DE2714921B2 - Ramme zum Ermitteln von Bodeneigenschaften und zur Bodenprobenentnahme - Google Patents
Ramme zum Ermitteln von Bodeneigenschaften und zur BodenprobenentnahmeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ramme zum Ermitteln von Eigenschaften des Erdbodens bzw. zum Gewinnen von
Erdproben, die einen innerhalb eines Gehäuses verschiebbar geführten, auf einer mit dem Rammobjekt
mindestens mittelbar verbundenen hohlen Kolbenstange angeordneten, das Gehäuse in einen Schlag- und in
einen Rücklaufraum unterteilenden Kolben aufweist dessen für den Schlaghub wirksame Seite ständig
ungesteuert bei Druckluftzufuhr ausgesetzt ist
Eine bekannte Bauart einer Ramme (DE-PS 10 00 310) weist ein langes zylindrisches Gehäuse auf,
das an einem Ende mit dem Rammobjekt verbunden ist In die gegenüberliegende Stirnseite ist hingegen mitiig
eine hohle Kolbenstange eingeführt Die etwa halb so lang wie das Gehäuse bemessene Kolbenstange dient
der Zufuhr der frischen Druckluft während die verbrauchte Abluft über seitliche öffnungen des
Gehäuses im Bereich der Einführung der Kolbenstange abgeleitet wird. Innerhalb des Gehäuses ist der mit dem
Rammobjekt zusammenwirkende, den Rammbär bildende Kolben gleitend geführt, welcher auch relativ zur <to
Kolbenstange dichtend verschieblich ist Die Kolbenstange kann dabei in eine zentrale Längsbohrung des
Kolbens eintauchen.
Die Steuerung dieser Ramme erfolgt derart daß die über die Kolbenstange zugeführte Druckluft zunächst
den Schlaghub des unter seinem Eigengewicht fallenden Kolbens beschleunigt. Am Ende des Schlaghubes wird
die Druckluft in einen Ringraum zwischen dem Kolben und dem Gehäuse überführt und hier zum Expandieren
gebracht, um dadurch den Rückhub des Kolbens durchzuführen. Am Ende des Rückhubes und über eine
gleiche Kolbenwegstrecke des Schlaghubes erfolgt dann erst das Ausschieben der verbrauchten Luft,
jedoch während eines relativ langen Zeitabscnnittss.
Es wird mithin das Prinzip der Expansionssteuerung angewendet wobei weitgehend dynamische Kräfte
wirksam sind. Diese haben zur Folge, daß die Umsteuerung des Kolbens vom Schlüghub in den
Rücklaufhub und umgekehrt zwar im wesentlichen wegabhängig erfolgt, der Schlagkolben selbst sich aber eo
infolge der Kompressibilität des Arbeitsmediums über die Umsteuerstellung hinaus weiter bewegt Außerdem
ist der Luftverbrauch sehr hoch. Bei einem Expansionsverhältnis von 1 :1,8, das auch bei einem Druck von
10 bar praktisch nicht unterschritten werden kann, kann ein Liter Luft nur 44,2 Nm erzeugen, wobei sogar
isotherme Expansion vorausgesetzt wird. Bei polytroper Expansion ist das Ergebnis noch schlechter. Trotz
des hohen Druckes ist folglich nur eine geringe Leistung erzielbar, wobei außerdem der Druckverlust in der
Zuführungsleitung aufgrund des starken Luftverbrauches hoch ist
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Ramme der eingangs vorausgesetzten Gattung
zu schaffen, die sowohl mit einer gleichbleibenden, bei
kleinen Schlagzahlen genau festgelegten Schlagenergie als auch andererseits mit großen Rammleistungen und
größeren Schlagzahlen bei kleinen Abmessungen und Gewichten betrieben werden kann.
Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß die Druckluftzufuhr über
das Gehäuse in den mit einer kleineren Wirkfläche versehenen Schlagraum und die Druckluftabfuhr aus
dem eine große Wirkfläche aufweisenden Rücklaufraum über die hohle Kolbenstange erfolgt wobei das
Gehäuse oder der Kolben den auf das Rammobjekt einwirkenden Rammbär bildet und daß der Schlagraum
durch im Kolben vorgesehene kanalartige Ausnehmungen während des gesamten Rückhubes mit dem
Rücklaufraum luftleitend verbunden und am Ende des Rückhubes unter Anschluß des Rücklaufraumes an die
hohle Kolbenstange von dem Rücklaufraum trennbar ist
Unabhängig davon, ob das Gehäuse oder der Kolben als Rammbock benutzt werden, weist die erfindungsgemäß mit einer Gleichdruck- oder Vollfüllsteuarung
ausgerüstete Ramme den Vorteil auf, daß der Schlaghub des Gehäuses bzw. des Kolbens von der Länge her
exakt bestimmbar ist Es liegen weitgehend statische Verhältnisse vor, wobei die einwandfreie Hubbegrenzung des Gehäuses bzw. des Kolbens bei stetiger
ungesteuerter Beaufschlagung des Schlagraumes mit Druckluft ausschließlich durch im Kolben vorgesehene
kanalartige Ausnehmungen im Zusammenwirken mit der ein Führungselement für den Kolben bzw. für das
Gehäuse bildenden, der Ableitung der verbrauchten Luft dienenden hohlen Kolbenstange bewirkt wird. Die
sichere Hubbegrenzung und Umsteuerung haben den Vorteil, daß die Auftreffgeschwindigkeit des Rammbärs
auf das Rammobjekt unabhängig von Energie, Gewicht und Hublänge stets gleich bleibt Wird mehr Luft und
diese gegebenenfalls auch noch mit einem höheren Druck zugeführt, so hat das von selbst eine darauf
abgestellte höhere Auftreffgeschwindigkeit zur Folge, die ihrerseits wiederum zu entsprechend höheren
Schlagzahlen bzw. Schlagleistungen bzw. Schlagenergien führt
Der beim Schlaghub über den freien Fall hinaus durch die Druckluft beschleunigte Rammbär (Gehäuse oder
Schlagkolben) macht die Ramme hinsichtlich ihrer Schlagenergie unabhängig von durch gleich welche
Vorschriften bedingten Hublängen und Gewichten. Er macht sie auch effizienter, da es selbst mit nur geringem
Drucküberschuß bzw. kleiner Druckluftmenge möglich ist, bei zwar langsamer Schlagzahl eine hohe Schlagenergie zu erzielen und vor allem eine konstante
Schlagenergie, die nur von den Durchmessern und dem festgelegten Hub in der Ramme abhängt
Darüber hinaus ist es noch wesentlich, daß der Anmeldungsgegenstand sowohl als Sondierramme
Verwendung finden als auch als Schlagbohrhammer eingesetzt werden kann, und zwar unabhängig davon,
ob die Ramme vertikal, in schräger Richtung oder zur Seite hin arbeitet. Ihre Unabhängigkeit von den
Bedingungen des freien Falls macht es schließlich möglich, die Ramme in Abhängigkeit von den
definierten Wirkflächenverhältnissen frei verwendbar einzusetzen. Sie ist demnach als Ramme auch in einer
solchen Ausführungsform verwendbar, bei der die Ramme selbst in das Bohrloch abgesenkt wird, z. B.
mittels Seilzug od. dgl. Auch kann die Ramme unter Wasser arbeiten. Hierfür ist es lediglich erforderlich,
den Drucklufteinlaß sowie den Druckluftauslaß an Leitungen anzuschließen, die oberhalb des Wasserspiegels münden.
Die Erfindung macht sich in vorteilhafter Weise ein bekanntes Prinzip zunutze, nämlich die Verwendung des
Gewichtes und der Reibkraft des Rammobjektes im Erdboden zur Aufnahme des Rückdruckes der Ramme.
Da die hohle Kolbenstange zumindest mittelbar mit dem Rammobjekt verbunden ist, kann eine hohe
Rammleistung entsprechend dem Gewicht und der Reibungskraft des Rammobjektes im Erdboden erzielt
werden. Es werden kurze Baulängen und kurze Hübe erzielt Das Gesamtgewicht der Ramme ist nur wenig
größer als das RammbärgewichL Die Schlagenergie ist hoch bei nur geringem Luftdruck. Auch bei kleiner
Schlagzahl wird eine konstante Einzelschlagenergie gewährleistet Wird z. B. die Ramme mit einem
vorgeschalteten Windkessel mit nur soviel Druckluft betrieben, daß ein langsamer Rücklauf stattfindet, dann
regelt die Ramme den Betriebsdruck selbst unter Einhaltung einer konstanten Schlagenergie. Wird
hingegen dem Gewicht des Rammbärs ein Zusatzgewicht hinzugefügt, dann wird im gleichen Verhältnis
auch der Steigdruck und damit die Schlagenergie verbessert Die Auftreffgeschwindigkeit des Rammbärs
bleibt jedoch konstant und hängt nur von der exakten Relativ-Bemessung der Wirkflächen des Schlagraumes
und des Rücklaufraumes ab.
In diesem Zusammenhang besteht ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung darin, daß das Quadrat des
Innendurchmessers des Gehäuses, vermindert um das Quadrat des Außendurchmessers der Kolbenstange in
dem den Rücklaufraum begrenzenden Längenabschnitt in Relation zu dem Quadrat des Außendurchmessers der
Kolbenstange in dem den Schlagraum begrenzenden Längenabschnitt vermindert um das Quadrat des
Außendurchmessers der Kolbenstange in dem den Rücklaufraum begrenzenden Längenabschnitt etwa wie
1 :2 bemessen ist Dieses wesentliche Merkmal erlaubt es, mit nur einer einzigen Rammausführung all
diejenigen Rammsonden zu verwirklichen, die gemäß Vorschrift zwar alle einen Schlaghub von 0,5 m haben
sollen, jedoch unterschiedliche Rammgewichte aufweisen. Das heißt die Auftreffgeschwindigkeit des Rammbären bleibt auch bei unterschiedlichen Gewichten und
dadurch im gleichen Verhältnis geänderten Schlagenergien bzw. Steigdrücken stets konstant und hängt nur von
den Bemessungen der Wirkflächen ab.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die
hohle Kolbenstange unmittelbar mit dem Rammobjekt verbunden und das als Rammbär wirksame Gehäuse auf
der Kolbenstange geführt ist, wobei der Kolben durch
das Gehäuse zwischen zwei Anschlägen auf der Kolbenstange gleitend begrenzt hin- und herbewegbar
ist und Ober die in ihm vorgesehenen Ausnehmungen bei Anlage an dem einen Anschlag unter Verschluß der den
Rücklaufraum mit der Kolbenstange verbindenden Querbohrungen den Schlagraum mit dem Rücklaufraum
und bei Anlage an dem anderen Anschlag den Rücklaufraum mit der Kolbenstange verbindet
stange ist bei dieser Ausführungsform direkt mit dem Rammobjekt gekuppelt Sie dient zur Vertikalführung
eines geschlossenen Gehäuses, dessen beide Stirnseiten von der Kolbenstange dichtend durchsetzt werden. Der
Kolben ist etwa im mittleren Längenabschnitt der Kolbenstange angeordnet und dort zwischen zwei
Anschlägen begrenzt beweglich auf der Kolbenstange geführt. Die Mitnahme des Kolbens in die eine oder die
andere Richtung bis zur Anlage an dem jeweiligen
to Anschlag erfolgt ausschließlich durch das Gehäuse. Die Ausbildung der kanalartigen Ausnehmungen im Kolben
und der entsprechenden Verbindungsbohrungen zwischen dem Rücklaufraum und dem Innern der
Kolbenstange sowie ihre gegenseitige Zuordnung ist so
getroffen, daß in beiden Endlagen des Kolbens ein
exaktes Umsteuern vom Schlag- auf den Rücklaufhub und umgekehrt gewährleistet ist wobei das Umschalten
auch bei einer nur geringen Rücklaufgeschwindigkeit des Gehäuses gewährleistet ist Der Grund hierfür ist
der, daß infolge der unterschiedlich groß bemessenen Wirkflächen des Rücklaufraumes und des Schlagraumes
in der Umschaltstellung sofort ein großer Kraftüberschuß am Rücklaufraum wirksam wird. Durch diese
Bemessung und durch die Ausbildung des Kolbens
sowie der Anordnung der Ausnehmungen im Kolben
und der entsprechenden Querbohrungen in der Kolbenstange ist ein Hängenbleiben des Kolbens oder
des Gehäuses im oberen Totpunkt selbst bei kleiner Schlagzahl ausgeschlossen.
Erfindungsgemäß ist die Differenzierung der Wirkflächen des Schlag- und Rücklaufraumes durch eine
Abstufung des Außendurchmessers der Kolbenstange im Bewegungsbereich des entsprechend der Abstufung
ausgenommenen Kolbens gebildet Dabei ist dem dem
Rammobjekt näher liegenden Anschlag eine im
Querschnitt etwa trapezförmige Ringnut vorgelagert die es dann der Druckluft ermöglicht aus dem
Schlagraum heraus über die kanalartigen Ausnehmungen im Kolben in den Rücklaufraum überzuströmen.
Wird der Kolben anschließend durch das Gehäuse gegen den oberen Anschlag gedrückt der z. B. durch
einen in eine Ringnut der Kolbenstange eingesetzten Spannring gebildet ist so wird die trapezförmige
Ringnut von den entsprechenden Wandabschnitten des
Kolbens überfahren, welche sich dann an einen
benachbarten Ringkragen der Kolbenstange dichtend anlegen, so daß der Rücklaufraum eindeutig von dem
Schlagraum getrennt ist In dieser Stellung sind jedoch die kanalartigen Ausnehmungen im Kolben mit den
Querbohrungen der Kolbenstange verbunden, so daß die im Rücklaufraum befindliche verbrauchte Luft
nunmehr in die hohle Kolbenstange und von dort in die Umgebung abströmen kann.
Erfindung, daß der Rückdruck oder Schlagzug, d. h. also
diejenige Kraft, die das Bestreben hat, die gesamte Ramme zusammen mit dem Rammobjekt aus dem
Erdboden herauszuziehen, einwandfrei beherrschbar ist Wird ein langsamer Rücklauf des Rammbären bevor
zugt, so ist der von dem Rammbären nach dem
Umsteuervorgang noch weiter zurückgelegte Weg fast NuIL Dieser zusätzliche Weg nimmt zwar dann etwas
größere Werte an, wenn bei einer vermehrten Luftzufuhr größere Schlagzahlen und -energien erzielt
werden und dadurch auch die Rammleistung höher wird, so erfolgt jedoch kein hartes Anschlagen des Rammbären am Ende des Rücklaufhubes. Dazu ist der
Kraftüberschuß nach dem Überfahren der Steuerkanten
zu groß und zu schnell wirksam.
Eine weitere und ebenso vorteilhafte Vorrichtung nach der Erfindung, welche die vorstehend geschilderten
Vorteile gleichfalls aufweist, kennzeichnet sich dadurch, daß die hohle Kolbenstange unmittelbar mit
dem Rammobjekt verbunden und das als Rammbär wirksame Gehäuse auf der Kolbenstange geführt ist,
wobei der Kolben an der Kolbenstange festgelegt und beiderseits von je einer durch das Gehäuse zwischen
zwei an der Kolbenstange vorgesehenen Anschlägen mitnehmbaren Steuerscheibe begrenzt ist, die durch den
Kolben parallel zur Kolbenstange durchsetzende Abstandselemente voneinander distanziert sind.
Bei dieser Ausführungsform ist demnach der Kolben auf der Kolbenstange unverrückbar festgelegt. Die
Verbindung des Schiagraumes mit dem Rückiaufraum bzw. die Trennung dieser beiden Räume sowie die
Verbindung des Rücklaufraumes mit dem Innern der Kolbenstange und die Trennung dieser Verbindung wird
hierbei durch zwei beiderseits des Kolbens angeordnete und zu diesem relativbewegliche Steuerscheiben bewirkt,
die voneinander durch beispielsweise solche Abstandselemente distanziert sind, deren Länge größer
ist als die Dicke des Kolbens. Sie sind außerdem gegenüber dem Kolben gleitfähig. Die kanalartigen
Ausnehmungen im Kolben bestehen hierbei aus mehreren parallel zur Kolbenstange verlaufenden
Axialbohrungen, die mit gleichem Abstand auf einem Kreis angeordnet sind. Am Ende des Rücklaufhubes
liegt die dem Rammobjekt benachbarte Steuerscheibe formschlüssig in einer Ausnehmung des Kolbens und
versperrt dadurch die Axialbohrungen im Kolben dem Schlag- und dem Rückiaufraum, während die dem
Rammobjekt abgewandte Steuerscheibe die Querbohrungen in der Kolbenstange freigeben und dadurch den
Rücklaufraum mit der die verbrauchte Luft abführenden Kolbenstange verbinden. Am Ende des Schlaghubes
hingegen versperrt die dem Rammobjekt abgewandte Steuerscheibe die Verbindung zwischen dem Rücklaufraum
und der Kolbenstange, während die dem Rammobjekt benachbarte Steuerscheibe jetzt wieder
den stets ungesteuert mit Druckluft beaufschlagten Schlagraum mit dem Rücklaufraum verbindet
Auch im Rahmen dieser Ausführungsform ist gemäß der Erfindung die Differenzierung der Wirkflächen des
Schlag- und Rücklaufraumes durch eine Abstufung des Außendurchmessers der Kolbenstange im Bewegungsbereich der Steuerscheiben bewirkt
Um auch beim Einsatz der erfindungsgemäßen Ramme als Rammbohrhammer mit großen Rammleistungen
und kleinen Abmessungen die Vorteile einer an sich bekannten Hochleistungsramme zu sichern, sieht
die Erfindung vor, daß die zwischen dem Rammobjekt und dem Kolben liegende Steuerscheibe auf der dem
Rammobjekt zugewandten Seite mit einem am Ende des Rücklaufhubes in eine Ausnehmung des Gehäuses
eintauchenden ringförmigen Ansatz versehen ist Durch das Eintauchen des Ansatzes in die Gehäuseausneh-
mung wird im oberen Totpunkt ein weiches Umschalten erzielt wobei durchaus in Kauf genommen werden
kann, daß der sich über die Umschaltstellung weiterbewegende Rammbär einen, relativ gesehen, etwas
größeren Weg zurücklegt Es wird also erreicht, daß das für jeden Verhältnis von Rücklaufkraft zu Rammbärgewicht optimale Wirkflächenverhältnis, bei der sich eine
maximale Schlagzahl einstellt, zur Anwendung gebracht
werden kann, um somit die größtmögliche Leistung bei kleinsten Abmessungen zu erzielen.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Ramme nach der Erfindung, das sowohl bei einer Ramme mit
Gleitkolben als auch mit feststehendem Kolben und dann beiderseits angeordneten Steuerscheiben ver-
s wendbar ist, kennzeichnet sich dadurch, daß zwischen dem freien Ende der Kolbenstange und der Gehäusestirnseite
ein elastisches Rückstellmittel eingegliedert ist.
Dieses Rückstellmittel wird bevorzugt durch eine Schraubendruckfeder gebildet Die Druckfeder unterstützt damit einerseits die Wirkfläche im Schlagraum und hält andererseits den Betrag in Grenzen, den der Rammbär über die Umschaltstellung hinaus noch weitergleiten will, so daß ein hartes Zusammenwirken
Dieses Rückstellmittel wird bevorzugt durch eine Schraubendruckfeder gebildet Die Druckfeder unterstützt damit einerseits die Wirkfläche im Schlagraum und hält andererseits den Betrag in Grenzen, den der Rammbär über die Umschaltstellung hinaus noch weitergleiten will, so daß ein hartes Zusammenwirken
i* von Gehäuse und Kolben verhindert wird. Bei
Verwendung dieser Feder beim Abwärts- oder Horizontalrammen läßt sich eine weitere Schlagenergiesteigerung
erzielen, weil der beim Umschalten vorhandene Steigdruck, der auch die Schlagenergie bestimmt, durch
die Feder vergrößert wird.
Mit Hilfe der Feder kann folglich der Wert der der Auftreffgeschwindigkeit entsprechenden Ersatzfreifallhöhe
des Gehäuses, der prinzipiell durch die Abmessungen der Werkflächen des Schlag- und Rücklaufraums
festgelegt ist, dennoch vergrößert werden.
Die der Führung des Gehäuses dienende, mit dem Rammobjekt verbundene hohle Kolbenstange erlaubt
ferner das Nachsetzen von langen Rammgestängestükken ohne einen Umbau der Ramme selbst Hierbei
können zweiteilige Einsätze zur Anwendung gelangen, die in entsprechende Rillen des Gestänges eingepaßt
werden. Da die Druckluft dem Gehäuse zugeführt wird und die Kolbenstange im Gehäuse frei drehbar ist,
braucht auch die Druckluftzuleitung während des Betriebs nicht abgenommen zu werden, wenn z. B.
Gestängestücke nachgesetzt werden müssen oder das Gestänge verdreht werden muß, um die Gewinde
nachzuziehen.
Erfindungsgemäß ist es darüber hinaus denkbar, daß
<o die Kolbenstange am freien Ende verschlossen ist und
das Gehäuse in dem dem Rammobjekt abgewandten Endabschnitt nicht durchsetzt, wobei die Auspufföffnung
in dem dem Rammobjekt benachbarten Endabschnitt vorgesehen ist In diesem Falle ist also auch das
«5 Gehäuse oben geschlossen. Die hohle Kolbenstange
reicht dann zweckmäßigerweise nur noch bis zum oberen Anschlag des Kolbens bzw. bis zu der dem
Rammobjekt abgewandten Steuerscheibe.
Eine andere, für bestimmte Einsatzfälle ebenso
so vorteilhafte Ausführungsform wie die vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen kennzeichnet sich nach der Erfindung dadurch, daß der innerhalb des
Gehäuses und an der relativ zum Gehäuse bewegbaren Kolbenstange geführte Kolben den Rammbär bildet
wobei die den Rücklaufraum einerseits mit dem Schlagraum und andererseits mit der Kolbenstange
verbindenden Ausnehmungen im Kolben durch einen zwischen zwei Anschlägen axialbeweglichen und unter
den Einfluß einer elastischen Rückstellvorrichtung gestellten Steuerzapfen versperrbar sind.
Hierbei ist es wesentlich, daß die Wirkfläche des Rücklaufraumes und einen solchen Betrag größer als die
Wirkfliche des Schlagraumes bemessen ist, der etwa dem Quadrat des Außendurchmessers der Kolbenstan
ge, multipliziert mit dem vierten Teil von η entspricht
Eine Ramme mit den vorstehenden Merkmalen ist mithin dann mit großem Vorteil einsetzbar, wenn diese
Ramme in ein Bohrloch abgesenkt werden soll oder bei
horizontalen oder geneigten Bohrungen angewendet wird. Auch bei dieser Ausführungsform ist gewährleistet,
daß der im Kolben axialbewegliche Steuerzapfen in beiden Umschaltstellungen die kanalartigen Ausnehmungen
im Kolben derart exakt sperrt, daß ein s Hängenbleiben des Kolbens in einer der beiden
Endstellungen ausgeschlossen ist.
Diesbezüglich ist gemäß der Erfindung ferner vorgesehen, daß am Ende des Schlaghubes der
Steuerzapfen durch das Rammobjekt gegen die Wirkung der elastischen Rückstellvorrichtung verlagerbar
und die Verbindung zwischen dem Rücklaufraum und der Kolbenstange sperrt. Die elastische Rückstellvorrichtung
wird auch hierbei zweckmäßigerweise durch eine Schraubendruckfeder gebildet, die während is
des Schlaghubes den Steuerzapfen über die Stirnseite der Kolbenschlagfläche hinaus vordrückt.
Vorteilhaft ist es dann, daß am Ende des Rücklaufhubes der Steuerzapfen durch das freie Ende der
Kolbenstange im Zusammenwirken mit der elastischen Rückstellvorrichtung und in Richtung auf das Rammobjekt
axial verlagerbar und die Verbindung zwischen dem Schlag und dem Rücklauf raum sperrt.
In beiden Fällen dient also einzig und allein der Steuerzapfen dazu, einmal die Verbindung zwischen
dem Schlag- und dem Rücklaufraum und zum anderen die Verbindung zwischen dem Rücklaufraum und der
der Abführung der verbrauchten Luft dienenden Kolbenstange zu öffnen und zu sperren. Die Kolbenstange
durchsetzt bei dieser Ausführungsform den Kolben auf einem wesentlichen Teil seiner Länge.
Wird eine Ramme gemäß der zuletzt geschilderten Ausführungsform in einem Bohrloch verwendet, so
kann es von Vorteil sein, daß die Kolbenstange an einem Tragseil hängt und zwischen dem Gehäuse und der
Kolbenstange ein elastisches Rückstellmittel eingegliedert ist. Dieses Rückstellmittel kann durch eine
Schraubendruckfeder gebildet sein, die zwischen einem Ringkragen der Kolbenstange und dem Boden einer im
Gehäuse angeordneten Ausnehmung eingegliedert ist. Hat sich beispielsweise eine Ramme im Bohrloch
festgesetzt, so kann nunmehr die Kolbenstange entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder durch das
Tragseil nach oben gezogen werden. Hierdurch verändert sich die Lage des freien Endes der
Kolbenstange mit der Folge, daß der Steuerzapfen durch die Kolbenstange am Ende des Rücklaufhubes
nicht mehr umgesteuert werden kann. Der Luftdruck hält vielmehr den Steuerzapfen in seiner Lage, so daß
der Kolben aufwärts an das Gehäuse stößt und damit ein Lösen des sich festgefressenen Rammobjektes
bewirkt Auf diese relativ einfache Weise können ein Seilriß und ein Verlust des Rammbohrhammers
vermieden werden.
Ist zu Beginn des Einrammens die Reibkraft des
Rammobjektes im Erdboden noch nicht vorhanden, so ist es zweckmäßig, die ersten Schläge mit geringerer
Stärke auszuführen, um dann mit zunehmender Reibung des Rammobjektes im Erdboden die Schläge entsprechend
verstärken zu können. Diese Möglichkeit wird gemäß der Erfindung dadurch verwirklicht, daß die als
Auspuffleitung wirksame Kolbenstange mit einer regelbaren Drossel versehen ist Die Drossel kann z. B.
durch eine Schraube gebildet sein, welche die Auspufföffnung zu Anfang teilweise geschlossen hält Auf diese
Weise werden die ersten Rammschläge gedrosselt und damit die Rücklaufgeschwindigkeit verlangsamt, bis
eine ausreichende Reibung des Rammobjektes im Erdboden vorhanden ist und dem Rückdruck eine
ausreichende Kraft entgegenwirkt.
Interne Versuche haben gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Vollfüllsteuerung bei nur 5 bar
schon 83,3 Nm mit 1 Liter Luft erzeugt werden. Ferner haben diese Versuche gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen
Bemessung der Wirkflächen des Schlag- und des Rücklaufraumes sehr große Rammleistungen bei kleinen
Abmessungen erzielt werden. So können z. B. bei 6 bar 9,5 Schlag pro Sekunde mit einer Schlagenergie
von 300 NM bei 10 Kilopond Gewicht des Rammbären erzielt werden, wobei nur 0,1 m Hub und Wirkflächen
von 50 und 35 cm2 erforderlich sind.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Ramme im vertikalen Längsschnitt, wobei links der Mittelsenkrechten eine Betriebsposition am
Ende des Schlaghubes und rechts der Mittelsenkrechten am Ende des Rücklaufhubes veranschaulicht ist;
F i g. 2 eine weitere Ausführungsform einer Ramme im vertikalen Längsschnitt, wobei ebenfalls links der
Mittelsenkrechten eine Betriebsposition am Ende des Schlaghubes und rechts der Mittelsenkrechten am Ende
des Rücklaufhubes dargestellt ist;
F i g. 3 eine dritte Ausführungsform einer Ramme im vertikalen Längsschnitt mit einer Betriebsposition am
Ende des Schlaghubes;
F i g. 4 die Ramme gemäß F i g. 3 im vertikalen Längsschnitt mit einer Betriebsposition am Ende des
Rücklaufhubes und
F i g. 5 die Ramme gemäß den F i g. 3 und 4 im vertikalen Längsschnitt in einer Betriebsposition am
Ende eines Zughubes.
Die Fig. 1 veranschaulicht ein mit Hilfe einer Sondierramme 1 in den Erdboden 2 eingeführtes
Rammobjekt 3, beispielsweise einen Sondierstab, zur Ermittlung des Eindringwiderstandes.
Am freien Ende des Sondierstabes ist in axialer Verlängerung eine mehrfach abgestufte hohle Kolbenstange
4 aufgesetzt. Zu diesem Zweck besitzt die Kolbenstange 4 eine Ausnehmung 5, in die das Ende des
Sondierstabes weitgehend formschlüssig eingreift. Die Kupplung der Kolbenstange 4 mit dem Sondierstab
erfolgt durch einen Querbolzen 6.
Dieser Kupplungsbereich der Kolbenstange 4 wird zum freien Ende hin von einer konisch eingezogenen
Kreisringfläche begrenzt, welche in einer nachstehend noch näher beschriebenen Weise den Amboß 7 für den
nachstehend ebenfalls noch näher beschriebenen Rammbär bildet An den Amboß 7 schließt sich ein im
Durchmesser verjüngter Längenabschnitt 8 der Kolbenstange 4 an, dessen Länge etwa der halben Länge der
gesamten Kolbenstange 4 entspricht
Im mittleren Längenbereich der Kolbenstange 4 ist eine im Querschnitt etwa trapezförmige Ringnut 9
eingearbeitet an die sich zum freien Ende der Kolbenstange 4 hin ein im Durchmesser nochmals
verjüngter Ringkragen 10 anschließt Im Anschluß an den Ringkragen 10 ist der dort befindliche Längenabschnitt
11 der Kolbenstange 4 nochmals im Durchmesser abgesetzt Dieser Durchmesser bleibt jedoch bis zum
Ende der Kolbenstange 4 gleich, wo dann ein radial vorspringender Ringkragen 12 die Kolbenstange 4
begrenzt
Die Kolbenstange 4 wird auf der gesamten Länge von einer im Durchmesser gleichbleibenden Bohrung 13
durchsetzt Im Bereich des Ringkragens 12 ist die
Bohrung 13 offen, im Bereich der unteren Ausnehmung 5 jedoch geschlossen. Oberhalb des mittleren Ringkragens
10 sind in der Wand der Kolbenstange 4 mehrere Querbohrungen 14 angeordnet.
Auf der Kolbenstange 4 ist ein zylindrisches Gehäuse s 15 axialverschiebbar geführt. Zu diesem Zweck weisen
die beiden Stirnseiten 16 bzw. 17 des Gehäuses 15 entsprechend den Außendurchmessern cfe bzw. d\ der
beiden Kolbenstangenlängenabschnitte 8 bzw. 11 gestaltete öffnungen 18 bzw. 19 auf. Diese öffnungen
18, 19 sind gegenüber der Kolbenstange 4 abgedichtet. Ferner ist zu erkennen, daß sich die von dem unteren
Längenabschnitt 8 durchsetzte öffnung 18 in Richtung zum Rammobjekt 3 konisch erweitert, wobei diese
konische Erweiterung 20 der Konizität des Ambosses 7 angepaßt ist.
Die Stirnseite 16 des Gehäuses 15 ist erheblich verdickt und weist eine zum Gehäuseinnern gerichtete
Ausnehmung 21 auf. In die Ausnehmung 21 mündet eine Querbohrung 22, die entsprechend dem Pfeil Z der
Zufuhr von Druckluft in das Gehäuse 15 dient. Die gegenüberliegende Stirnseite 17 ist ebenfalls gegenüber
der Wanddicke dicker ausgebildet. Sie ist jedoch nur etwa halb so dick wie die mit dem Amboß 7
zusammenwirkende Stirnseite 16. Auch in dieser Stirnseite 17 ist eine nach innen gerichtete Ausnehmung
23 vorgesehen.
Im mittleren Längenbereich der Kolbenstange 4 ist ein Kolben 24 begrenzt hin- und herbeweglich geführt.
Der Kolben 24 ist sowohl gegenüber dem Gehäuse 15 als auch gegenüber der Kolbenstange 4 abgedichtet.
Der Kolben 24 trennt somit das Innere des Gehäuses 15 in einen mit der Druckluftzufuhr Z verbundenen
Schlagraum 25 und in einen Rücklaufraum 26. Er besitzt mehrere auf einem Kreis liegende Bohrungen 27, die
den Kolben 24 jedoch nicht auf ganzer Länge durchsetzen. Die Bohrungen 27 münden einerseits in
den Rücklaufraum 26 und andererseits in eine Eindrehung 28, die radial nach innen zur Kolbenstange 4
hin geöffnet ist. Zum Rammobjekt 3 hin wird die Eindrehung 29 durch einen Ringkragen 29 begrenzt,
dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser di
des Ringkragens 10 der Kolbenstange 4 entspricht. Zum freien Ende der Kolbenstange 4 hin wird die Eindrehung
28 ebenfalls durch einen Ringkragen 30 begrenzt, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser d\ des
oberen Längenabschnittes 11 der Kolbenstange 4 entspricht Der Ringkragen 30 ist ober- und unterseitig
zum Außenumfang des Kolbens 24 hin abgesetzt.
Der Verschiebeweg des Kolbens 24 wird einerseits durch den dem freien Ende der Kolbenstange 4
zugewendeten Anschlag 31 des Ringkragens 10 im Zusammenwirken mit der zum Rammobjekt 3 weisenden
Kreisringfläche 32 des Ringkragens 30 des Kolbens
24 und andererseits durch einen an der Kolbenstange 4 festgelegten Anschlag 33 im Zusammenwirken mit der
zum freien Ende der Kolbenstange 4 hin weisenden Kreisringfläche 34 des Ringkragens 30 bestimmt
Ferner ist aus der F i g. 1 zu erkennen, daß zwischen dem Ringkragen 12 am freien Ende der Kolbenstange 4
und der diesem Ringkragen zugewendeten Gehäusestirnseite 35 eine die Kolbenstange 4 umschließendes als
Schraubendruckfeder ausgebildetes Rückstellmittel 36 angeordnet ist
Die Fig. 1 zeigt links von der Mittelsenkrechten 37 die Schlagstellung der Sondierramme 1. In dieser
Schlagstellung liegt das Gehäuse 15 auf den dem unteren Längenabschnitt 8 der Kolbenstange 4 benachbarten
konischen Amboß 7 und der Kolben 24 liegt mit der Kreisringfläche 32 am mittleren Ringkragen 10 der
Kolbenstange 4 an.
Die gemäß dem Pfeil Z dem Schlagraum 25 ununterbrochen zugeführte Druckluft gelangt in dieser
Schlagstellung zwischen dem Ringkragen 29 des Kolbens 24 und dem Boden der trapezförmigen Ringnut
9 der Kolbenstange 4 hindurch über die nach innen hin offene Eindrehung 28 und die Bohrungen 27 im Kolben
24 in den Rücklaufraum 26. Die einströmende Druckluft
wirkt also auf beide Kolbenseiten, wobei das Gehäuse 15 sowohl unter der Kolbenkraft steht, die sich aus dem
Wert D (Gehäuseinnendurchmesser) zu d\ (Außendurchmesser des oberen Kolbenlängenabschnittes 11)
ergibt, das ist also die Rücklauffläche, als auch unter der Kolbenkraft, die sich aus D zu cfc (Außendurchmesser
des unteren Kolbenstangenlängenabschnittes 8), das ist also die Schlagfläche, ergibt Für das Ansteigen des
Gehäuses mit G Newton Gewicht ist demnach eine Ringfläche Δ F entsprechend di zu d\ maßgebend. Ein
Ansteigen des Gehäuses erfolgt also, wenn der Steigdruck P=G: <4Fist
Beim Ansteigen des Gehäuses 15 wird der Kolben 24 in seiner gezeichneten Lage durch die Wirkung der
Ringfläche ds (Außendurchmesser des Ringkragens 10) zu d\ gehalten. Erst wenn die Innenfläche 38 der unteren
Gehäusestirnseite 16 am Kolben 24 anliegt, wird diese vom Gehäuse 15 in Richtung zum freien Ende der
Kolbenstange 4 hin mitgenommen. Dabei werden die bis dahin vom Ringkragen 30 des Kolbens 24
verschlossenen Querbohrungen 14 in der Kolbenstange 4 mit der Eindrehung 28 im Kolben 24 verbunden und
durch die dichtende Anlage des Ringkragens 30 des Kolbens 24 am Ringkragen 10 der Kolbenstange 4 die
Verbindung zwischen dem Schlagraum 25 und dem Rücklaufraum 26 unterbrochen. Folglich schnellt der
Kolben sofort nach oben, bis er an dem Anschlag 33 gelangt
Diese Betriebslage ist nunmehr rechts von der Mittelsenkrechten 37 veranschaulicht Hierbei besteht
eine direkte Verbindung zwischen dem Rücklaufraum 26 über die Bohrungen 27 und die Eindrehung 28 im
Kolben 24 mit den Querbohrungen 14 in der Kolbenstange 4 und damit mit der als Auspuffleitung
wirkenden Längsbohrung 13 der Kolbenstange 4. Die im Rücklaufraum 26 anstehende Druckluft kann
nunmehr in Richtung des Pfeiles A auspuffen, so daß die Wirkfläche des Rücklaufraumes 26 drucklos wird.
Dagegen ist die Wirkfläche des Schlagraumes 25 nunmehr voll beaufschlagt, so daß der Schlaghub
erfolgt, wobei die konische Erweiterung 20 in der unteren Gehäusestirnseite 16 an den Amboß 7 der
Kolbenstange 4 anschlägt Kurz vor dem Kontakt wird auch der Kolben 24 durch die innenfläche 39 der oberen
Stirnseite 17 des Gehäuses 15 mitgenommen und in die Position bewegt, die links von der Mittelsenkrechten 37
dargestellt ist Das Arbeitsspiel wiederholt sich.
Die Ausführungsform gemäß Fig.2 entspricht
weitgehend derjenigen der Fig. 1. Unterschiedlich ist
lediglich die Ausbildung des Kolbens 40 und des mit dem Kolben 40 zusammenwirkenden Längenabschnittes der
Kolbenstange 41.
Die Fig.2 veranschaulicht, daß der Kolben 40
nunmehr fest auf der Kolbenstange 41 zwischen einem Absatz 42 der Kolbenstange 41 und einem Sprengring
43 angeordnet ist Der Kolben 40 ist also gegenüber der
Kolbenstange 41 nicht mehr längsverschieblich geführt
Er besitzt auf einem Kreis angeordnete Durchtrittsboh-
ningen 44, von denen mehrere, z. B. drei, von
Abstandselement 45 gleitend, jedoch dichtend durchsetzt sind, deren Länpe größer ist als die Dicke des
Kolbens 40. Diese als Bolzen ausgebildeten Abstaadselemente 45 sind zwischen zwei beiderseits des Kolbens s
40 angeordneten Steuerscheiben 46 bzw. 47 eingegliedert Die Steuerscheibe 46 berindet sich dabei im
Schlagraum 25 und die Steuerscheibe 47 im Rücklaufraum 26. Es ist zu erkennen, daß die obere Steuerscheibe
47 zwischen einem Anschlag 48 der Kolbenstange 41 und einem Anschlag 49 auf der Kolbenstange 41 und die
untere Steuerscheibe 46 zwischen einer Ausnehmung 50 im Kolben 40 und einem Anschlag 51 an der
Kolbenstange 41 hin- und herbewegbar sind.
Ferner ist zu erkennen, daß der unteren Steuerscheibe 46 ein ringförmiger Ansatz 52 zugeordnet ist, der in
eine Ausnehmung 53 innenseitig der unteren Gehäusestirnseite 16 eintauchen kann.
In der links von der Mittelsenkrechten 37 veranschaulichten Schlagstellung gelangt die Druckluft gemäß dem
Pfeil Z über die Querbohrung 22 und die Ausnehmung 53 in den Schlagraum 25, von wo sie über die
Axialbohrung 44 im Kolben 40 auch in den Rücklaufraum 26 gelangt Durch die differenziert bemessenen
Wirkflächen des Schlagraumes 25 und des Rücklaufraumes 26 ist die wirksame Kraft im Rücklaufraum 26
größer als die wirksame Kraft im Schlagraum 25, so daß das Gehäuse 15 an der Kolbenstange 41 entlang nach
oben gleitet Gelangt dabei die Innenfläche 38 der unteren Gehäusestirnseite 16 mit der unteren Steuerscheibe 46 in Kontakt, so nimmt sie diese so lange mit,
bis die Steuerscheibe 46 gemäß der Darstellung auf der rechten Seite der Mittelsenkrechten 37 voll in der
unteren Ausnehmung 50 des Kolbens 40 einliegt und dabei die Axialbohrungen 44 im Kolben 40 sperrt, so
daß auch die Verbindung zwischen dem Schlagraum 25 und dem Rücklaufraum 26 unterbrochen ist.
Durch die Eingliederung der Abstandselemente 45 zwischen den beiden Steuerscheiben 46 und 47 hat sich
bei der Mitnahme der unteren Steuerscheibe 46 auch die obere Steuerscheibe 47 in Richtung zum Anschlag 49
bewegt, so daß die Querbohrungen 14 in er Kolbenstange 41 mit dem Rücklaufraum 26 verbunden werden und
die im Rücklaufraum 26 befindliche Druckluft sich über diese Querbohrungen 14 und die Längsbohrung 13 in
der Kolbenstange 41 im Sinne des Pfeiles A in die Atmosphäre entspannen kann. Dies hat im Zusammenwirken mit dem Versperren der Axialbohrungen 44 im
Kolben 40 zur Folge, daß nunmehr die Wirkfläche im Schlagraum 25 wieder voll beaufschlagt ist und das
Gehäuse 15 nach unten getrieben wird, bis die konische Erweiterung 20 stirnseitig des Gehäuses 15 auf den
Amboß 7 der Kolbenstange 41 aufschlägt. Kurz vor diesem Aufschlag hat die Innenfläche 39 der oberen
Gehäusestirnseite 17 die obere Steuerscheibe 47 nach unten mitgenommen, wobei die Querbohrungen 14
verschlossen und durch die Eingliederung das Abstandselement 45 und Mitnahme der unteren Steuerscheibe 46
die Durchtrittsbohrungen 44 im Kolben 40 wieder geöffnet werden. Das geschilderte Bewegungsspiel
vollzieht sich dann von neuem.
In der F i g. 2 ist sowohl der obere Ringkragen der
Kolbenstange als auch die Schraubendruckfeder der AusfUhrungsform der F i g. 1 weggelassen. Selbstverständlich ist es auch bei der Ausführungsform der F i g. 2
möglich, diesen Ringkragen und die Schraubendruckfeder vorzusehen.
kürzer als Hi den F i g. 1 und 2 dargestellt auszubilden.
Bei einer solchen Ausführungsform würden die Kolbenstangen 4,41 dann nur noch bis zu dem oberen
Anschlag 33 des Kolbens 24 gemäß F i g. 1 bzw. bis zum oberen Anschlag 49 der oberen Steuerscheibe 47 der
Ausführungsform der F i g. 2 reichen. Die Kolbenstange 4, 41 ist dann oberseitig geschlossen und auch das
Gehäuse 15, das nunmehr nicht mehr von der Kolbenstange in der Stirnseite 17 durchsetzt ist Wird
demnach eine solche kurze Kolbenstange 4, 41 verwendet, so erfolgt die Abführung der verbrauchten
Luft übe»· eine Querbohrung 54 im unteren, den Amboß 7 bildenden Teil der Kolbenstange 4 bzw. 41. Diese
Querbohrung 54 kann außerdem mit einer Schraube 55 versehen sein, mit der es möglich ist, den Querschnitt
der Querbohrung 54 zu verändern. Selbstverständlich ist es denkbar, eine solche eine Drosselwirkung hervorrufende Schraube 55 oder ein ähnlich wirksames Element
auch im Bereich der oberen Auspufföffnungen der Kolbenstangen 4 bzw. 41 gemäß den F i g. 1 bzw. 2
vorzusehen.
Im Rahmen der F i g. 3 bis 5 ist eine Ausführungsform einer Ramme 56 veranschaulicht, die z. B. zum
Bohrlochramme., in ein Bohrloch abgesenkt bzw. bei horizontalen oder geneigten Bohrungen verwendet
werden kann.
56 weist ein Gehäuse 57 auf, das in der unteren Stirnseite 58 eine Bohrung 59 besitzt, welche von einem
als Amboß wirksamen Bolzen 60 durchsetzt wird, an dessen freiem Ende eine Bohrschappe als Rammobjekt
61 mittels eines Querbolzens 62 befestigt ist Die Bohrschappe ist nur in der Fig.3 dargestellt In den
F i g. 4 und 5 ist sie zwecks Erhaltung der Zeichnungsübersichtlichkeit fortgelassen worden.
In der oberen Stirnseite 63 des Gehäuses 57 ist eine Bohrung 64 eingebracht über die gemäß dem Pfeil Z
stetig ungesteuert Druckluft dem Gehäuse 57 zugeführt wird. Ferner ist in dieser Stirnseite 63 des Gehäuses 57
eine zentrale Bohrung 65 vorgesehen, in die eine hohle Kolbenstange 66 eingesetzt ist welche an einem Zugseil
67 hängt und gegenüber dem Gehäuse 57 durch ein als Schraubendruckfeder ausgebildetes Rückstellmittel 68
relativ beweglich ist. Die Schraubendruckfeder ist zwischen einem Ringkragen 69 der Kolbenstange 66
und dem Boden einer gegenüber der Bohrung 65 im Durchmesser erweiterten Ausnehmung 70 eingegliedert Die Länge der Kolbenstange 66 entrpricht etwa
der halben Länge des Gehäuses 57.
Im Gehäuse 57 ist ein Kolben 71 längsbeweglich, aber dichtend geführt der mit seinem unteren Endabschnitt
72 mit dem Amboß 60 zusammenwirkt und das Gehäuse
57 in einen Schlagraum 73 und in einen Rücklaufraum 74
unterteilt. Der Kolben 71 ist über den wesentlichen Teil seiner Länge im Durchmesser verjüngt ausgebildet und
gleitet lediglich mit seinem unteren Endabschnitt 72 ar der Innenfläche des Gehäuses 57. Der Kolben 71 besitzt
eine mehrfach abgestufte, axiale Längsbohrung 75, ir die die Kolbenstange 66 dichtend eintauchen kann. Irr
unteren Längenabschnitt ist der Längsbohrung 75 eir axialbeweglicher Steuerzapfen 76 angeordnet, dei
zwischen zwei Anschläge 77, 78 einem konischer Ringkragen und einer Schulter des Kolbens 71 hin- unc
herbewegbar ist Der Steuerzapfen besitzt oberseitig eine kegelstumpfförmige Anschlagnase 79, die von einei
als Schraubendruckfeder ausgebildeten Rückstellvorrichtung 80 umgriffen wird, welche sich an einei
weiteren Schulter 81 des Kolbens 71 abstützt. Irr
gegenüberliegenden Endabschnitt geht der Steuerzapfen 76 in einen im Durchmesser verjüngten zylindrischen Ansatz 82 üben
Im unteren Endabsduiitt 72 des Kolbens 71 ist
außerdem eine Querbohrung 83 vorgesehen, die den Ringspalt zwischen dem im Durchmesser verjüngten
Teil des Kolben;, 71 und der Gehäusewand mit der zentralen Bohrung 75 verbindet Ferner ist eine
Winkelbohrung 84 angeordnet, die den Rücklaufraum
74 mit der zentralen Längsbohrung 75 verbindet In der Schlagstellung gemäß Fig.3 gelangt die
gemäß dem Pfeil Z über die Bohrung 64 in den Schlagraum 73 eingeführte Druckluft über die Querbohrung 83 im Kolben 71 und die zentrale Längsbohrung 75
in den Rücklaufraum 74. Der Steuerzapfen 76 ist hierbei durch den Amboß 60 entgegen der Wirkung der
Schraubendruckfeder gegen den Anschlag 78 angedrückt Infolge der unterschiedlichen Flächenabmessung der Wirkflachen des SchJagraumes 73 und des
Rücklaufraumes 74 überwiegt die Kraft im Rücklaufraum 74 und verlagert folglich den Kolben 71 in
Richtung zum oberen Totpunkt
Kun: vor dem oberen Totpunkt stößt die Anschlagnase 79 des Steuerzapfens 76 an die Stirnseite 85 der
Kolbenstange 66, so daß der Steuerzapfen 76 in Richtung auf das Rammobjekt 61 verlagert wird.
Hierbei verschließt der Steuerzapfen 76 nunmehr die Querbohrung 83 zwischen der zentralen Längsbohrung
75 und dem Schlagraum 73, so daß auch die Verbindung zwischen dem Schlagraum 73 und dem Rücklaufraum 74
unterbrochen wird. Gleichzeitig wird über die Winkelbohrung 84 der Rücklaufraum 74 mit der hohlen
Kolbenstange 66 verbunden. Die im Rücklaufraum 74 anstehende Druckluft kann nunmehr über die hohle
Kolbenstange 66 entsprechend dem Pfeil A abströmen. Gleichzeitig wird auch die Rückstellvorrichtung 80
wirksam, welche den Steuerzapfen 76 in die Position schnellt, die in F i g. 4 dargestellt ist
Jetzt wird nur noch die Wirkfläche des Schlagraumes
73 mit Druckluft über die Bohrung 64 gemäß dem Pfeil Z beaufschlagt, so daß der Kolben 71 abwärts beschleunigt wird, bis er mit seiner unteren Stirnfläche 86 mit
dem Amboß 60 in Kontakt gelangt Kurz vor dem Auftreffen auf den Amboß 60 gelangt auch der
zylindrische Ansatz 82 des Steuerzapfens 76 mit dem
Amboß 60 in Kontakt Der Steuerzapfen 76 wird
dadurch entgegen der Wirkung der Rückstellvorrichtung 80 wieder in die Position zurückgeschoben, die in
der Fig.3 dargestellt ist In dieser Lage wird der
Schlagraum 73 wieder mit dem Rücklaufraum 74 verbunden und der Rücklaufraum 74 von der hohlen
Kolbenstange 66 getrennt, so daß der Rückhub vollzogen wird. Dabei steht die Bemessung der
Wirkfläche im Rücklaufraum 74, d.i. das Quadrat des Innendurchmessers des Gehäuses 57, multipliziert mit
dem vierten Teil von IL in einer Relation zu der Wirkfläche des Schlagraumes 73, die dem Quadrat des
Innendurchmessers des Gehäuses 57, vermindert um das Quadrat des Außendurchmessers der Kolbenstange 66,
multipliziert mit dem vierten Teil von II, entspricht Der Kolben 71 kann also bei einem Druck ansteigen, der
einem Wert entspricht, der durch das Gewicht G des
Kolbens 71 dividiert durch das Quadrat des Außendurchmessers der Kolbenstange 66, multipliziert mit
dem vierten Teil von IL gegeben ist
Wird gemäß Fig.5 die Kolbenstange 66 entgegen
der Kraft des Rückstellmittels 68 mit Hilfe des Tragseils
67 nach oben gezogen, so ist erkennbar, daß der Steuerzapfen 76 mit seiner oberseitigen Anschlagnase
79 nicht mehr mit der Kolbenstange 66 in Kontakt gelangen kann. Dies hat zur Folge, daß eine
Umsteuerung des Steuerzapfens 76 im dargestellten oberen Totpunkt des Kolbens 71 unterbleibt weil der
Steuerzapfen 76 vom Luftdruck in seiner oberen Lage, bei der er am Anschlag 78 des Kolbens 71 anliegt
gehalten wird. Der Kolben 71 stößt dann mit voller Wucht gegen die Innenfläche 87 der oberen Gehäusestirnseite 63 und bewirkt auf diese Weise, daß eine
gegebenenfalls festgerammtes Rammobjekt 61 wieder gelöst werden kann.
Es ist selbstverständlich möglich, auch der Kolbenstange 66 gemäß der Ausführungsform der F i g. 3 bis 5
eine Drosselung zuzuordnen, wie sie bei den Ausführungsformen der F i g. 1 und 2 gegebenenfalls vorgesehen werden kann. Ferner ist es denkbar, die
Ausführungsform der F i g. 3 bis 5 in der Anwendung auf einen Rammbohrhammer durch Konstruktionsmerkmale zu ändern, die die Ausführungsformen der F i g. 1 und
2 aufweisen.
Claims (16)
1. Ramme zum Ermitteln von Bodeneigenschaften und Bodenprobenentnahme, die einen innerhalb
eines Gehäuses verschiebbar geführten, auf einer mit dem Rammobjekt mindestens mittelbar verbundenen hohlen Kolbenstange angeordneten, das Gehäuse in einen Schlag- und in einen Rücklaufraum
unterteilenden Kolben aufweist, dessen für den Schlaghub wirksame Seite ständig ungesteuert der
Druckluftzufuhr ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftzufuhr über
das Gehäuse (15, 57) in den mit einer kleineren Wirkfläche versehenen Schlagraum (25, 73) und die
Druckluftabfuhr aus dem eine größere Wirkfläche aufweisenden Rücklaufraum (26, 74) über die hohle
Kolbenstange (4,41,66) erfolgt, wobei das Gehäuse
(15) oder der Kolben (71) den auf das Rammobjekt (J, 61) einwirkenden Rammbär bildet, und daß der
Schlagraum (25, 73) durch im Kolben (24, 40, 71) vorgesehene kanalartige Ausnehmungen (27, 28
bzw. 44 bzw. 83) während des gesamten Rückhubes mit dem Rücklaufraum (26,74) luftleitend verbunden
und am Ende des Rückhubes unter Anschluß des Rücklaufraumes (26, 74) an die hohle Kolbenstange
(4, 41,66) von dem Rücklaufraum (26, 74) trennbar ist
2. Ramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Quadrat des Innendurchmessers (D) des
Gehäuses (15), vermindert um das Quadrat des Außendurchmessers (d\) der Kolbenstange (4,41) in
dem den Rücklaufraum (26) begrenzenden Längenabschnitt (11) in Relation zu dem Quadrat des
Außendurchmessers fcfc) der Kolbenstange (4,41) in
dem den Schlagraum (25) begrenzenden Längenabschnitt (8), vermindert um das Quadrat des
Außendurchmessers (d\) der Kolbenstange (4,41) in dem den Rücklaufraum (26) begrenzenden Längenabschnitt (11) etwa wie 1 :2 bemessen ist.
3. Ramme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch w
gekennzeichnet, daß die hohle Kolbenstange (4) unmittelbar mit dem Rammobjekt (3) verbunden und
das als Rammbär wirksame Gehäuse (15) auf der Kolbenstange (4) geführt ist, wobei der Kolben (24)
durch das Gehäuse (15) zwischen zwei Anschlägen (31,33) auf der Kolbenstange (4) gleitend begrenzt
hin- und herbewegbar ist und über die in ihm vorgesehenen Ausnehmungen (27,28) bei Anlage an
dem einen Anschlag (31) unter Verschluß der den Rücklaufraum (26) mit der Kolbenstange (4)
verbindenden Querbohrungen (14) den Schlagraum (25) mit dem Rucklaufraum (26) und bei Anlage an
dem anderen Anschlag (33) den Rücklaufraum (26) mit der Kolbenstange (4) verbindet
4. Ramme nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierung
der Wirkflächen des Schlag- und Rücklaufraumes (25 bzw. 26) durch eine Abstufung des Außendurchmessers (d\ zu dji der Kolbenstange (4) im
Bewegungsbereich des entsprechend der Abstufung ausgenommenen Kolbens (24) gebildet ist
5. Ramme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Kolbenstange (41)
unmittelbar mit dem Rammobjekt (3) verbunden und das als Rammbär wirksame Gehäuse (15) auf der
Kolbenstange (41) geführt ist, wobei der Kolben (40) an der Kolbenstange (41) festgelegt und beiderseits
von je einer durch das Gehäuse (15) zwischen zwei
an der Kolbenstange (41) vorgesehenen Anschlägen
(50,51 bzw. 48,49) mitnehmbaren Steuerscheibe (46 bzw. 47) begrenzt ist, die durch den Kolben (40)
parallel zur Kolbenstange (41) durchsetzende Abstandselemente (45) voneinander distanziert sind.
6. Ramme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierung der Wirkflächen des
Schlag- und Rücklaufraumes (25 bzw. 26) durch eine Abstufung des Außendurchmessers (d\ zu <£) der
Kolbenstange (41) im Bewegungsbereich der Steuerscheiben (46,47) bewirkt ist
7. Ramme nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Schlaghubes die
dem Rammobjekt (3) abgewandte Steuerscheibe (47) die das Innere (13) der Kolbenstange (41) mit
dem Rücklaufraum (26) verbindenden Querbohrungen (14) und am Ende des Rücklaufhubes die dem
Rammobjekt (3) zugewandte Steuerscheibe (46) bei formschlüssigem Eingriff in den Kolben (40) die
axialen Durchtrittsbohrungen (44) im Kolben (40) verschließen.
8. Ramme nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem
Rammobjekt (3) und dem Kolben (40) liegende Steuerscheibe (46) auf der dem Rammobjekt (3)
zugewandten Seite mit einem am Ende des Rücklaufhubes in eine Ausnehmung (53) des
Gehäuses (15) eintauchenden ringförmigen Ansatz (52) versehen ist
9. Ramme nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem freien
Ende der Kolbenstange (4, 41) und der Gehäusestirnseite (35) ein elastisches Rückstellmittel (36)
eingegliedert ist
10. Ramme nach einem der Ansprüche 3, dadurch gekennzeichnet daß die Kolbenstange (66) am
freien Ende verschlossen ist und das Gehäuse (57) in dem dem Rammobjekt abgewandten Endabschnitt
nicht durchsetzt, wobei die Auspufföffnung (54) in dem dem Rammobjekt (3) benachbarten Endabschnitt vorgesehen ist.
11. Ramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb des Gehäuses (57) und an
der relativ zum Gehäuse (57) bewegbaren Kolbenstange (66) geführte Kolben (71) den Rammbär
bildet, wobei die den Rücklaufraum (74) einerseits mit dem Schlagraum (73) und andererseits mit der
Kolbenstange (66) verbindenden Ausnehmungen (83 bzw. 84) im Kolben (71) durch einen zwischen zwei
Anschlägen (77, 78) axialbeweglichen und unter den Einfluß einer elastischen Rückstellvorrichtung (80)
gestellten Steuerzapfen (76) versperrbar sind.
12. Ramme nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche des Rücklaufraumes (74) um einen solchen Betrag größer als die
Wirkfläche des Schlagraumes (73) bemessen ist, der etwa dem Quadrat des Außendurchmessers der
Kolbenstange (66), multipliziert mit dem vierten Teil von π entspricht
13. Ramme nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet daß am Ende des Schlaghubes der Steuerzapfen (76) durch das Rammobjekt (60) gegen
die Wirkung der elastischen Rückstellvorrichtung (80) verlagerbar ist und die Ausnehmung (84)
zwischen dem Rücklaufraum (74) und der Kolbenstange (66) sperrt
14. Ramme nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet daß am Ende des Rücklauf-
hubes der Steuerzapfen (76) durch das freie Ende (85) der Kolbenstange (66) im Zusammenwirken mit
der elastischen Rückstellvorrichtung (80) in Richtung auf das Rammobjekt (60) axial verlagerbar ist
und die Ausnehmung (83) zwischen dem Schlag- und dem Rücklaufraum (73 bzw. 74) sperrt
15. Ramme nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (66) an einem Tragseil (67) hängt und zwischen dem
Gehäuse (57) und der Kolbenstange (66) ein elastisches Rückstellmittel (68) eingegliedert ist
16. Ramme nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die als Auspuffleitung wirksame Kolbenstange (4, 41, 66) mit einer
regelbaren Drossel (z. B. 55) versehen ist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772714921 DE2714921C3 (de) | 1977-04-02 | 1977-04-02 | Ramme zum Ermitteln von Bodeneigenschaften und zur Bodenprobenentnahme |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772714921 DE2714921C3 (de) | 1977-04-02 | 1977-04-02 | Ramme zum Ermitteln von Bodeneigenschaften und zur Bodenprobenentnahme |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2714921A1 DE2714921A1 (de) | 1978-10-12 |
DE2714921B2 true DE2714921B2 (de) | 1979-04-12 |
DE2714921C3 DE2714921C3 (de) | 1979-11-22 |
Family
ID=6005557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772714921 Expired DE2714921C3 (de) | 1977-04-02 | 1977-04-02 | Ramme zum Ermitteln von Bodeneigenschaften und zur Bodenprobenentnahme |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2714921C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19959909C1 (de) * | 1999-12-11 | 2001-04-05 | Igor Reznikov | Verfahren und Entnahmegerät zur Gewinnung einer Bodenprobe, insbesondere im Rahmen der Altlastenerkundung |
-
1977
- 1977-04-02 DE DE19772714921 patent/DE2714921C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19959909C1 (de) * | 1999-12-11 | 2001-04-05 | Igor Reznikov | Verfahren und Entnahmegerät zur Gewinnung einer Bodenprobe, insbesondere im Rahmen der Altlastenerkundung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2714921C3 (de) | 1979-11-22 |
DE2714921A1 (de) | 1978-10-12 |
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