DE7623854U1 - Steuervorrichtung fuer den vor- und ruecklauf von selbstgetriebenen pneumatischen rammbohrgeraeten - Google Patents

Description

Dr.-lng. Reimar König,;,, ',■,' •Pipl.'-lng. Klaus Bergen Cecilisnallee 7B A Düsseldorf 3O Telefon 452ODB Patentanwälte

G 76 25 854.5 9. März 1978

32 183 K

Paul Schmidt, Reiherstraße, 5940 Lennestadt

"Steuervorrichtung für den Vor- und Rücklauf von selbstgetriebenen, pneumatischen Rammbohrgeräten"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für den Vor- und Rücklauf von selbstgetriebenen, pneumatischen Rammbohrgeräten mit einem in einem rohrförmigen Gehäuse axial verschiebbaren Schlagkolben und einer dessen axiale Vor- und Rückbewegung durch Überfahren von im Schlagkolben angeordneten radialen Steueröffnungen steuernden Steuerhülse.

Bei einer bekannten Steuervorrichtung nach der deutschen Patentschrift 2 157 259 erfolgt das Umschalten für den Vor- und Rücklauf mit Hilfe eines Seilzugs, der an einem auf einer Steuerhülse schwenkbeweglich gelagerten Arretierungen hebel angreift und eine an der Steuerhülse verschiebbar angeordnete Büchse axial verstellt. Es kann auch ohne Arretierungshebel eine Umsteuerung des Schlagkolbens auf die Rückwärtsbewegung bewirkt werden, wenn die Steuerhülse als Rohr ausgebildet ist und in einem mit Entlüftungsbohrungen versehenen Ring des Gehäuses axial beweglich gelagert ist.

Aber auch in diesem Fall erfolgt die Umsteuerung mittels eines Zugseils. Bei Verwendung einer Feder kann die Steuerhülse auch unter dem Druck der zugeführten Druckluft automatisch in die Betriebsstellung für den Rücklauf bewegt werden. In diesem Falle hindert eine Raste in der Betriebs-

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stellung für den Vorlauf, also vor dem Umschalten auf Rücklauf, die Steuerhülse daran, sich unter dem Druck der zugeführten Druckluft in die Betriebsstellung für den Rücklauf zu bewegen.

Bei einem durch die deutsche Patentschrift 1 634 417 bekanntgewordenen Rammbohrgerät wird zum Umsteuern die in eine Bohrung mit radialen Öffnungen am hinteren Ende des Schlagkolbens eintauchende Steuerhülse axial verstellt. Das Verstellen erfolgt durch Vor- und Zurückschrauben der Steuerhülse in %J einem Flansch. Zum axialen Verstellen der Steuerhülse muß die mit der Steuerhülse verbundene Preßluftleitung von der Preßluftquelle abgetrennt und mehrmals gedreht werden. In der Praxis bis zu fünfzehnmal, bis die Steuerhülse in den Flansch bis zu einem Anschlag hineingeschraubt ist. Dann muß die Preßluftleitung wieder an die Preßluftquelle angeschlossen werden und kann sich das Gerät rückwärts bewegen. Diese Art von Umsteuerung besitzt den erheblichen Nachteil, daß sich bei sehr großen Schlauchlängen von beispielsweise 50 bis 80 m der Schlauch nur sehr schlecht drehen läßt, insbesondere, wenn bei dem erforderlichen mehrfachen Drehen des Schlauches das Erdreich einfällt.

Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift 2 340 751 noch eine Steuervorrichtung für den Vor- und Rücklauf von Rammbohrgeräten bekannt geworden, bei der die Steuerhülse in den bei den BetriebsStellungen mit Anschlägen an einem mit Entlüftungsbohrungen versehenen Führungsring gehalten wird. Die Steuerhülse besitzt eine lösbare Dreharretierung und Anschläge, die bei einem entsprechenden Drehen der Steuerhülse mit Längsaussparungen des Führungsringes fluchten. Auf diese Weise lassen sich die Anschläge mit der Steuerhülse axial durch den Führungsring bewegen, um das Gerät beispielsweise von Vor-auf Rücklauf zu verstellen. Ein weiteres Drehen der Steuerhülse bewirkt ein neues Arretieren der Steuerhülse durch beiderseits des Führungsringes

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liegende Anschläge. Zum Umsteuern muß mit Hilfe eines Seils die Dreharretierung gelöst werden. Auch diese Ausführung besitzt somit den erheblichen Nachteil, daß immer ein Zugseil mitgeführt werden muß, das nicht nur beim Rücklauf einklemmen sondern auch beschädigt werden kann.

Darüber hinaus besitzen alle bekannten Rammbohrgeräte den Nachteil, daß die Steuerkanten der Steuerhülse in der Vorlauf- und Rücklaufstellung stets eine unveränderte Lage einnehmen, d.h. die vorderen und hinteren, die Luftströmung durch die radialen Steueröffnungen der Schlagkolbenbohrung steuernden Kanten der Steuerhülse lassen sich für den Vor- und den Rücklauf nicht optimal und individuell einstellen. Die Lage dieser Steuerkanten beeinflußt aber die Hublänge, die Einzelschlagleistung, die Schlagzahl und den Luftverbrauch,

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für den Vor- und Rücklauf von selbstgetriebenen pneumatischen Rammbohrgeräten ohne die vorerwähnten Nachteile zu schaffen, mit der sich Rammbohrgeräte auf einfache Art und Weise von Vor- und Rücklauf und umgekehrt umstellen lassen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Steuerhülse Steueröffnungen besitzt, im Gehäuse fest angeordnet ist und auf einem Steuerrohr mit korrespondierenden Steueröffnungen sitzt.

Mit den Mitteln nach der Erfindung hat man es in der Hand, sowohl die Steuerkanten für den Vor- und auch den Rücklauf optimal einzustellen. So läßt sich der Rückwärtsschlag z.B. durch Verlegen der hinteren Steuerkanten wesentlich verstärken, weil die Luft dann nicht so früh austreten kann.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerhülse auf einer rohrförmigen Verlängerung eines im Gehäuse befestigten und mit axialen Entlüftungsbohrungen versehenen Führungs-

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ring angeordnet, Dabei sind die Verlängerung und der Führungsring zweckmäßig einstückig ausgebildete

Die Verlängerung und die Steuerhülse sind vorzugsweise über '■ speichenartig angeordnete Stege miteinander verbunden, zwi- '. sehen denen sich Axialnuten befinden. I

Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist das innerhalb
der Steuerhülse angeordnete Steuerrohr. Dieses besitzt zweck- \ mäßig einen zylindrischen und mit einer zentrischen Bohrung
O versehenen Schaft sowie einen verdickten Steuerkopf und einen : sich zwischen beiden erstreckenden konischen Übergang mit dia- ' metral gegenüberliegenden Axialnuten bildenen Abflachungen. ; Auf diese Weise läßt sich durch einfaches Drehen des Steuer- ! rohrs die für den Vor- oder Rücklauf erforderliche Verbindung ι zwischen den Öffnungen in der Steuerhülse, dem Steuerrohr und ; dem Schlagkolben herstellen bzw. unterbinden und dadurch ein
Umstellen von Vor- auf Rücklauf bzw. umgekehrt erreichen.

Dazu dienen im Steuerkopf des Steuerrohrs befindliche und durch |

Drehen des Steuerrohrs mit in der Steuerhülse befindlichen f

radialen Durchtrittsöffnungen zum Fluchten zu bringende Steuer- I

Öffnungen. Damit sich die Steuerung nicht unbeabsichtigt *

^ alleine umstellt, befindet sich auf der der rohrförmigen Ver- |

längerung gegenüberliegenden Seite des Führungsrings eine ί

Arretiervorrichtung. Eine die Drehbewegung des Steuerrohrs be- ' grenzende Begrenzungsvorrichtung stellt sicher, daß die Arretiervorrichtung richtig einrastet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Steuervorrichtung

eines nur teilweise dargestellten Rammbohrgerätes;

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Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch die Steuervorrichtung in anderer Arbeitsstellung und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3.

~, Das im einzelnen nicht dargestellte Rammbohrgerät besitzt ein Gehäuse 1, in dem unter Belassung eines Ringraums 10 ein Schlagkolben 2 axial verschiebbar gelagert ist. An seinem rückwärtigen bzw. rechten Ende besitzt der Schlagkolben 2 einen Kolbenmantel 3 mit radialen Steueröffnungen 4. Am hinteren Ende des Gehäuses 1 befindet sich ein Führungsring 5 mit axialen Entlüftungsbohrungen 6, die in die freie Atmosphäre führen. Der Führungsring 5 besitzt eine rohrförmige Verlängerung 7, an der über radiale Stege 8 eine Steuerhülse 9 befestigt ist. In der Steuerhülse 9 befinden sich Durchtrittsöffnungen 11, die in der in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung mit den Steueröffnungen 4 des Kolbenmantels 3 fluchten. Zwischen den Stegen 8 erstrecken sich Axialnuten 12, die von den

ζ~\ Durchtrittsöffnungen 11 in einen Steuerraum 13 führen. In der Steuerhülse 9 befinden sich weitere Durchtrittsöffnungen 14, die in Fig. 1 durch den Steuerk-opf 15 eines drehbar gelagerten Steuerrohrs 16 verschlossen sind. Dieses Steuerrohr 16 besteht neben dem verdickt ausgebildeten Steuerkopf 15 aus einem Schaft 17 und einem zwischen diesem und dem Steuerkopf liegenden Übergang 18. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, befinden sich im Bereich des Übergangs 18 zwei einander diametral gegenüberliegende Abflachungen 19. In dem Steuerkopf 15 befinden sich noch weitere Steueröffnungen 21, die sich wie weiter unten noch erläutert werden wird, mit den Durchtrittsöffnungen 14 in der Steuerhülse 9 zur Deckung bringen lassen. Der betreffende Teil des Steuerkopfes 15 ist aus Gewichtsgründen hohl

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ausgebildet und mündet in einem Arbeitsraum 22 des Schlagkolbens 2.

Im Steuerrohr 16 befindet sich eine zentrische und bis in den Steuerkopf 15 reichende Bohrung 23, an deren hinterem Ende ein Druckluftschiauch 24 angeschlossen ist, der zu einer nicht dargestellten Druckluftquelle führt. Zum Befestigen des Druckluftschlauchs 24 an dem Steuerrohr 16 dient eine Überwurfmutter 25. Der Arretierung der Drehbewegung des Steuerrohrs 16 dient eine Arr eti ervorriditung 26. Diese besteht aus einem Lagerstück 27 mit Bohrungen 28, in denen sich unter der Wirkung von Federn 29 Kugeln 31 befinden, die mit einem Teil ihres Umfangs in Kalotten der Stirnseite des Führungsrings 5 angreifen. Durch die Wirkung der Federn 29 und die sich an dem Führungsring abstützenden Kugeln 31 wird das Steuerrohr 16 nach rechts gedrückt, so daß seine Schulter an der Stirnseite der Rohrverlängerung 7 des Führungsrings fest anliegt. Im übrigen liegt das Steuerrohr 16 mit einem Bund 33 an der Steuerhülse 9 an.

Schließlich befindet sich im Bereich der Arretiervorrichtung 26 noch eine Begrenzung 34. Diese besteht im einzelnen aus einem am Lagerstück 27 radial vorstehenden Zapfen 35 und zwei am Führungsring 5 achsparallel vorstehenden, etwa in einem Winkel von 90° gegeneinander versetzt angeordneten Anschlägen 36, 37.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung der einzelnen Teile des Rammbohrgerätes für den Vorlauf tritt Druckluft über die Bohrung 23 in den Steuerkopf 15 und von dort in den Arbeitsraum 22. Dadurch wird der Schlagkolben 2 im Gehäuse nach links bewegt. Dabei wird gleichzeitig auf seiner vorderen Stirnseite Druckluft verdrängt, die über den Ringraum 10 zwischen dem Gehäuse 1 und der Außenseite des Schlagkolbens 2 bis zu den Steueröffnungen 4 und den Durchtrittsöffnungen sowie von dort über die Axialnuten 12 in den Steuerraum 13 ge-

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! langt, von wo sie schließlich über die Entlüftungsbohrun-

Γ gen 6 im Führungsring 5 in die freie Atmosphäre gelangt.

1 Während des Vorwärtslaufs wirkt der Luftdruck auf die Stirn-

i" Seite des Steuerrohrs 16 und preßt dieses mit seiner Schul-

\ ter 32 gegen die Rohrverlängerung 7 des Führungsrings 5.

I Die dabei auftretende Reibung zwischen der Schulter und der

\ RohrStirnseite verhindert ein unbeabsichtigtes Verdrehen. Wie

• oben bereits erläutert, wirken gleichzeitig die Federn 29 der

I Arretiervorrichtung 25 in der gleichen Richtung auf das Steuer-

I rohr 16, so daß sich die Steuerung während des Vorlaufs durch

\ H) den Anpreßdruck der Druckluft sowie die Kraft der Federn 29 in

I der in Fig. 1 dargestellten Lage hält. Diese Drehlage ist zu-

v dem dadurch gesichert, daß der Zapfen 35 an dem Anschlag 37

\ des Führungsrings 5 anliegt.

? Zum Umschalten der Steuervorrichtung von der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorlaufstellung in die in Fig. 3 und 4 dargestellte Rücklaufstellung muß zunächst die Druckluft kurzfristig ) abgeschaltet werden, so daß die Kraft der Druckluft nicht mehr auf ι das Steuerrohr 16 wirkt und die oben beschriebene Reibung zwij sehen dem Steuerrohr 16 und der Rohrverlängerung 7 aufgehoben

wird. Bei einem Verdrehen des Steuerrohrs 16 ist daher nur _ noch die einstellbare Druckkraft der Feder 29 der Kugeln 31 ■" zu überwinden, d.h. es ist für das Verdrehen des Steuerrohrs 16 nur noch eine vergleichsweise geringe Kraft erforderlich, so daß sich das Verdrehen des Steuerrohrs auch über größere Entfernungen relativ leicht durchführen läßt. Nach dem Drehen des Steuerrohrs 16 um etwa 90° bzw. dem damit verbundenen Verstellen von Vor- auf Rücklauf liegt der Zapfen 35 an dem anderen Anschlag 36 an, so daß die Arretiervorrichtung 26 in der richtigen Lage einrasten kann.

In der Stellung für den Rückwärtslauf nimmt der Schlagkolben die in Fig. 3 dargestellte Lage ein, d.h. er bewegt sich bis zum Führungsring 5. Durch die damit verbundene relative Verschiebung des Schlagkolbens 2 gegenüber der feststehenden Steu-

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erhülse 9 sind nunmehr die Durchtrittsöffnungen 11 in der Steuerhülse durch den Schlagkolbenmantel verschlossen, während die Steueröffnungen 14 und die Steueröffnungen 21 offen sind. Die Druckluft tritt über die Bohrung 23 in den Steuerkopf 15 und damit in den Arbeitsraum 22 ein, von wo sie gleichzeitig auch in die Durchfcrittsöffnungen 21 und 14 eintreten kann, die jedoch zunächst noch vom Schlagkolbenmantel verschlossen sind. Der Schlagkolben bewegt sich daher zunächst nach links, wobei die vor seiner Stirnseite befindliche Luft wiederum über den Ringraum 10 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Schlagkolben 2 zu den Steueröffnungen 4 gelangt, die nunmehr hinter der Steuerhülse 9 liegen und somit den Austritt der Abluft über den Steuerraum 13 und die Entlüftungsbohrungen 6 im Führungsring 5 in die freie Atmosphäre ermöglichen.

Für das Umstellen von Vorlauf auf Rücklauf bzw. umgekehrt braueht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung somit lediglich das Steuerrohr 16 um etwa 90° entweder bis zu dem einen Anschlag ganz nach rechts o.der bis zu dem anderen Anschlag ganz nach links gedreht werden. Bei einer Rechtsdrehung bewegt sich das Gerät vorwärts, während es sich bei einer Linksdrehung rückwärts be- r wegt.

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Claims (12)

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   Paul Schmidt, Reiherstraße, 5940 Lennestadt

   Schutzansprüche :

   1„ Steuervorrichtung für den Vor- und Rücklauf von selbstgetriebenen, pneumatischen Rammbohrgeräten mit einem in einem rohrförmigen Gehäuse axial verschiebbaren Schlagkolben und einer dessen Vor- und Rückbewegung durch Überfahren von im Schlagkolben befindlichen radialen Steueröffnungen steuernden Steuerhülse, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (9) Steueröffnungen (14) besitzt, im Gehäuse (1) fest angeordnet ist und auf einem Steuerrohr (16) mit korrespondierenden Steueröffnungen (21) sitzt.
2. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (9) auf einer rohrförmigen Verlängerung (7) eines im Gehäuse (1) befestigten und mit axialen Entlüftungsbohrungen (6) versehenen Führungsrings (5) befestigt ist.
3. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (7) und der Führungsring (5) einstückig ausgebildet sind.
4. 4. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (7) und die Steuerhülse (9) über speichenartig angeordnete Stege (8) miteinander verbunden sind,
5. 5. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein innerhalb der Steuerhülse (9) drehbar angeordnetes Steuerrohr (16).

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6. 6. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrohr (16) einen zylindrischen und mit einer zentrischen Bohrung (23) versehenen Schaft (17) sowie einen verdickten Steuerkopf (15) mit einem konischen Übergang (18) mit diametral gegenüberliegenden Abflachungen (19) besitzt.
7. 7. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch im Steuerkopf (15) des Steuerrohrs (16) befindliche und durch Drehen des Steuerrohrs (16) mit in der Steuerhülse (9) befindlichen Durchtrittsöffnungen (14) zum Fluchten zu bringende SteuerÖffnungen (21).
8. 8. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Führungsring (5) abgewandte Stirnseite der Verlängerung (7) an einer zwischen dem Übergang (18) und dem Schaft (17) des Steuerrohrs (16) befindlichen Schulter (32) anliegt.
9. 9. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine auf der der rohrförmigen Verlängerung (7) gegenüberliegenden Seite des Führungsrings (5) angeordnete Arretiervorrichtung (26).
10. 10. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (26) aus einem auf dem Steuerrohr (16) befestigten Lagerstück (27) mit Bohrungen (28) und darin befindlichen, unter der Wirkung von Federn (29) in Kalotten am Führungsring (5) gedrückten Kugeln (31) besteht.
11. 11. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

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    bis 10, gekennzeichnet durch eine die Drehbewegung des Steuerrohrs (16) begrenzende Arreti ervorrichtung (34).
12. 12. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (34) aus einem vom Lagerstück (27) der Arretiervorrichtung (26) radial abstehenden Zapfen (35) und aus am Führungsring (5) achsparallel vorstehenden Anschlägen (36, 37) besteht.

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