DE8712123U1

DE8712123U1 - Rammgerät

Info

Publication number: DE8712123U1
Application number: DE8712123U
Authority: DE
Original assignee: Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld & Co 7300 Esslingen De GmbH
Current assignee: Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld & Co 7300 Esslingen De GmbH
Priority date: 1987-09-08
Filing date: 1987-09-08
Publication date: 1989-01-12

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Rammgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei derartigen Rammgeräten wird ein Schlaggewicht durch einen hydraulischen Arbeitszylinder oder durch expiosions-

1Ö artige Verbrennung von Kraftstoff in einem Führungszylinder angehoben und fällt auf ein Schlagstock zurück. Letzteres überträgt die Schlagenergie auf ein Schlagteil, welches auf einen einzurahmenden Pfahl oder anderes Rammgut arbeitet. Das in Anlage Kommen der verschiedenen Stirnflächen der vorgenannten Schlagelemente führt zu einer erheblichen Geräuschbelästigung, weshalb Rammgeräte in dichtbesiedelten Gebieten nur noch selten eingesetzt werden. Es wird dort Bohrgeräten der Vorzug gegeben, die in das Erdreich ein Loch bohren, in welches dann ein Pfahl oder dergleichen eingesetzt wird. Das letztgenannte Vorgehen ist aber teuer und für manche Arbeiten wie das Einrammen voön Spundwänden unwirtschaftlich.

Es wurde schon vorgeschlagen, Rammgeräte vollständig mit einer schallschluckenden AuQenverkleidung zu versehen. Derartige AuQenverkleidungen sind aber sehr sperrig und erschweren die Handhabung des Rammgerätes.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Rammgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß ohne Vergrößerung seiner lichten Außenabmessungen und ohne Erschwerung seiner Handhabung eine Hinderung der beim Arbeiten erzeugten Geräusche erhalten wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Rammgerät gemäß Anspruch 1»

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Bei dem erfindungsgemäßen Rammgerät enthalten eines öder mehrere der Sehlagelemente Schallsperren in Form von nicht nptt Metall erfüllten Freiraumenj und diese Schallsperren verhindern, daß die durch Schlagbelastungen an den Berührflächen entstehenden Schallwellen zur Umfangsflache der Schlagelemente laufen. An diesen Umfangsflachen, an denen die Schlagelemente geführt werden müssen, wird der Schall bei bekannten Rammgeräten auf den Führungszylinder übertragen, der den Schall dann an die Umgebung abstrahlt, für

TO den praktischen Einsatz ist es oft ausreichend, wenn die durch die Freiräume gebildetem Schallsperren so weit ins Innere der Schlagelemente reichen, daß diejenigen Schallwellen an ihnen reflektiert bzw. absorbiert werden, welche auf die radial außerhalb der betrachteten Schallsperre liegende Umfangswand unter kleinem Einfallswinkel auftreffen würden. Bei denjenigen Schallwellen, welche auf eine Umfangswand eines Schlagelementes unter großem Einfallswinkel auftreffen, ist die übertragung auf die zugehörige Führungsfläche sowieso geringer (Teil- oder Totalreflexion).

Die erfindungsgemäß bei den Schlagelementen vorgesehenen Schallsperren lassen sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand durch Einstechen von Nuten oder Abdrehen von Scliultern erzeugen. Im Falle von eingestochenen Nuten übernimmt ein außerhalb derselben verbleibender Materialabschnitt die Führungsfunktion. Da die radial aufzunehmenden Belastungen klein sind verglichen mit den in Richtung der Achse des Rammgerätes zu übertragenden Schlagbelastungen, brauchen die entsprechenden Materialquerschnitte nicht sehr groß zu sein. Bildet man die Freiräume in Form von Schultern aus, so können axial zu letzteren versetzt angeordnete radial außenliegende Materialabschnitte des Schlagelementes die Führungsfunktion übernehmen. In beiden Fällen hat man einen zentralen Abschnitt des Schlagelementes, welcher die Funktion der Schlagübertragung erfüllt, während ein radial außenliegender, schallmäßig entkoppelter Abschnitt des Schlagelementes die Führutf^saufgaben erfüllt.

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übiiz..Bildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weitistbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist schon von der Geometrie des Schlagelementes her sichergestellt, daß der FührungssOfgaben übernehmende radial außerhalb des Freiraumes liegende Abschnitt eines Schlageleimntes von Schlagbelastungen freigehalten wird. Damit kann man

&idiagr;&udiagr; diesen Abschnitt des Scniageiementes scnwacn dimensionieren, so daß er auch nur geringes Gewicht zu haben braucht.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß Schallenergie an der Schallsperre vernichtet wird.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß die gesamte Umfangsflache eines Schlagelementes hinter einer Schallsperre liegt, trotzdem aber eine Führung des Schlagelementes mit geringer Reibung und hohem Hub erhalten wird, welche sich - falls gewünscht - über einen großen Teil der axialen Länge dieses Schlagelementes erstrecken kann.

Gemäß Anspruch 5 wird erreicht, deß eine Führungsfläche auch unter größerem Abstand von der Achse des Schlagelementes bzw. der Schallsperre angeordnet sein kann, das Führungsteil aber trotzdem nur geringe Hasse aufweist.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird erreicht, daß man insgesamt eine Schallsperrenanordnung an einem Schlagelement erhält, die sich über die gesamt, axiale Länge hinwegerstreckt, wobei das Schlagelement aber trotzdem einstückig sein kann, so daß es mechanisch hoch belastbar ist.

Ein Teil der beim Schlagen entstehenden Schallwellen wird

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auch über das Rammgut abgestrahlt. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß auch die Schallabstrahlung durch das Rammgut weitgehend unterbunden wird.

Bei einem Raumgerät gemäß Anspruch 8 erhält man eine Schalldämmung der Schlaghaube auch in demjenigen axialen Bereich, in welchem die Innenfläche der Schlaghaube zur Führung des Schlagteiles dient.

Bei einem Rammgerät gemäß Anspruch 9 ist auch eine Schallabstrahlung durch das untere offene Ende der Schlaghaube vermindert.

Mit den in den Ansprüchen 10-12 angegebenen Maßnahmen wird insbesondere bei Diesel-Rammgeräten ei rung der Geräuschbelästigung erhalten.

insbesondere bei Diesel-Rammgeräten eine weitere Verminde- i

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- ^%-spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert:

In dieser zeigen:

Figur 1; einen axialen Schnitt durch das untere Ende eines s

hydraulisch angetriebenen Rammgerätes; und \

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Figur 2: einen axialen Schnitt durch ein abgewandeltes Schlagstück für das Rammgerät nach Figur 1.

In Figur 1 ist mit 10 insgesamt ein Führungszylinder bezeichnet, in welchem ein Schlaggewicht 12 läuft.

Durch eine Bodenwand 14 des Führungszylinders 10 ist ein Schlagstock 16 hindurchgeführt, welches auf eine Schlagplatte 18 arbeitet. Letztere greift am oberen Ende eines z.B. aus Beton gefertigten Pfahles 20 an, der ins Erdreich einzurammen ist.

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Das obere Ende des Pfahles 20 ist in einer Schlaghaube 22 geführt, die über Gewindebolzen 24 am unteren Ende des Führungszylinders 10 befestigt ist.

Dt Führungszylinder 10 trägt auf seiner Außenfläche beim unteren Zylinderende eine Lasche 26, an welcher ein in Figur 1 nur gestrichelt angedeuteter unterer Laufschuh 28 befestigt ist. Letzterer läuft auf einem vertikalen Führungsträger 30, der seinerseits auf einem Fahrzeug (r.icht gezeigt) angebracht ist. Beim oberen Ende des Führungszylinders 10 ist ein weiterer Laufschuh, der ebenfalls auf dem Führungsträger 30 läuft, ähnlich angebracht, wie für das untere Zylinderende soeben beschrieben.

Zum Einrammen des Pfahles 20 wird das Schlaggewicht 12 durch einen große Länge aufweisenden hydraulischen Arbeitszylinder einige Meter angehoben und dann freigegeben, so daß es frei nach unten fällt. Beim unteren Ende des Führungszylinders 10 kommt die untere Stirnfläche 32 des Schlaggewichtes 12 dann in Anlage an die konvex gekrümmte obere Stirnfläche 34 des"Schlagstückes 16, wodurch letzteres unvermittelt nach unten in Gang gesetzt wird, über dessen ebenfalls konvex gekrümmte untere Stirnfläche 36 wird dann die planparallele Stirnflächen 38, 40 aufweisende Schlagplatte 18 mitgenommen, die ihrerseits an der ebenen oberen Stirnfläche 42 des Pfahles 20 angreift.

Die Schlagübertragung erfolgt somit über drei Paare zusammenarbeitender Stirnflächen (J2/34; 36/38; 40/42). Die ent- sprechenden Schlagbelastungen führen im Material von Schlaggewicht 12, Schlagstück 16, Schlagplatte 18 und Pfahl 20 zu Schallwellen, deren Fronten unmittelbar nach Herstellung des ersten Kontaktes zwischen zusammenarbeitenden Flächen als Kugelwellen angeaehen werden können. Die Wellenfronten wurden normalerweise die Umfangaflachen der Schlagelemente (Schlaggewicht, Schlagstück, Schlagplatte) direkt erreichen, und nachdem diese Flächen durch den Pührungszylinder 10 bzw.

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die Schlaghaube 22 geführt sind, in das Material von Führungszylinder und Schlaghaube (ebenso wie das Material der Schlagelemente: Metall) gelangen. Die Schallwellen wurden somit letztlich «on der Außenfläche won Führungszylindtr 10 und Schlaghaube 22 abgestrahlt. Um dies zu verhindern, sind in die verschiedenen Schallelemente Schallsperren eingebaut, welche die Entstehungsorte des Scnalles ringförmig umgeben und durch Reflexion und teilweise Absorption verhindern, daß diese Schallwellen vom Entstehungsort direkt eine Führungsfläche erreichen, über welche sie zum Gerätegehäuse (Führungszylinder 10 und Schlaghaube 22) gelangen könnten, von wo sie nach außen abgestrahlt würden.

Beim Schlaggswicht 12 ist hierzu am unteren Ende eine Schulter 44 abgedreht, so daß man zwischen der Innenfläche des Führungszylinders 10 und dem unteren Ende des Schlaggewichtes 12 einen Ringraum erhält. Auf die Schulter 44 ist eine Schicht 46 ajs schalldämmendem Material aufgebracht, z.B. aus einem Guir^imaterial mit hoher innerer Reibung. In Anwendungsfällen, in denen mit hohen Temperaturen gerechnet werden muß, eignet sich als schallschluckendes Material ein Filz aus Metalldrähten oder mineralischen Fasern.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, hat das Schlagstück 16 einen pilzförmigen Kopfabschnitt 48 sowie einen Schaftabschnitt 50. Die Umfangswand des Kopfabschnittes 48 läuft auf der Innenfläche des Führungszylinders 10, die Umfangsflache des Schaftabschnittes 50 adf der Innenfläche einer Führungsbohrung 52, die in der Bodenwand 14 vorgesehen ist. 30

Zum Fernhalten von Schallwellen von der Umfangswand des Kopfabachnittes 48 ist in den Kopfabschnitt 48 von dessen oberer Stirnfläche 34 her eine Ringnut 54 eingestochen, die mit schallschluckendem Material 56 ausgefüllt ist. Von der untenliegenden Ringfläche des Kopfabsehnifcfeeö 48 hei? ist in der Nähö der Umfangafläche des Kopfäbschnittes 48 eine weitere Ringnut 58 eingestochen, welche mit schall-

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schluckendem Material 60 gefüllt ist. Wie aus Figur 1 ersichtlich, überlappen sich dia beiden Ringnuten 54, 58 in axialer Richtung und bilden so zusammen eine vollständige Schallsperre für direkt vom Aufschlagspunkt des Schlaggewichtes 12 ausgehende Schallwellen zur Umfangsflache dss Kopfabschnittes 48 hin.

Von der unteren Stirnfläche 36 des Schlagstückes 16 her ist nahe bei der Außenfläche des Schaftabschni':tes 50 eine weitere Ringnut 62 eingestochen, welche mit schallschlukkendem Material 64 ausgefüllt ist. Die Tiefe a^-r Ringnut 62 ist so bemessen, daß sie bei der in Figur 1 gezeigten Ausgangsstellung für einsn Schlag die direkte Verbindung zwischen dem Punktkontakt zwischen Schlagstück 16 und Schlagplatte 18 zur Innenfläche der Führungsbohrung 52 hin ■ abschattet.

j Das Schlagstück 16 hat somit einen massiven mittleren Kern,

j> welcher die Schiagbelastung vom Schlaggewicht 12 auf die

Schlagplatte 18 weitergibt, und demgegenüber geringere Festigkeit aufweisende radial außenliegende Randbereiche, die zur Wahrnehmung der Führungsaufgaben aber noch ausreichend dimensioniert sind und durch Schallsperren gegen direkt von den punktförmigen Schlagstellen ausgehende Wellenfronten geschützt sind.

Auf die Umfangsflache der kreisförmigen Schlagplatte 18 ist ?ine ringförmige Schicht 66 aus schallschluckendem Material aufgebracht, die ihrerseits einen dünnen metallisehen Führungsring 68 trägt. Letzterer läuft auf der zylindrischen Innenfläche der Schlaghaube 22. Auf disse Weine wird die Schlagplatte 18 in der Schlaghaube 22 zentriert gehalten und gleichzeitig die Schallübertragung über die Führungseinrichtung radial nach außen weitgehend urvterdrückt.

Sowohl aus Kostengrürtden als auch im Hinblick auf die spä-

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te r zu übernehmenden Belastungen und das Anschließen von lieuäudeteilen ist es in der Regel nicht möglich, ähnliche Schallsperren, wie sie oben unter Bezugnahme auf Schlaggewicht, Schlagstück und Schlagplatte erläutert wurde, auch beim Rammgut, also de'" Pfahl 20 vorzusehen. Um auch die Abatrahlung von Schallwellen durch den Betonpfahl weitgehend zu unterbinden, ist die Schlaghaube 22 mit einer innenliegenden Auskleidung 70 aus schalldämmendem Material und einer außenliegenden Verkleidung 70 aus schalldämmendem Ma-

iö teriai versehen. Die Auskleidung 7ü erstreckt sich über denjenigen axialen Bereich der Schlaghäube 22, der keine Führungsaufgaben für die Schlagplatte 18 übernehmen muß, also den unteren Bereich. In diesem sind auch drei in Un)-fangsrichtung gleich verteilte Führungsrippen 74 vorgeseherij welche zur Zentrierung des Pfahle^s 20 in der Schlaghaube 22 dienen. Die Führungsrippen 74 sind durch die Auskleidung 70 hindurchgeftthrt. Eine Verkleidung 72 erstreckt sich über denjenigen Bereich der Schlaghaube 22, in welchem letztere Führungsaufgaben für die Schlagplatte 18 hat. Wie aus Figur 1 ersichtlich, überlappt die Verkleidung 72 die Auskleidung 70 noch eine Strecke in axialer Richtung.

Das untere Ende der Schlaghaube 22 ist durch eine Ringplatte 76 verschlossen, welche eine den Pfahl 20 unter geringem Abstand umgebende Durchgangsöffnung 78 begrenzt. Die Oberseite der Ringplatte 76 ist wieder mit schallschluckendem Material 80 belegt. Auf diese Weise ist ohne Vergrösserung der Abmessungen gegenüber einem konventionellen Rammgerät ein sehr großer Teil der direkten Schallabstrahlung durch das Rammgut ausgeräumt; nur ein kleiner Teil des Abstrahi-Raumwinkels (Scheitel des Winkels an der Berührfläche zwischen oberem Pfahlende und Schlagplatte) wird nicht erfasst; die entsprechenden Schallwellen fallen aber schon unter sehr großem Winkel auf den außerhalb der Schlaghaube 22 liegenden Bereich der Pfahlaußenfläche auf, so daß schon auf Grund der geometrischen Verhältnisse nur noch eine schlechte Schallabstrahlung erfolgt.

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Zur weiteren Geräuschveiminderung, insbesondere bei Dieselrammen, bei welchen im unteren Teil des Führufigszylinders 10 ein zündfähigaa Gemisch explodiert, ist dad untere Ende des Führungszyl Inders 10 unter Abstand von eifliem rohrförmigen Blechteil 82 umgeben, welches zugleich mit der Schlaghaube 22 über die Gewindebolzen 24 am unteren Ende des Führungszylinders 10 verspannt ist. Die Innenseite des Blechteiles 82 ist mit einer Schicht 84 aus schallschluckendem Material belegt, und die Höhe des Blachteiles ÖZ entspricht dem 2 bis 3-fachen des Arbeitshubes des Schlagstückes 16.

In Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach Figur 1 kann man ein Abschirmteil für das untere Ende des Führungszylinders auch der Schlaghaube 22 zuordnen, wie bei 86 gestrichelt angedeutet. Dieses Abschirmteil kommt dann beim Lösen der Schlaghaube 22 automatisch mit frei.

Zur weiteren Schallabschirmung und zur Abmilderung von Stösssn, die beim Aufsetzen des Rammgerätes auf das Rammgut entstehen können, ist auf die Unterseite der Ringplatte ein Fahrzeug-Reifen 88 aufgesetzt.

Figur 2 zeigt ein abgewandeltes Schlagstück 16' mit einem zentralen, schlagübertragenden Schlagstückkern 90, auf dessen gesamte Außenfläche eine Schicht 92 aus schallsChlukkendem Material aufgebracht ist. Diese elastische Schicht mit hoher innerer Reibung ist verhältnismäßig hart und auf sie ist ein hülsenförmiges "ührungsteil 94 aufgesetzt. Letzteres hat am oberen Ende angeformte radiale Führungsarme 96, die zusammen einen sternförmigen Kopfabschnitt 48¹ bilden. Im übrigen entspricht die Grundgeometrie des Schlagstückes 16' derjenigen des Schlagstückes 16. Dadurch, daß das Führungsteil 94 dünnwandig ist und der im Führungszylinder 10 laufende Kopfabschnitt 48' des Schlagstückes 16' durch die Führungsarme 96 gebildet ist, wird erreicht, daß die Masse der über die Schicht 90 mitzunehmenden Schlagstückteile gering ist, so daß die Schicht 90 nur gering auf Scherung beansprucht wird.

Claims

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Ansprüche

1.) Rammgerät mit mehreren aus Metall angefertigten Schlagelementen, nämlich eimern Schlaggewicht, einem mit dem unteren Ende des Schlaggewichtes zusammenarbeitenden Schlagstück sowie einem durch das letztere angetriebene Schlagteil, welches auf ein Rammgut arbeitet, und mit einem Führungszylinder zur koaxialen Führung von Schlaggewicht und Schlagstück, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere der Schlagelemente (12, 16, 18), vorzugsweise mindestens ein Paar zusammenarbeitender Schlaglemente bei ihren auf Schlag belasteten Stirnflächen (32-40) jeweils mit einem in Umfangsrichtung durchlaufenden, axial tiefen Freirsrjm (44; 54, 58; 62; 66) ausgebildet sind.

2.) Rammgera; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial außerhalb des Freiraumes (54, 58; 62) liegender Stirnflächenabschnitt bezüglich des radial innerhalb des Freiraumes liegenden Stirnflächenabschnittes axial nach innen versetzt ist.

3.) Rammgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Freiräume 44; 54, 58; 62; 66) zumindest zum Teil mit schallabsorbierendem Material (46; 56, 60; 64; 66) ausgefüllt sind.

4.) Rammgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Freiraum (90) eines Schlagelementes (16¹) sich über die gesamte axiale Länge des betrachteten Schlägelementes (16') erstreckt und das in ihm befindliche schällabsorbierende Material (90) ein solches mit verhältnismäßig großer Härte ist, und daß auf die Außenfläche dieser Materialschicht (90) ein geringe Masse aufweisendes Führungsteil (94, 96) aufgesetzt ist.

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5.) Rammgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil radiale Führungsarme (96) aufweist,

6.) Rammgerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß radial versetzte, kammartig verschachtelte Freiiäume (54, 58) die axiale Gesamtabmessung eines Führungsahschnittes (48) eines Schlagelementes (16) zusammen ganz übeldecken.
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7.) Rammgerjit nach einem der Ansprüche 1-6, w&ftei das Schlagteiil (18) von einer Schlaghaube (22) umgeben und durch diese geführt ist, welche mit Mitteln (74) zum Führen des oberen Endes des Rammgutes (20) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaghaube (22) fest mit dem unteren E^nde des Führungszylinders (10) verbunden ist und in den außerhalb der Führungsbahn für das Schlagteil (18) gelegenen Bereichen mit schallschluckendem Material (70,72) ausgekleidet ist.
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8.) Rammgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schlaghaube (22) auf ihrer Außenseite zumindest in demjenigen axidlen Bereich mit schallschlukkendem Material (72) verkleidet ist, in welchem dip. Innenfläche der Schlaghaube (22) Führungsaufgaben für das Schlagteil (18) erfüllt.

9.) lammgerlit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dal) das untere Ende der Schlaghaube (22) durch ein Ringteil (76) verschlossen ist, welches eine enge DurchgangsöfTnung (78) für das Rammgufc (20) vorgibt und auf seiner Innenweite mit schallschluckendem Material (80) belegt ist.

10.) Rammgerllt nach einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet;* daß das untere Ende des Führungszylinders (10) zumindest übet den maximäli/vi Hub des SchlggstUk-

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!<dH (16), vorzugsweise über das 2-* bis 3-fache dieses Hubes untar geringem radialem Abstand mit schallschluökehdem Material (84) umgeben ist.

11i) Rammgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das das untere Ende des Führungszylindefs (10) unter geringem Abstand umgebende schallschluckende

Material (84) auf die Innenseite eines starren SchirmteÜes

(82) aufgebracht ist.

12i) Rammgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schirmteil (86) von der Schlaghaube (22) getragen ist.

13.) Räumgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Schirmteil (86) über die Schlaghaube(22), vorzugsweise bis zu dereii unterem linde erstreckt.