DE2913284C2

DE2913284C2 -

Info

Publication number: DE2913284C2
Application number: DE19792913284
Authority: DE
Inventors: Hans 2000 Hamburg De Kuehn
Original assignee: Koehring 2000 Hamburg De GmbH
Current assignee: KUEHN, HANS, 2000 HAMBURG, DE
Priority date: 1979-04-03
Filing date: 1979-04-03
Publication date: 1987-06-25
Also published as: DE2913284A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückhub-Puffervorrichtung für den Schlagkörper (4) einer Ramme, mit einem Pufferraum (6) zur Auf nahme eines unter Überdruck stehenden Gaspolsters (10), einer zur Bewegungsbahn des Schlagkörpers (4) parallelen, zylinderartigen, Führungsöffnung des Pufferraums (6) und einem vom Schlagkörper (4) getrennten in der Führungsöffnung abgedichtet verschiebbaren Kolben (7), der in seiner Ruhestellung aus der Führungsöffnung in die Bewegungsbahn des Schlagkörpers (4) ragt und den Rückhub des Schlag körpers (4) elastisch abfängt.

Bei Rammgeräten wird der Schlagkörper mechanisch oder durch Dampf, Gas oder Druckflüssigkeit oder durch den Explosionsdruck eines Dieselantriebs gehoben und dann im freien Fall oder mit zusätz licher Beschleunigung gegen das Rammteil oder eine zwischenge schaltete Schlagübertragungsvorrichtung bewegt. Bei Freifall- Rammen wird die Schlagfolge durch die benötigte Rückhubzeit und die nicht zu beeinflussenden Umkehr- und Fallzeiten begrenzt. Bei Schrägrammungen wird die Leistung durch Reibung verringert und bei starker Schräglage jedes Rammen unmöglich, weil der in seine aufschlagferne Stellung bewegte Schlagkörper trotz seines Eigen gewichts die der Fallbewegung entgegenstehende Reibung nicht mehr überwindet. Auch bei Rammen mit zusätzlicher Abwärtsbeschleunigung des Schlagkörpers ist es schwierig, diesem in der sehr kurzen Zeit seiner Abwärts bewegung eine hinreichend große Zusatzbeschleunigung zu ertei len.

Aus der DE-PS 4 96 238 ist eine Rückhubpuffervorrichtung der eingangs genannten Art an einer Dieselramme mit je einer ober halb und unterhalb des Schlagkörpers liegenden Verbrennungs kammer bekannt, wobei ein in die obere Verbrennungskammer abwärts vorstehender, gegen ein Druckluftpolster zurückdräng barer Kolben beim Rückhub des Schlagkörpers dessen Anprall unter gleichzeitiger Versprühung und Zündung des in eine napfartige Ausnehmung an der Oberseite des Schlagkörpers eingespritzten Dieseltreibstoffs dämpft. Die explosionsartige Verbrennung des Dieseltreibstoffs beschleunigt den Schlagkörper abwärts und wirft gleichzeitig den Kolben gegen das Druckluft polster aufwärts zurück bis der Schlagkörper die vom Verbren nungsraum nach außen führenden Austrittsöffnungen freigibt, wonach das Druckluftpolster den Kolben in seine Ausgangsstellung zurückführt. Bei dieser Konstruktion können der Kolben und das Druckluftpolster den Schlagkörper nicht abwärts beschleunigen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Rückhub-Puffervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfache Weise eine Erhöhung der Schlagenergie und/oder der Schlagfolge sowie eine bessere Anpassung an die Arbeitsbedingungen auch bei Schrägrammungen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Rückhub-Puffervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs ausgestattet.

Durch die vermehrte Energiezufuhr bei der Bewegung des Schlag körpers in die aufschlagferne Stellung wird zusätzliche Energie für die Aufschlagbewegung des Schlagkörpers bereitgestellt, ohne das Gewicht des Schlagkörpers oder seiner Führung zu vergrößern. Dadurch kann je nach den Anforderungen die Schlagenergie jedes einzelnen Rammschlages vergrößert und/ oder die Schlagfolge beschleunigt werden.

Die Vorrichtung kann den jeweiligen Anforderungen und Arbeitsbedingungen zweckentsprechend angepaßt und auch nach träglich an bereits vorhandene Rammgeräte angebaut werden. Sie ermöglicht größere Rammleistungen und erweitert die Einsetzbarkeit.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ramme mit Dieselantrieb,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Ramme ge mäß Fig. 1 mit in der oberen Totlage befindlichem Schlagkörper,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine abgewan delte Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch ein dampfge triebenes Rammgerät,

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch das Rammgerät gemäß Fig. 4 mit in der oberen Totlage befindlichem Schlagkörper und

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch ein abgewan deltes Rammgerät mit Dieselantrieb in Schräglage.

Die in den Fig. 1 und 3 dargestellte Dieselramme besitzt ein Gehäuse 1 mit einem Einspritzkanal 2 und einer Einström- bzw. Auspufföffnung 3. Am unteren Ende des Gehäuses 1 ist eine Schlagplatte 5 und am oberen Ende des Gehäuses 1 ein als Zylinder ausgebildeter Puffer 6 angeordnet, dessen Hohlraum durch einen Trennkolben 8 in eine ein vorgespanntes Gas polster 10 aufnehmende Kammer und eine ein Flüssigkeitspolster 9 aufnehmende Kammer unterteilt ist. Im Gehäuse 1 ist der Schlagkörper 4 verschiebbar geführt. Der Puffer 6 besitzt einen aus dem Hohlraum parallel zur Bewegungsbahn des Schlagkörpers 4 abgedichtet herausragenden Kolben 7, dessen Auswärtsbewegung durch eine Ringschulter begrenzt ist. Die das Gaspolster 10 enthaltende Kammer weist einen nach außen führenden Kanal mit einem Absperrventil 11 auf, das bei der dargestellten Ausführungsform als Rückschlagventil ausge bildet ist. Der Gasdruck im Gaspolster kann durch Einführen oder Ablassen von Flüssigkeit aus der das Flüssigkeits polster 9 enthaltenden Kammer mittels eines von dort über ein Absperrventil 12 nach außen führenden Kanals verändert werden. Ferner ist ein bei Überschreitung eines vorbe stimmten Überdruckes im Flüssigkeitspolster 9 selbsttätig ab blasendes Sicherheitsventil 14 vorgesehen. Die Abwärtsbewe gung des Trennkolbens 8 ist durch eine Ringstufe 13 begrenzt. Die am Kolben 7 zur Begrenzung seiner Auswärtsbewegung vorge sehene Ringschulter liegt nicht an der Seitenwand der das Flüssigkeitspolster 9 enthaltenden Kammer an. Durch den auf den Trennkolben 8 wirkenden Gasdruck wird der Kolben 7 mit einer seiner wirksamen Querschnittsfläche entsprechenden Kraft in die dargestellte Endlage gedrängt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten oberen Totpunktstellung des Schlagkörpers 4 hat dieser den Kolben 7 gegen die Kraft des Gaspolsters 10 unter weiterer Komprimierung desselben in den Hohlraum des Puffers 6 eingeschoben. Die im Gehäuse 1 über dem Schlagkörper 4 befindliche Luft wird während der Aufwärtsbewegung des Schlagkörpers 4 durch die im Ge häuse angeordneten Öffnungen 21 verdrängt. Die im Gaspolster 10 gespeicherte Energie steht unmittelbar nach der Umkehr des Schlagkörpers 4 in seiner oberen Totpunktlage zusätzlich zur normalen Fallbeschleunigung zur Verfügung und bewegt den Schlagkörper 4 somit mit vergrößerter Geschwindigkeit abwärts. Auf diese Weise wird selbst dort, wo die Erdbe schleunigung des Schlagkörpers 4 ganz oder teilweise aus fällt, d. h. bei Rammungen in Schräglage oder waagerechter Lage, noch eine Schlagbewegung erzielt, wenn nur durch die Komprimierung des Gaspolsters 10 genügend Energie gespeichert wird. Zur Anpassung an die verschiedenen Betriebszustände kann der Gasdruck des Gaspolsters 10 und die Flüssigkeits menge im Flüssigkeitspolster 9 über die Absperrventile 11 bzw. 12 verändert werden. Die das Flüssigkeitspolster 9 enthaltende Kammer ist dabei zweckmäßig soweit mit Druck flüssigkeit gefüllt, daß der Trennkolben 8 auch in seiner untersten Stellung gemäß Fig. 1 nicht die Ringstufe 13 berührt. Auf diese Weise wird nicht nur ein Aufschlagen des Trennkolbens 8 auf die Ringstufe 13 bei jedem Ar beitsspiel vermieden, sondern auch ein hinreichender Spiel raum zur Anpassung des Flüssigkeitspolsters 9 gewonnen. Die An passung der Vorrichtung an die Arbeitsbedingungen kann auch in der in Fig. 2 dargestellten Weise durch Verbindung der das Flüssigkeitspolster 9 enthaltenden Kammer über eine Leitung 17 und ein Umsteuerventil 18 mit der Druckleitung 16 einer Hydraulikpumpe 15 bzw. einer zu deren Druckmittelbehälter 20 führenden Leitung 19 erfolgen. Dabei kann durch Betätigen des Umsteuerventils 18 auch während der Rammarbeit der Gasdruck des Gaspolsters 10 in der jeweils gewünschten Weise verändert werden. In entsprechender Weise kann die das Gaspolster 10 enthaltende Kammer über das Absperrventil 11 mit einer nicht dargestellten Druckgasquelle, beispielsweise einer Druck gasflasche verbunden sein.

Bei der in Fig. 3 dargestellten, abgewandelten Ausführungs form ist der Trennkolben 8 weggelassen, so daß das Gas polster 10 und das Flüssigkeitspolster 9 unmittelbar an einandergrenzen. In diesem Falle kann das Befüllen oder Ablassen über ein einziges Absperrventil 11 erfolgen.

Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte, dampfbetriebene Ramm gerät besitzt einen Führungsrahmen mit Führungsstangen 27 und einem Kopfstück 29. Der an den Führungsstangen 27 be grenzt verschiebbar geführte Schlagkörper 4 ist auf einem am Kopfstück 29 mittels einer Kolbenstange 23 feststehend angeordneten Kolben 22 verschiebbar geführt. Die Aufwärts bewegung des Schlagkörpers 24 wird durch am Kopfstück 29 angeordnete Anschläge 28 begrenzt. Der Schlagkörper 4 prallt beim Rammschlag jeweils auf eine Schlagplatte 25 auf, die auf dem Rammteil 26 aufsitzt und im unteren Ende des Führungsrahmens begrenzt verschiebbar geführt ist.

Im Kopfstück 29 sind mehrere als Zylinder ausgebildete Puffer angeordnet, deren Hohlräume jeweils durch einen Trennkolben 8 in eine das Gaspolster 10 enthaltende obere Kammer und eine das Flüssigkeitspolster 9 enthaltende untere Kammer unterteilt sind. Die Abwärtsbewegung des Trennkolbens 8 ist dabei wiederum durch eine Ringschulter begrenzt. Die Flüssigkeitspolster 9 sind durch einen Ausgleichskanal 34 verbunden, wodurch Unterschiede im Überdruck der Gaspolster 10 ausgeglichen werden. Die aus den Hohlräumen der Puffer parallel zur Bewegungsbahn des Schlagkörpers 4 abgedichtet herausragenden Kolben 7 wirken jeweils mit an der Oberseite des Schlagkörpers 4 vorgesehenen Aufschlagflächen derart zusammen, daß sie jeweils bei Unterschreitung eines vorbe stimmten Abstandes des Schlagkörpers 4 von seiner oberen Totpunktlage gegen den Druck des Gaspolsters 10 in den Hohl raum zurückgedrängt werden. Dabei gespeicherte Energie wird bei der Abwärtsbewegung des Schlagkörpers zu dessen zu sätzlicher Beschleunigung ausgenutzt.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann durch erhöhte Energiezufuhr (Dieselkraftstoff, Druckmedium) beim Auf wärtshub zusätzliche Energie zugeführt und nach Speiche rung im Puffer für eine zusätzliche Abwärtsbeschleunigung des Schlagkörpers 4 bereitgestellt werden. Da die Führungsstangen 27 und das Kopfstück 29 nicht von der Schlagplatte 25 abgehoben werden sollen, darf die zum Eindrücken der Kolben 7 gegen das Gaspolster 10 erforderliche Kraft das Gewicht des Gehäuses 1 bzw. der Führungsstangen 27 und des Kopfstücks 29 nicht übersteigen. Je nach den Anforderun gen kann durch einen das Gehäuse 1 oder die Führung in Richtung zum Rammteil ziehenden Seilzug oder durch Klemmen mit dem Rammteil während der Auf- und Abwärtsbewegung eine noch höhere Energiezuführung und -speicherung erfolgen, die zu einer entsprechend größeren Schlagwirkung führt.

Bei dem in Fig. 6 in Schräglage dargestellten, dieselgetrie benen Rammgerät, das an einer Gleitführung 30 mittels eines Zugseiles 31 in Schlagrichtung gezogen wird, entspricht die in Schlagrichtung wirkende Gewichtskomponente des Schlag körpers dem Produkt des Gewichtes mit dem Cosinus des Nei gungswinkels α, so daß sie bei der dargestellten, flachen Schrägstellung kaum größer ist, als die in entgegengesetzter Richtung wirkende Reibungskraft R beim Abwärtsgleiten des Schlag körpers 4 im Gehäuse 1. Unter diesen Umständen kann durch den vom komprimierten Gaspolster 10 mit der Kraft P beaufschlag ten Kolben 7 trotz der Schräglage eine beschleunigte Abwärts bewegung und eine vergrößerte Schlagwirkung erzielt werden. Auf diese Weise können auch die beim Anlassen von Diesel- Rammgeräten insbesondere in Schräglagen auftretenden Schwie rigkeiten überwunden werden, wenn der in der üblichen Weise durch Seilzug nunmehr gegen die Vorspannung des Gaspolsters 10 schräg hochgezogene Schlagkörper 4 mit einer sonst nicht erzielbaren, zusätzlichen Beschleunigung in einer für den ersten Kompressions- und Zündvorgang ausreichenden Geschwin digkeit abwärts bewegt wird.

Durch entsprechende Bemessung der Länge des Gehäuses 32 kann auch festgelegt werden, ob die gespeicherte Energie hauptsächlich zur Erhöhung der Schlagenergie oder mehr zur Erzielung einer schnelleren Schlagfolge dienen soll. Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform, bei welcher der Hub des Schlagkörpers infolge der relativ kürzeren Baulänge des Gehäuses 32 klein gehalten und somit eine kurze Baulänge erzielt wird, ergeben sich bei geeigneter Bemessung der Vorspannung im Gaspolster 10 durch den kleinen Hub und die beschleunigte Fallbewegung kurze Spielzeiten und somit schnellere Schlagfolgen, ohne daß dabei die Schlag energie zurückgeht.

Claims

1. Rückhub-Puffervorrichtung für den Schlagkörper (4) einer Ramme, mit einem Pufferraum (6) zur Aufnahme eines unter Überdruck stehenden Gaspolsters (10), einer zur Bewegungsbahn des Schlagkörpers (4) parallelen, zylinderartigen, Führungsöffnung des Pufferraumes (6) und einem vom Schlagkörper (4) getrenn ten in der Führungsöffnung abgedichtet verschiebbaren Kolben (7), der in seiner Ruhestellung aus der Führungsöffnung in die Bewegungsbahn des Schlagkörpers (4) ragt und den Rückhub des Schlagkörpers (4) elastisch abfängt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Kolben (7) beim Rückhub jeweils bei Unterschreitung eines vorbestimmten, erheblichen Abstandes (A) des Schlagkörpers (4) vom aufschlagfernen Endpunkt seiner Bewegungsbahn einwärts zurückgeschoben wird und den Schlagkörper (4) vom aufschlagfernen Endpunkt seiner Bewegungsbahn bis zum vorbestimmten Abstand (A) von diesem durch die bei seiner Einwärtsverschiebung im Gas polster (10) gespeicherte Energie zusätzlich beschleunigt und
b) Vorrichtungen (12) zum Einbringen eines Flüssigkeitspolsters (9) in den Pufferraum (6) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Zylinder ausgebildete Pufferraum (6) durch einen Trennkolben (8) in eine das Gaspolster (10) aufnehmende Kammer und eine ein Flüssigkeitspolster (9) aufnehmende Kammer unterteilt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Flüssigkeitspolster (9) nach außen führender Füllkanal mit einem Absperrventil (12) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß ein vom Flüssigkeitspolster (9) nach außen führendes, bei Überschreitung eines vorbestimmten Überdrucks selbsttätig abblasendes Sicherheitsventil (14) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die das Flüssigkeitspolster aufnehmende Kammer über das Absperrventil (12) und ein Umsteuerventil (18) mit der Druckseite einer Hydraulikpumpe (15) verbind bar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß im Kopfstück (29) des Führungsrahmens (27-29) des Schlagkörpers (4) mehrere Pufferräume (6) angeordnet sind, deren Kolben (7) jeweils mit einem äuße ren Bereich der aufschlagfernen Endfläche des Schlagkör pers (4) zusammenwirken.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß Vorrichtungen zur Veränderung der Länge des Kolbens (7) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Flüssigkeitspolster (9) mehrerer Pufferräume (6) durch einen Ausgleichskanal (34) verbunden sind.