DE2714921B2 - Ramme zum Ermitteln von Bodeneigenschaften und zur Bodenprobenentnahme - Google Patents

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

Die zur Druckluftabfuhr vorgesehene hohle Kolben

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.

Von besonderer Bedeutung ist im Rahmen der

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

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.

Ferner ist es möglich, die Kolbenstangen 4 bzw. 41

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.

Dieser als Rammbohrhammer als gebildete Ramme

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.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

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