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Die Erfindung betrifft eine Ramm- und Ziehvorrichtung für
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gestrecktes Rammgut, aus einem Hammer mit einem druckmittelbeaufschlagten,
in einem Gehäuse geführten Hammerkolben, einem Schlagkopf und einer mit dem Gehäuse
verbundenen Klemmvorrichtung für das Rammgut.
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Üblicherweise befinden sich Ramm- oder Ziehvorrichtungen - nachfolgend
nur noch als Rammvorrichtung bezeichnet - bei beispielsweise in das Erdreich einzutreibendem
Rammgut an der der Fläche gegenüberliegenden Stirnseite des Rammguts. Dabei wird
die Schlagkraft eines massiven Hammerkolbens über einen Schlagkopf auf das Rammgut
geleitet. Ob der Schlagkopf das Rammgutende kappenartig umschließt oder mit einem
Zentrieransatz beispielsweise in hohlzylindrisches Rammgut hineinragt, macht keinen
Unterschied; denn in jedem Fall wird die Schlagkraft durch eine quer zur Rammachse
liegende Schlagplatte des Schlagkopfes auf die gegenüberliegende Rammgut-Stirnseite
übertragen. Da aber mit zunehmender Länge des Rammguts eine größere Schlagkraft,
also eine größere und insbesondere längere Rammvorrichtung erforderlich ist, muß
am Rammort eine entsprechende freie Raumhöhe vorhanden sein.
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Verhältnismäßig langes Rammgut ist jedoch insbesondere zu Beginn des
Rammens einer erheblichen Knickgefahr ausgesetzt, wenn das sich zwischen der Fläche,
in die das Rammgut eingetrieben werden soll und der Rammvorrichtung erstreckende
Rammgut nicht eine entsprechende Biegefestigkeit und damit zumeist eine größere
Materialstärke aufweist.
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Darüber hinaus erhöht sich mit zunehmender Rammgutlänge auch die Federwirkung
des Rammguts in Richtung der Rammachse. Diese Federwirkung muß während des gesamten
Rammens von der Schlagkraft der Rammvorrichtung überwunden werden. Daher steht nicht
die volle Schlagkraft zum Vortreiben des Rammguts zur Verfügung.
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Ferner erweist sich eine etwaige Verlängerung des Rammguts bei herkömmlichen
Rammvorrichtungen als umständlich, denn zum Anbringen, beispielsweise Anschrauben
oder Verschweißen, eines Verlängerungsstückes muß die Rammvorrichtung vom Rammgut
entfernt und anschließend am freien Kopfende des Verlängerungsstückes angebracht
werden.
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Weiterhin sind die Gehäuse herkömmlicher Hämmer oftmals mit Klemmvorrichtungen
versehen, bei denen das Rammgut zwischen seitlichen Klemmbacken eingespannt liegt.
Bei einer beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 16 34 303 bekannten hydraulischen
Klemmvorrichtung muß das Rammgut unter erheblichem Kraftaufwand wenigstens während
der Schlagbewegung des Hammerkolbens zwischen den Backen festgeklemmt sein, damit
der Schlagkopf satt auf der Rammgut-Stirnfläche aufliegt und somit eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Hammergehäuse und dem Rammgut gewährleistet ist. Diese Backen
müssen mit einem verhältnismäßig hohen Druck beaufschlagt werden, um ein sicheres
Festklemmen des Rammguts zu gewährleisten.
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Jedoch erweist sich diese hydraulische Klemmvorrichtung aufgrund des
hohen Betriebsdrucks und der ständigen Stoßerschütterungen als verhältnismäßig störanfällig
und ist damit kostspielig.
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Weiterhin ist es aus der deutschen Patentschrift 659 274 bekannt,
das Hammergehäuse über Federn und eine mechanische Klemmvorrichtung mit dem Rammgut
zu verbinden. Dabei wird jedoch die Schlagkraft durch das Spannen der Federn beim
Voreilen des Rammgutes und durch das Beschleunigen des Hammergehäuses infolge der
Federkraft vermindert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ramm-oder Ziehvorrichtung
zu schaffen, bei der die Knickgefahr und die Federwirkung des Rammguts geringer
sind, die sich insbesondere auch bei verhältnismäßig geringer freier Raumhöhe verwenden
läßt, und zudem bei der Verlängerung des Rammgutes ein besonders einfaches Hochfahren
erlaubt.
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Diese Aufgabe wird bei einer Ramm- oder Ziehvorrichtung der eingangs
erwähnten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Hammerkolben und der Schlagkopf
koaxiale Bohrungen aufweisen. In diesen Bohrungen wird das durch die Klemmvorrichtung
mit dem Hammergehäuse kraftschlüssig verbundene Rammgut geführt. Daher braucht die
Rammvorrichtung nicht mehr am freien Ende des Rammguts zu sitzen, sondern kann sich
verhältnismäßig nahe an der Fläche befinden, in die das Rammgut eingetrieben werden
soll.
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Dadurch lassen sich die Knickgefahr und die Federwirkung für das Rammgut
auf einfache Weise ganz wesentlich verringern.
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Da die erfindungsgemäße Vorrichtung das Rammgut kragenartig umgibt,
läßt sich die Vorrichtung an Stellen mit verhältnismäßig geringer freier Raumhöhe
verwenden. Darüber hinaus braucht die Vorrichtung im Falle einer Verlängerung des
Rammguts nicht völlig entfernt, sondern nur bis über die Stoßstelle des Verlängerungsstückes
hochgefahren und danach festgeklemmt zu werden.
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Um zu erreichen, daß sich die Klemmkraft der Klemmbacken entsprechend
der Schlagkraft des Hammerkolbens einstellen läßt, kann des weiteren die auf der
verlängerten Längsachse des Hammerkolbens angeordnete Klemmvorrichtung mit eine
axiale Aussparung umgebenden Backen in der Bohrung des Schlagkopfes axial beweglich
geführt sein. Bei dieser Anordnung können sich die Bohrung des Schlagkopfes und
die korrespondierenden Backen mit Vorteil zum Hammerkolben hin konisch verjüngen.
Der Schlagkopf mit der konischen Bohrung umgibt die außen konischen Backen der Klemmvorrichtung
wie eine Hülse. Durch einfaches axiales Verschieben der Backen im Schlagkopfkonus
lassen sich die Backen konzentrisch verfahren. Somit kann der Querschnitt der von
den Backen umgebenen Aussparung beispielsweise bis zum Festklemmen von in der Aussparung
liegendem Rammgut verringert oder bis zu dessen Freigabe vergrößert werden. Darüber
hinaus wird der Schlagkopf beim Betrieb der Rammvorrichtung durch den Hammerkolben
weiter auf den Backenkonus getrieben.
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Da sich der Aussparungsquerschnitt dabei entsprechend der Schlagkraft
des Hammerkolbens weiter verringert, ergibt sich eine gegen ein axiales Verschieben
sichere Verklemmung des Rammguts in der Klemmvorrichtung. Des weiteren können die
Backen in der Klemmstellung durch Federkraft in der Bohrung des Schlagkopfes gehalten
sein, so daß stets ein sattes Anliegen der Backen im Schlagkopfkonus gewährleistet
ist und somit ein unbeabsichtigtes Öffnen der Backen und eine dadurch mögliche Relativbewegung
zwischen Rammgut und Rammvorrichtung verhindert werden.
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Weiterhin können mit dem Hammergehäuse verbundene Führungen der Klemmvorrichtung
parallel zur verlängerten Hammerkolbenachse angeordnet sein, an denen beispielsweise
eine einen Teil der Klemmvorrichtung bildende Backenhalterung axial beweglich geführt
ist. Ferner können aus dem Schlagkopf ragende Backenenden in einer zentrischen Öffnung
der Backenhalterung angeordnet sein. Die Führungen können schließlich mit an der
Babkenhalterung angreifenden Federn, beispielsweise Druckfedern versehen sein, so
daß die Backenhalterung entgegen der Rammachsrichtung so nah zum Schlagkopf hin
gedrückt gehalten wird, wie es die aus dem Schlagkopf herausragenden konischen Backenenden
zulassen.
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Demnach lassen sich die Backen der Klemmvorrichtung aus dem Schlagkopfkonus
nur durch axiales Verschieben gegen die Kraft der vorgenannten Federn öffnen. Dies
läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß die Backenhalterung mindestens
einen druckmittelbeaufschlagten, axial gegen den Schlagkopf beweglichen Kolben aufweist.
Bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel liegt der dann aus der Backenhalterung
herausragende Kolben an dem Schlagkopf und drückt dabei die Klemmvorrichtung und
den Schlagkopf auseinander, so daß sich die Backen aus dem Schlagkopfkonus axial
herausbewegen und dabei öffnen. Um ein gleichmäßiges Lösen der Klemmvorrichtung
ohne ein Verkanten im Konus oder an den Führungen zu erreichen, ist der Kolben vorzugsweise
als Ringkolben ausgebildet, der in einer die Backen umgebenden Ringnut der Backenhalterung
geführt sein kann.
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Des weiteren können beispielsweise an gegenüberliegenden Längsseiten
des Hammergehäuses druckmittelbeaufschlagte Kolbenzylinder angeordnet sein, deren
Kolbenstangen z. B. über eine Achse mit dem Hammergehäuse verbunden sind. Weiterhin
können die Zylindergehäuse der Kolbenzylinder auf einer gemeinsamen, in axialer
Verlängerung der Hammerkolbenachse eine Öffnung aufweisenden Bodenplatte verschwenkbar
angeordnet sein. Mit den Kolbenzylindern läßt sich der Hammer mit dem Schlagkopf
und der Klemmvorrichtung entweder über die Bodenplatte anheben oder gegen diese
absenken. Beim Absenken kann in der Klemmvorrichtung festsitzendes Rammgut eine
statische Vorspannung erhalten, durch die die Vortriebsgeschwindigkeit beim Einrammen
des Rammguts erheblich verbessert wird. Mit den versctnkbaren Kolbenzylindern läßt
sich der Hammer schräg zur Bodenplatte geneigt in der Weise anordnen, daß die verlängerte
Hammerkolbenachse weiterhin durch die Öffnung der Bodenplatte ragt.
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In der gewünschten Schräglage läßt sich der Hammer mit verschwenkbar
auf der Bodenplatte angeordneten, mit Rasten an den Zylindergehäusen angreifenden
Stützstreben fixieren. Folglich kann das Rammgut auch schräg zur Bodenplatte bzw.
zur Rammfläche eingerammt oder herausgezogen werden.
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Da die Rammvorrichtung insbesondere zum Einsatz an Orten mit geringer
Raumhöhe, beispielsweise in Kellern und Kanälen, nach Möglichkeit klein und dementsprechend
verhältnismäßig leicht ausgebildet sein sollte, kann ein zum zusätzlichen Eindrücken
des Rammguts beispielsweise in das Erdreich notwendiges Widerlager beispielsweise
aus auf der Bodenplatte angeordneten Druckstempeln oder Gewichten bestehen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: einen Rammhammer
in geschnittener Seitenansicht, Fig. 2: eine Rammvorrichtung mit dem Rammhammer
der Fig. 1, Fig. 3: die Rammvorrichtung der Fig. 2 mit Druckstempeln, Fig. 4: diqkammvorrichtung
der Fig. 2 mit schrägstehendem Rammhammer und Fig. 5: die mit Gewichten beschwerte
Rammvorrichtung gemäß Fig. 2.
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Der Rammhammer 1 gemäß Fig. 1 besteht aus einem in einem Gehäuse 2
geführten Hammerkolben 3, einem Schlagkopf 4 und einer mit dem Hammergehäuse 2 verbundenen
Klemmvorrichtung 5 für gestrecktes Rammgut. Der zylindrische HaDmerkolben 3 und
der ebenfalls zylindrische Schlagkopf 4 weisen zentrische Durchgangsbohrungen 6,7
auf, deren Achsen miteinander fluchten.
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Das Hammergehäuse 2 ist mit einer Druckmitt ei zuführung 8 und einem
herkömmlichen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb 9 für den Hammerkolben 3
ausgestattet; es weist einen Dichtungsdeckel 10 mit einer Öffnung 11 auf, von der
aus ein den Hammerkolben 3 führendes Rohr 12 konzentrisch durch die Bohrung 6 des
Hammerkolbens 3 hindurchragt.
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Zwei zur verlängerten Hammerkolbenachse 13 parallel verlaufende Führungen
14,15 sind über seitliche Flansche 16,17 mit dem Gehäuse 2 verbunden. An diesen
Führungen 14,15 ist eine einen Teil der Klemmvorrichtung 5 bildende Backenhalterung
18 axial beweglich geführt. In einer zentrischen Öffnung 19 der Backenhalterung
18 sind Klemmbacken 20 angeordnet, die eine auf der verlängerten Hammerkolbenachse
13 liegende axiale Aussparung 21 umgeben.
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Die sich außen konisch zum Hammerkolben 3 hin verjüngenden Backen
20 ragen entgegen der mit dem Pfeil 22 angegebenen Rammrichtung in die ebenfalls
konische, mit den Backen 20 korrespondierende Bohrung 7 des die Backen 20 hülsenartig
umgebenden Schlagkopfes 4 hinein. An den freien Enden der Führungen 14,15 der Klemmvorrichtung
sind Druckfedern 23,24 angeordnet, mit denen die Klemmvorrichtung-5 mit dem Schlagkopf
4 gegen die dem Dichtungsdeckel 10 gegenüberliegende Stirnseite 25 des Hammergehäuses
2 gedrückt wird. Die durch die axiale Federkraft satt in der konischen Schlagkopfbohrung
7 liegenden Backen 20 ragen mit ihren konischen Enden auf der dem Hammerkolben 3
angewandten Schlagkopfseite aus der Schlagkopfbohrung 7 heraus, so daß die Backenhalterung
18 im Abstand zum gegenüberliegenden Schlagkopf-4 liegt.
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In einer die Backen 20 auf der dem Schlagkopf 4 zugewandten Seite
der Backenhalterung 18 umgebenden Ringnut 26 ist ein druckmittelbeaufschlagter,
axial beweglicher Ringkolben 27 geführt, der bei in der Ringnut 26 anstehendem Druckmittel
aus der Backenhalterung 18 herausragt und an der gegenüberliegenden Schlagkopfseite
anliegt. Die Klemmvorrichtung 5 läßt sich mit den Druckfedern 23,24 in der einen
und mit dem Ringkolben 27 in der anderen axialen Richtung verschieben, so daß die
im Schlagkopfkonus 7 geführten Backen 20 zentrisch verfahrbar sind und der Aussparungsquerschnitt
verringert oder vergrößert wird.
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Des weiteren ist der Hub des Hammerkolbens 3 so bemessen, daß der
mit Druckmittel beaufschlagte Kolben bei jedem Hammerschlag am Schlagkopf 4 anliegt.
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Beim Betrieb des Rammhammers 1 ist das Rammgut 41 durch die Federkraft
der Druckfedern 23,24 in der von den Backen 20 umgebenen Aussparung 21 festgeklemmt.
Die Klemmung wird bei jedem Rammschlag entsprechend der Schlagkraft des Hammerkolbens
3 durch - wenngleich verhältnismäßig geringfügiges - Verschieben des hülsenartigen
Schlagkopfes 4 auf dem Konus der Backen 20 verstärkt.
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Zum Lösen der Klemmvorrichtung 5 drückt der druckmittelbeaufschlagte
Ringkolben 27 die Backenhalterung 18 mit den Backen und den Schlagkopf 4 axial auseinander.
Die auf diese Weise axial im Schlagkopfkonus 7 bewegten Backen 20 weiten sich radial
auf, so daß der Aussparungsquerschnitt zunimmt und das in der Aussparung 21 zwischen
den Backen 20 festgeklemmte Rammgut freigegeben wird.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Rammvorrichtung ist der Rammhammer
1 an -einem Traggestell aus zwei Kolbenzylindern 30,31 befestigt, die an gegenüberliegenden
Längsseiten des Hammergehäuses 2 parallel zur verlängerten Kolbenachse 13 angeordnet
und deren Zylindergehäuse 32,33 in Schwenklagern 34,35 verschwenkbar auf einer gemeinsamen
Bodenplatte 36 befestigt sind.
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Die oben aus den Zylindergehäusen 32,33 herausragenden Kolbenstangen
37,38 sind über eine starre Querachse 39 miteinander und mit dem Gehäuse 2 des Hammers
1 verbunden. Der Hammer 1 hängt auf diese Weise zwischen den Kolbenzylindern 30,31
obes halb der Bodenplatte 36, die in axialer Verlängerung der Kolbenachse 13 eine
Öffnung 40 für das Rammgut 41 aufweist.
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Bei gleichzEitiger Druckbeaufschlagung der Kolben in den Zylindern
30,31 wird der Rammhammer 1 über die Bodenplatte 36 hochgehoben, höchstens jedoch
bis zum Kolbenhubende. Beim Einrammen von in der Klemmvorrichtung 5 des Hammers
1 festgeklemmtem Rammgut 41 wird der Hammer 1 durch dem Anheben entgegengesetzte,
gleichzeitige Druckbeaufschlagung der Kolben in den Zylindern 30,31 gegen die Bodenplatte
36 abgesenkt. Dadurch erhält das Rammgut 41 eine die Rammgeschwindigkeit verbessernde
statische Vorspannung und wird dann entsprechend dem Rammfortschritt zusätzlich
eingedrückt, höchstens aber bis zum Ende des Kolbenhubs.
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Zum anschließend notwendigen Hochfahren des Hammers 1 wird zuerst
die Klemmvorrichtung 5 durch Druckbeaufschlagung des Ringkolbens 27 gelöst, dann
der Hammer 1 von den Kolbenzylindern 30,31 hochgefahren, die Klemmvorrichtung 5
durch Sperren der Durckmittelzufuhr am Rammgut 41 wieder festgeklemmt und schließlich
der Hammer 1 zur Fortsetzung des Rammens wieder beaufschlagt.
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Gleichzeitig werden aber auch die Kolbenzylinder 32,33 wieder in umgekehrter
Richtung beaufschlagt und drücken das Rammgut 41 zusätzlich in die Rammrichtung
des Pfeils 22. Dieses Hochfahren des Hammers wird entweder durch manuelles Betätigen
von Schaltventilen in den Druckmittelleitungen oder aber durch automatisch die Ventile
bei Erreichen der untersten oder obersten Kolbenstellung der Kolbenzylinder 30,31
umschaltende Schalter, beispielsweise berührungslose Näherungsschalter gesteuert.
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Das beim Einrammen längeren Rammguts mehrfach erforderliche Hochfahren
des Hammers 1 ist somit auch ohne Eingreifen einer Bedienungsperson möglich.
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Die Rammvorrichtung der Fig. 3 entspricht derjenigen gemäß Fig. 2
und weist zusätzliche Druckstempel 42,43 auf der Bodenplatte 36 auf, die die auf
einem Boden 44 liegende Bodenplatte 36 gegen eine oberhalb der Rammvorrichtung befindliche
Decke 45 abstützen und somit ein Widerlager für die Rammvorrichtung schaffen. Gemäß
Fig. 5 wird ein Widerlager aber auch durch Beschweren der Bodenplatte 36 mit Gewichten
46 erreicht.
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In Fig. 4 ist schließlich eine Rammvorrichtung mit einem Rammhammer
1 dargestellt, der um die Schwenklager 34,35 der Kolbenzylinder 30,31 gekippt und
in dieser Schräglage mit ebenfalls schwenkbar an der Bodenplatte 36 oder beispielsweise
den Druckstempeln 42,43 befestigten Stützstreben 47 fixiert ist. Diese Stützstreben
47 sind mit Rasten, beispielsweise. Bohrungen 48, in gleichmäßigen Längsabständen
versehen, die mit entsprechenden Rasten, beispielsweise Zapfen, an den Zylindergehäusen
32,33 korrespondieren.
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Die Rammvorrichtung läßt sich auch als Ziehvorrichtung verwenden,
mit der eingerammtes Rammgut beispielsweise auWdem Erdreich herausgezogen werden
kann. Da das Ziehen eine bloße Umkehrung des Rammens ist, gelten die vorstehenden
Erläuterungen stets auch entsprechend für ein Ziehen.