DE8700076U1 - Rammbohrgerät - Google Patents

Description

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- 4 RAMMBOHRGERÄT

Die Erfindung betrifft ein Rammbohrgerät mit einem in Axialrichtung hin- und hergehend in einem Gehäuse bewegliehen, pneumatisch angetriebenen Schlagkolben, einer zur Umkehr der Bewegungsrichtung des Rammbohrgerätes axial verstellbaren steuerhüise, die durch den Druck in einer der beiderseits des Schlagkolbens gebildeten Druckkammern beaufschlagt ist, und einem Spindelantrieb, mit dem die Steuerhülse durch Drehen eines Druckluft-Versorgungsschlauches verstellbar ist.

Derartige Rammbohrgeräte dienen zum Vortreiben von Erdbohrungen für unterirdisch verlegte Kabel und dergleichen.

Aus der DE-PS 16 34 417 ist ein Rammbohrgerät der eingangs genannten Gattung bekannt. Der Schlagkolben weist einen auf der Steuerhülse verschiebbaren rohrförmigen Abschnitt auf und ist in der Umfangswand dieses rohrförmigen Abschnitts mit radialen Kanälen versehen, die bei der oszillierenden Bewegung des Schlagkolbens periodisch durch die Steuerhülse geöffnet und verschlossen werden. Auf diese Weise wird die Druckluftzufuhr zu den Druckkammern für den Antrieb des Schlagkolbens gesteuert. Wenn sich die Steuerhülse in einer vorderen Stellung befindet, schlägt der Schlagkolben bei seinem Vorwärtshub am vorderen Ende des Gehäuses an, so daß Impuls auf das Gehäuse übertragen und das Rammbohrgerät in Vorwärtsrichtung angetrieben wird. Wenn sich die Steuerhülse in der rückwärtigen Stellung befindet, wird die Bewegung des Schlagkolbens beim Vorwärtshub pneumatisch abgebremst, bevor der Schlagkolben das vordere Ende des Gehäuses erreicht. Statt dessen schlägt der Schlagkolben in diesem Fall bei seinem Rückwärtshub am rückwärtigen Ende des Gehäuses an, so daß sich das Rammbohrgerät in Rückwärtsrichtung bewegt.

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Bei dem herkömmlichen Gerät ist die Steuerhülse starr mit dem Druckluft-Versorgungsschlauch verbunden. Der Spindelantrieb zum Verstellen der Steuerhülse wird durch ein an der Steuerhülse ausgebildetes Außengewinde gebildet , das mit einem starr mit dem Gehäuse verbundenen Bauteil in Eingriff steht.

Die auf der Rückseite des Schlagkolbens gelegene Druckkammer ist in dem rohrförmigen Abschnitt des Schlagkolbens ausgebildet und wird nach rückwärts durch die topffömig ausgebildete Steuerhülse begrenzt. Wenn diese Druckkammer beim Vorwärtshub des Schlagkolbens druckbeaufschlagt ist, wirkt daher eine verhältnismäßig große rückwärts gerichtete Kraft auf die Steuerhülse. Aus diesem Grund kann das Umschalten von Rückwärtsbewegung auf Vorwärtsbewegung durch axiale Verstellung der Steuerhülse nach vorn nur bei abgeschalteter Druckluftzufuhr erfolgen. Das Gewinde des Spindelantriebs darf nur eine geringe Steigung aufweisen, damit die relativ großen axialen Kräfte zuverlässig aufgenommen werden können. Wenn die Bewegungsrichtung des Rammbohrgerätes umgekehrt werden soll und zu diesem Zweck der Druckluftschlauch von Hand gedreht wird, muß der Druckluftschlauch eine große Anzahl von Umdrehungen ausführen, so daß die Umkehr der Bewegungsrichtung relativ mühsam und zeitraubend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rammbohrgerät der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß sich die Bewegungsrichtung schnell und sicher umkehren läßt und daß insbesondere die Umkehr der Bewegungsrichtung bei laufendem Rammbohrgerät, d.h., bei eingeschalteter Druckluftzufuhr erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindu^gsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerhülse auf einem axialfest am Gehäuse abge-

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stützten Kern angeordnet ist und eine ringförmige druckbeaufschlagte Wirkfläche bildet.

Durch den am Gehäuse abgestützten Kern wird die Wirkfläche der Steuerhülse, die beim Vorwärtshub des Schlagkolbens mit Druckluft beaufschlagt ist, erheblich verringert, so daß dies atöüöxhülse nur entsprechend geringe Axialkräfte aufzunehmen braucht. Diese geringen Axialkräfte lassen sich beim Verstellen der Steuerhülse mühelos überwinden, so daß sich die Steuerhülse auch bei laufendem Rammbohrgerät problemlos verstellen läßt. Da die Axialkräfte nur klein sind, kann der Spindelantrieb eine relativ große Gewindesteigung aufweisen, ohne daß sich die Steuerhülse bei laufendem Gerät selbsttätig verstellt.

Bei der Richtungsumkehr braucht der Druckluftschlauch daher nur um wenige Umdrehungen oder nicht einmal um eine volle Umdrehung gedreht zu werden.

Aus der DE-PS 21 57 259 ist bereits ein Ra.Timbohrgerät bekannt, bei dem die Steuerhülse auf einem axialfesten Kern angeordnet ist und nur eine ringförmige druckbeaufschlagte Fläche aufweist. Die Richtungsumkehr erfolgt hier jedoch nicht mit Hilfe eines Spindeiantriebs, sondern unmittelbar durch axiale Verschiebung der Steuerhülse mit Hilfe des Druckluftschlauches. Bei der Vorwärtsbewegung des Rammbohrgerätes ist die Steuerhülse mit Hilfe einer Riegeleinrichtung in der vorderen Stellung arretiert. Zum Umschalten auf Rückwärtsbewegung wird die Riegeleinrichtung mit Hilfe eines Seilzugs gelöst.

Die Wirkfläche der Steuerhülse ist bei diesem Gerät so groß bemessen, daß die Steuerhülse nach dem Lösen der Regeleinrichtung pneumatisch nach rückwärts verschoben wird. Wenn erneut auf Vorwärts-Bewegung umgeschaltet werden soll, muß die Druckluftzufuhr unterbrochen werden, damit sich die Steuerhülse wieder nach vorn schieben und

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verriegeln läßt. Bei diesem bekannten Gerät ist also nicht das erfindungsgemäße Prinzip verwirklicht, die Wirkfläche der Steuerhülse so zu verringern, daß sie sich entgegen dem Arbeitsdruck nach vorn bewegen läßt. 5

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rammbohrgerätes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird eir. bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Rammbohrgerät mit auf Antrieb in Rückwärts

richtung eingestellter Steuerhülse;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Rammbohr-

gerät mit auf Antrieb in Vorwärtsrichtung eingestellter Steuerhülse;

und

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch Teile des Rammbohrgerätes.

Ein Rammbohrgerät weist ein mit einer Schlagspitze 10 versehenes Gehäuse 12 auf, das am rückwärtigen Ende durch ein Endstück 14 abgeschlossen ist. Im Inneren des Gehäuses 12 werden durch einen axialbeweglich in dem Gehäuse geführten Schlagkolben 16 eine vordere Druckkammer 18 und eine hintere Druckkammer 20-gebildet. Die hintere Druckkammer 20 befindet sich in einem rohrförmigen Abschnitt 22 des Schlagkolbens 16, der gleitend auf einer Steuerhülse 2 4 verschiebbar ist. Ein Druckluftschlauch 26 zur Druckluftversorgung des Rammbohrgerätes

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ist über ein Anschlußstück 28 drehfest mit einem Steuerrohr 30 verbunden, das in dem Endstück 14 drehbar gelagert ist und sich in Axialrichtung an einer Schulter 32 des Endstücks abstützt. Das Steuerrohr 30 ist am vorderen Ende von einem gummielastischen Pufferelement 34 umgeben, das in dichtender Berührung mit der Innenwand eines dünnwandigen zylindrischen Abschnitts der Steuerhülse 24 steht. Die hintere Druckkammer 20 wird somit nach rückwärts durch das Steuerrohr 30, das Pufferelement 34 und den dünnwandigen zylindrischen Abschnitt der Steuerhülse 24 begrenzt. Ein rückwärtiger Abschnitt 36 der Steuerhülse steht mit dem Steuerrohr 30 in Gewindeeingriff. Die Steuerhülse 24 wird durch eine an dem Endstück 14 abgestützte rechtshändige Schraubendruckfeder 38 nach vorn vorgespannt und weist Lüftungskanäle 40 zur Be- und Entlüftung des durch das Pufferelement 34 begrenzten Hohlraums 42 im Inneren der Steuerhülse auf.

Der rohrförmige Abschnitt 22 des Schlagkolbens 16 ist mit radialen Kanälen 44 versehen, und das Endstück 14 weist axiale Luftkanäle 46 auf, die mit dem Inneren des rohrförmigen Abschnitts 22 des Schlagskolbens in Fluidverbindung stehen.

In der in Figur 1 gezeigten Stellung des Schlagkolbens ist die vordere Druckkammer 18 über axiale Kanäle 48 des Steuerkolbens, über die radialen Kanäle 44 und die axialen Kanäle 46 des Endstücks 14 druckentlastet. Wenn über den Druckluftschlauch 26 und das Steuerrohr 30 Druckluft in die hintere Druckkammer 20 eingeleitet wird, bewegt sich der Schlagkolben 16 nach vorn. Die radialen Kanäle 44 werden vorübergehend durch die Steuerhülse 24 verschlossen und treten dann mit der hinteren Druckkammer 20 in Fluidverbindung, so daß sich die Druckluft über die radialen Kanäle 44 und die

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axialen Kanäle 48 in die vordere Druckkaituner 18 ausbreitet. Da die Wirkfläche des Schlagkolbens 16 gegenüber der vorderen Druckkammer 18 größer ist als gegenüber der hinteren Druckkammer 20, wird der Kolben abgebremst und wieder zurückbewegt, so daß er nicht am vorderen Ende des Gehäuses 12 anschlägt. Am Ende seines Rückwärtshubes schlägt der Schlagkolben 16 an dem hinteren Endstück 14 des Gehäuses an und erteilt dem Gehäuse einen Impuls nach rückwärts. Die oben beschriebenen Vorgänge wiederholen sich periodisch, so daß das Rammbohrgerät insgesamt in Rückwärtsrichtung angetrieben wird.

Wenn sich die Steuerhülse dagegen in der in Figur 2 geiisigten vorderen Stellung befindet, schlägt der Schlagkolben bei seinem Vorwärtshub am vorderen Ende des Gehäuses 12 a; , und beim Rückwärtshub wird der Schlagkolben pneumatisch abgebremst, bevor er das Endstück 14 erreicht. In diesem Fall wird daher das Rammbohrgerät in Vorwärtsrichtung vorgetrieben.

Bei der Umkehr der Bewegungsrichtung wird die Steuerhülse 24 verstellt, indem der Druckluftschlauch 26 beispielsweise von Hand gedreht wird. Bei dem Gewinde 50 des rückwärtigen Abschnitts 36 der Steuerhülse und des Steuerrohres 30 handelt es sich beispielsweise um ein viergängiges Gewinde mit einem axialen Gangabstand von 10mm. Die Steigung eines einzelnen Ganges beträgt somit 40mm, so daß sich die Steuerhülse mit Hilfe von nur ein bis drei Umdrehungen um den gesamten Verschiebeweg &khgr; (Figur 3) verstellen läßt. Da die der Druckkamer 20 zugewandte Wirkfläche der Steuerhülse 24 nur sehr klein ist, läßt sich die Steuerhülse bei laufendem Rammbohrgerät gegen den in der Druckkammer 20 herrschenden Druck nach vorn verstellen. Die Schraubendruckfeder 38 unterstützt die Vorwärtsbewegung der Steuerhülse und bildet zugleich eine Drehsicherung, die verhindert, daß sich die Steuer-

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hülse beim Drehen des Steuerrohres 30 mitdreht- Wahlweise kann jedoch zusätzlich eine andere Drehsicherung vorge- f. sehen sein-

&Ggr; 5 Wenn in der Druckkammer 20 ein hoher Druck herrscht,

% wirkt auf die Steuerhülse 24 eine verhältnismäßig geringe

' axiale Kraft, die aufgrund der Wirkung des Gewindes die

Tendenz hat, das Steuerohr 30 zu verdrehen. Gleichzeitig wirkt jedoch eine wesentliche größere axiale Kraft unmittelbar auf das Steuerrohr 30, so daß eine Drehung des Steuer .Ohrs aufgrund der Reibung zwischen dem Steuerohr und der Schulter 32 verhindert wird. Auf diese Weise wird die Steuerhülse 24 trotz der relativ großen Gewindesteigung selbsthemmend in der jeweiligen Position gehalten. ^; 15

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Claims (8)

1. TER MEE R-MU LL E R-ST EINMEISTER

   PATENTANWÄLTE &mdash; EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

   Dipl.-Chem. Dr, N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

   Dipl.-lng. F. E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51 Mauerkircherstrasse 45

   D-8000 MÜNCHEN 80 D-48OO BIELEFELD 1

   St/Wi/sc

   RAINER HEMMERLE Bonzeier Str. 33 5940 Lennestadt 11

   RAMMBOHRGERÄT

   SCHUTZANSPRÜCHE

   l.Rammbohrgerät mit einem in Axialrichtung hin- und hergehend in einem Gehäuse (12) beweglichen, pneumatisch angetriebenen Schlagkolben (16), einer zur Umkehr der Bewegungsrichtung des Rammbohrgerätes axial verstellbaren Steuerhülse (24), die durch den Druck in einer (20) der beiderseits des Schlagkolbens (16) gebildeten Druckkammern (18,20) beaufschlagt ist, und einem Spindelantrieb (30,50), mit dem Steuerhülse (24) durch Drehen eines Druckluft-Versorgungsschlauches (26) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die

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   Steuerhülse (24) auf einem axialfest am Gehäuse (12) abgestützten Kern (30,34) angeordnet ist und eine ringförmige druckbeaufschlagte Wirkfläche (52) bildet.
2. 2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (24) drehfest in Bezug auf das Gehäuse (12) gehalten ist und daß der Spindelantrieb durch ein in Bezug auf das Gehäuse drehbares Teil (30) des Kerns (30,34) gebildet wird, daß mit der Steuerhülse (24) in Gewindeeingriff steht.
3. 3. Rammbohrgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehsicherung der Gewindehülse (24) eine Schraubendruckfeder (38) vorgesehen ist, die sich an einem rückwärtigen Teil (14) des Gehäuses abstützt und die Steuerhülse (24) in Richtung auf die Druckkammer (20) vorspannt.
4. 4. Rammbohrgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e kennzeichnet, daß der Kern durch ein mit dem

   Druckluft-Versorgungsschlauch (26) verbundenes Steaerrohr (30) und ein auf dem freien Ende des Steuerrohres angeordnetes, an der Innenfläche der Steuerhülse (24) anliegendes elastisches Pufferelement (34) gebildet wird. 25
5. 5. Rammbohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindesteigung des Spindelantriebs (30,50) derart gewähP.t ist, daß die Steuerhülse (24) selbsthemmend gegen den auf die Wirkfläche (5?) der Steuerhülse wirkenden Druck gehalten wird.
6. 6. Rammbohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Spindelantriebs wenigstens 5mm beträgt.

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7. 7. Rammbohrgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (50) ein mehrgängiges, vorzugsweise viergängiges Gewinde ist.
8. 8. Rammbohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Gewindes (SU) tür jeden einzelnen Gang 20 bis 40mm beträgt.