hohlraumes 35 verbunden ist
der durch an seinem unteren Ende angeordnet öffnungen mit der Umgebung kommuniziert unc
π außerdem über einen Verbindungskanal 36 mit einen
darin angeordneten Absperrventil 37 mit dem Bewe gungsraum 24 des Schlagkörpers 25 verbunden ist. Zun
Absetzen der Antriebseinheit 1 sind anstelle dei Hydraulikzylinder 16 auf der Oberseite des Gehäuses ',
Gaspolsterkörper 17 mit einem in einer flexiblen Hüll< eingeschlossenen Gaspolster oder Stoßdämpfer au:
elastisch verformbarem Material vorgesehen.
Bei dieser Ausführungsform der Rammvorrichiunj wird beim Absenken unter Wasser die im Hohlraum 3!
· eingeschlossene Luft durch das infolge des mit der Tiefi
zunehmenden äußeren Wasserdruckes in den Hohlraun 35 aufsteigende Wasser komprimiert. Die verdichteti
Luft strömt einerseits über den Verbindungskanal 36 ii den Bewegungsraum 24 und andererseits über dii
jn Leitung 20 in den Auftriebsbehälter 3, so daß der ii
diesem herrschende Luftdruck jeweils dem äußerei Wasserdruck entspricht und auf eine druckfest!
Konstruktion des Auftriebsbehälters 3 verzichte werden kann. Infolge des Verbindungskanales 31
entspricht der Druck im Bewegungsraum 24 ebenfall dem äußeren Wasserdruck. Wenn das im Hohlraum 3!
aufsteigende Wasser die darin verdichtete Luft in dei Bewegungsraum 24 und den Auftriebsbehälter :
verdrängt hat, schließt das Absperrventil 37 un< verhindert ein Eindringen von Wasser in den Bewe
gungsraum. In entsprechender Weise schließt da Absperrventil 21 in der Leitung 20 bei Überschreituni
eines vorbestimmten Druckes im Auftriebsbehälter 3 Auf diese Weise kann der Innendruck im Auftriebsbe
hälter 3 auf einen unter Berücksichtigung der Festigkei desselben gewählten Wert eingestellt werden. De
Auftriebsbehäiter 3 besitzt ferner eine mit einen Rückschlagventil 23 versehene Auslaßöffnung 22, durcl
welche beim Hochziehen der Rammvorrichtung der in Auftriebsbehälter 3 herrschende Überdruck entspre
chend der Abnahme des äußeren Wasserdrucke forischreiiend abgeblasen wird, so daß der Irsnendrüc!
des Auftriebsbehälters nach dem Auftauchen nur nocl dem Federdruck der Feder des Rückschlagventils 2.
entspricht
Die vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsfor men erläuterte Rammvorrichtung kann vom Fachmani
je nach den Anforderungen in verschiedener Weisi zweckentsprechend weitergebildet werden, sofern da
bei eine mit einem Auftriebsbehäiter versehene, mi dem Gehäuse über Zugelemente verbundene Antriebs
einheit benutzt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
- Patentansprüche:J. Tauchfähige Ramm Vorrichtung, mit einem wasserdichten Gehäuse, einem darin aufwärts und abwärts verschiebbar geführten Schlagkörper, einem mit dem Schlagkörper bzw. dem Gehäuse verbundenen Antriebskolben, einem mit diesem zusammenwirkenden, am Gehäuse bzw. am Schlagkörper koaxial angeordneten Druckmittelzylinder sowie von diesem über eine Umsteuervorrichtung zu einer Druckmittelpumpe bzw. einem Druckmittelbehälter führenden flexiblen Druckmittelleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß:a) am Gehäuse (2) eine Antriebseinheit (1) mit mindestens einem Antriebsmotor (5), mindestens einer von diesem angetriebenen Druckmiitelpumpe (6) und einem Druckmittelbehälter (7) beweglich gehaltert ist,b) die Antriebseinheit (1) einen Auftriebsbehälter (3) mit das Gewicht der Antriebseinheit (1) übersteigendem Auftrieb aufweist undc) die Antriebseinheit (1) mit dem Gehäuse (2) über nur Zugkräfte übertragende Zugelemente (11) verbunden ist.
- 2. Rammvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (1) über dem Gehäuse (2) angeordnet ist und zwischen der Antriebseinheit (1) und dem Gehäuse (2) Stoßdämpfvorrirhtungen (4,16,17) vorgesehen sind.
- 3. Rammvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, M dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelcmente (11) flexibel ausgebildet sind.
- 4. Rammvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelcmente (U) in Zugrichtung elastisch ausgebil- 'r> det sind.
- 5. Rammvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente ^H) mit dem Gehäuse (2) und/oder mit der Antriebseinheit (1) jeweils über elastisch 4() verformbare Elemente (12,13) verbunden sind.
- 6. Rammvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßdämpfvorrichtungen mindestens einen mit einem Hydrospeicher (15) verbundenen Hydraulikzylinder (16) aufweisen.
- 7. Rammvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßdämpfvorrichtungen mindestens einen Gaspolsterkörper (17) mit in eine flexible Hülle (18) r'° eingeschlossenem Gas aufweisen.
- 8. Rammvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (1) am Oberteil des Gehäuses (2) mittels elastisch verformbarer Stoßdämpfelemente r'5 (4) aufwärts und abwärts verschiebbar geführt ist.
- 9. Rammvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (I) über Stoßdämpfringe (4) an der Umfangsfläche eines an der Oberseite des Gehäuses (2) axial vorspringen- b0 den, gegebenenfalls den Druckmittelzylinder (30) enthaltenden Führungsschaftes (38) aufwärts und abwärts verschiebbar geführt ist.
- 10. Rammvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ' der Auftriebsbehälter (3) über eine flexible Leitung (20) mit dem oberen Ende eines am Gehäuse (2) angeordneten, an seinem unteren Ende durch mindestens eine Öffnung mit der Umgebung kommunizierenden Hohlraumes (35) zur Luftkomprimierung durch aufsteigendes Wasser verbunden ist.
- 11. Rammvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (20) ein bei Überschreitung eines vorbestimmten Druckes schließendes Absperrventil (21) angeordnet istIZ Rammvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebsbehälter (3) eine Auslaßöffnung (22) mit einem bei Überschreitung eines vorbestimmten Innendruckes öffnenden Rückschlagventil (23) aufweist.
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GB28875/78A GB1535524A (en) | 1974-11-16 | 1975-11-17 | Pile driver |
GB47289/75A GB1535523A (en) | 1974-11-16 | 1975-11-17 | Pile driver |
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ID=5955208
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DE102006008095A1 (de) * | 2006-02-20 | 2007-08-23 | Menck Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum umweltschonenden Rammen unter Wasser |
NL2003073C2 (nl) * | 2009-06-23 | 2010-12-27 | Ihc Holland Ie Bv | Inrichting en werkwijze voor het reduceren van geluid. |
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-
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- 1975-08-30 DE DE19752538642 patent/DE2538642C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MENCK GMBH, 2086 ELLERAU, DE |
|
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KUEHN, HANS, ING. (GRAD.), 2000 HAMBURG, DE |