CH623772A5

CH623772A5 -

Info

Publication number: CH623772A5
Application number: CH1299377A
Authority: CH
Inventors: Alexandr Dmitrievich Kostylev; Vladimir Petrovich Boginsky; Boris Nikolaevich Smolyanitsky; Khaim Berkovich Tkach
Original assignee: Inst Gornogo Dela Sibirskogo O
Priority date: 1976-10-27
Filing date: 1977-10-25
Publication date: 1981-06-30
Also published as: FI62782B; CA1079138A; FR2369061A1; FI62782C; AT348940B; FI773106A; NO155207B; GB1566780A; SE433583B; SE7711955L; US4159040A; NO773672L; FR2369061B1; DE2747174C2; NO155207C; ATA725377A; DE2747174A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckluft-Schlagwerk zum Eintreiben von stabförmigen Bauteilen, das ein mit Schaftstück und Vorderteil ausgestattetes zylinderförmiges Hohlgehäuse enthält, in dessen Inneren ein in axiale hin und her gehende Bewegung versetzbarer abgestufter Schlagkopf untergebracht ist, dessen Kleindurchmesserstufe mit dem Schaftstück zusammenwirkt und durch ihre Stirnseite mit dem Schaftstück eine hintere Arbeitskammer mit variablem Inhalt bildet, die ständig mit der Druckluftquelle in Verbindung steht, während im Vorderteil des Gehäuses der Schlagkopf eine vordere Arbeitskammer mit variablem Inhalt bildet, die durch eine axiale Bohrung im abgestuften Schlagkopf bei seiner Vorderstellung auf der hinteren Arbeitskammer und bei seiner Hinterstellung durch Längskanäle an der Aussenseite der Grossdurchmesserstufe des Schlagkopfes mit der Ausseniuft verbunden ist, wobei der Schlagkopf bei seiner hin und her gehenden Bewegung im Gehäuse unter Bewirkung der Druckluft, die den Arbeitskammern zugeführt wird, auf das Gehäuse aufschlägt.

Dieses Schlagwerk ist am zweckmässigsten zum Eintreiben von Erdelektroden, Ankern in den Boden zu benutzen, d.h. von stabförmigen Bauteilen, bei denen die Querschnittsgrösse im Vergleich zur Länge inkommensurabel ist.

Jetzt sind einige Schlagwerkarten zum Eintreiben von stabförmigen Bauelementen in den Boden bekannt.

Es ist eine hydraulische Einrichtung zum Einpressen vor stabförmigen Erdelektroden in den Boden bekannt. Die Einrichtung stellt einen hydraulischen Kraftzylinder mit Kolben dar, an dessen beiden Seiten eine Hohlstange angeordnet ist, in die die zu versenkende Elektrode eingesetzt wird. Am Oberteil des Zylinders ist gleichachsig mit der Stange eine Führungsschiene montiert, die auf ihrer ganzen Höhe einen schraubenförmigen Schlitz mit grosser Steigung aufweist. An der Aussenfläche ist ein Zapfen befestigt, der in den schraubenförmigen Schlitz der Führungsschiene eingreift. Am unteren Freiende der Stange ist starr eine selbstverkeilende Klemmvorrichtung angeordnet.

Das Gehäuse des Kraftzylinders wird durch Bügel am Freileitungsmast oder am Rahmen einer Baumaschine, z.B. eines Traktors, befestigt. Die Zuführung der Arbeitsflüssigkeit kann sowohl in den oberen als auch in den unteren Hohlraum des hydraulischen Kraftzylinders erfolgen.

Am Anfang des Betriebes wird die Stange in die Oberstellung hochgezogen und die Elektrode in die Stange bis zum Anschlag gegen den Boden eingesetzt. Danach wird die Flüssigkeit in den oberen Hohlraum des Hydraulikzylinders geleitet, und der Kolben mit der Stange werden abwärts versetzt. Dabei verklemmt die Klemmvorrichtung starr die Elektrode, wodurch die letztere mit der Hohlstange mitläuft. Der Zapfen bewegt sich, indem er abwärts läuft, im schraubenförmigen Schlitz der Führungsschiene und die Stange mit Elektrode in zusätzliche Drehbewegung versetzt. Erreicht der Kolben die untere Stellung, so beginnt die Flüssigkeit in den unteren Hohlraum zu laufen und die Stange steigt hoch. Dabei wird die Elektrode von der Klemmvorrichtung losgelassen, und die Klemmvorrichtung steigt mit der Stange ohne Elektrode aufwärts. Ist die Oberstellung erreicht, beginnt die Stange wieder die Elektrode (in den Boden) einzupressen.

Der Mangel dieser bekannten hydraulischen Einrichtung besteht in seinen grossen Abmessungen, in der Notwendigkeit der Befestigung an einem massiven Freileitungsmast oder am Rahmen einer Baumaschine. Ausserdem ist das Versenken der Stäbe durch diese Einrichtung in festen oder gefrorenen Boden erschwert oder in der Praxis undurchführbar infolge der statischen Art der Belastung, die auf den Stab wirkt.

Es sind auch Drehwerke zum Einschrauben von stabförmigen Bauelementen in den Boden bekannt, z. B. ein Handwerk, das auf der Grundlage einer Elektrobohrmaschine ausgeführt ist. Die Einrichtung besteht aus einem Elektrobohrer, der mit einem Untersetzungsgetriebe versehen ist, dessen schnellaufende Welle mit der Welle des Elektrobohrers gekoppelt ist. Die langsamlaufende Welle des Untersetzungsgetriebes ist als Hohlwelle ausgeführt und mit einer selbstverkeilenden Klemmvorrichtung versehen, die am unteren Wellenende befestigt ist. Am Oberteil des Untersetzungsgetriebes ist gleichachsig mit der langsamlaufenden Welle ein Gehäuse befestigt, das ein Rohr darstellt.

Die Elektrode wird in das Gehäuse eingesetzt und durch die langsamlaufende Hohlwelle und Klemmvorrichtung gezogen. Danach wird der Elektrobohrer eingeschaltet. Die Drehung des Bohrers wird über das Untersetzungsgetriebe und die selbstverkeilende Klemmvorrichtung auf die Elektrode übertragen. Die Presskraft zum Versenken der Elektrode wird von Hand erzeugt. Sowie die Klemmvorrichtung die Bodenoberfläche erreicht hat, wird der Bohrer abgeschaltet, längs der Elektrode aufwärts verschoben und das Einschrauben dann weiter fortgesetzt.

Der Mangel des bekannten Drehwerks besteht in der Handerzeugung der Druckkraft, wodurch keine grossen Druckkräfte entwickelt werden können. Ausserdem können Elektroden durch dieses Drehwerk im festen und gefrorenen Boden nicht versenkt werden.

Ausserdem ist ein Druckluft-Schlagwerk bekannt, das zum Versenken von stabförmigen Bauelementen in den Boden bestimmt ist. Das Druckluft-Schlagwerk enthält ein Gehäuse, in

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dessen Vorderteil starr eine Klemmvorrichtung befestigt ist. Im Inneren des Gehäuses ist ein in axiale hin und her gehende Bewegung versetzbarer abgestufter Schlagkopf untergebracht. Der Endteil des Gehäuses ist durch ein Schaftstück geschlossen, in dem ein Schlitz zur Zuführung und zum Auspuff der Luft ausgeführt. Der Schlagkopf bildet mit dem Gehäuse die vordere Arbeitskammer, mit dem Schaftstück aber die hintere Arbeitskammer. Die hintere Arbeitskammer steht ständig mit der Druckluftquelle in Verbindung, die vordere Arbeitskammer aber steht periodisch mit der hinteren Kammer und mit der Ausseniuft in Verbindung.

Das Schlagwerk wird oben auf dem stabförmigen Bauelement durch die Klemmvorrichtung befestigt. Bei Druckluftzuführung wird der Schlagkopf in eine hin und her gehende Bewegung (Pendelbewegung) versetzt und übt Schläge gegen den Vorderteil des Gehäuses aus. Unter Einwirkung dieser Schläge, die durch das Gehäuse und die Klemmvorrichtung übertragen werden, wird der stabförmige Bauteil in den Boden versenkt.

Der Mangel des bekannten Druckluft-Schlagwerkes besteht darin, dass die Schläge nur gegen die Stirnfläche des stabförmigen Bauelementes ausgeübt werden können, wodurch stabförmige Bauteile nicht eingeschlagen werden können, deren Durchmesser im Vergleich mit deren Länge sehr klein sind, und zwar infolge Verformung der Bauelemente während des Einschlagens.

Es ist auch ein Druckluft-Schlagwerk (nach dem Belgien-Patent Nr. 816 991) bekannt, das ein mit Schaftstück im Vorderteil versehenes zylinderförmiges Hohlgehäuse enthält, in dessen Inneren ein in axiale hin und her gehende Bewegung versetzbarer abgestufter Schlagkopf untergebracht ist. Die Kleindurchmesserstufe des Schlagkopfes wirkt mit dem Schaftstück zusammen und bildet durch ihre Stirnseite mit dem Schaftstück die hintere Arbeitskammer mit variablem Inhalt, die ständig mit der Druckluftquelle in Verbindung steht. Im Vorderteil des Gehäuses bildet der Schlagkopf die vordere Arbeitskammer mit variablem Inhalt, die mit der hinteren Arbeitskammer in Verbindung steht, und zwar durch die axiale Bohrung im abgestuften Schlagkopf bei seiner Vorderstellung und bei seiner Hinterstellung mit der Ausseniuft durch die Längskanäle an der Aussenfläche der Grossdurchmesserstufe. Der Schlagkopf übt Schläge gegen das Gehäuse aus bei seiner hin und her gehenden Bewegung im Gehäuse unter Einwirkung der in die Arbeitskammern zugeführten Druckluft. Die Bewegung (der Lauf) des Schlagkopfes erfolgt dank der Differenz zwischen seinen Flächen an den Seiten der vorderen und hinteren Arbeitskammern, die unter dem Pressluftdruck stehen.

Nachteilig bei diesem bekannten Druckluft-Schlagwerk ist es, dass beim Einschlagen von stabförmigen Bauteilen das Schlagwerk am Oberteil des stabförmigen Bauteils befestigt wird. Der stabförmige Bauteil wird in den Boden unter Einwirkung von Schlägen eingetrieben, die gegen seine Stirnseite ausgeübt werden. Deshalb können nicht durch das bekannte Druckluft-Schlagwerk stabförmige Elemente eingeschlagen werden, deren Durchmesser im Vergleich zur Länge sehr klein ist, infolge Verformung während des Einschlagens.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Mängel der obenbeschriebenen Einrichtungen zum Versenken von stabförmigen Bauteilen in den Boden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckluft-Schlagwerk zum Einschlagen stabförmiger Bauteile zu entwik-keln, das das Einschlagen von stabförmigen Bauteilen gewährleistet, deren Ouerschnittsgrösse im Vergleich zur Länge sehr klein sind, und zwar durch Anlegen der Schlagbelastung (Stossbelastung) an einer Stelle, die das Auftreten von Verformungen beim Einschlagen verhindert.

Die gestellte Aufgabe wird beim Druckluft-Schlagwerk der eingangs genannten Art erfindungsgemäss so gelöst, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definiert ist.

Eine solche Ausführung des Druckluft-Schlagwerkes ermöglicht es, das stabförmige Bauelement, dessen Querschnittsgrösse im Vergleich zur Länge sehr klein ist, durch das Führungsrohr durchzutreiben und das erwähnte Schlagwerk in einem solchen Abstand von der Stirnseite des stabförmigen Bauelementes zu befestigen, der seine Verformung beim Einschlagen verhindert.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 teilweisen Längsschnitt des erfindungsgemässen Druckluft-Schlagwerkes bei Vorderstellung des stufenartigen Schlagkopfes,

Fig. 2 Querschnitt nach der Linie II—II der Fig. 1,

Fig. 3 teilweisen Längsschnitt des erfindungsgemässen Druckluft-Schlagwerkes bei Hinterstellung des abgestuften Schlagkopfes.

Das erfindungsgemässe Druckluft-Schlagwerk (Fig. 1, 2, 3) enthält ein zylinderförmiges Hohlgehäuse 1 mit einem Schaftstück 2 und einem Vorderteil. Das Schaftstück 2 ist in Form einer abgestuften Büchse ausgeführt, die durch ein Gewinde an der Stirnseite des Gehäuses 1 befestigt ist und den Innenhohlraum des Gehäuses 1 abschliesst. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein in axiale hin und her gehende Bewegung versetzbarer abgestufter Schlagkopf 3 angeordnet. Die Kleindurchmesserstufe des Schlagkopfes 3 sitzt so in der axialen Öffnung des Schaftstücks 2, dass ihre Aussenfläche mit der Innenfläche der Axialöffnung des Schaftstücks 2 zusammenwirkt. Die Grossdurchmesserstufe des Schlagkopfes 3 liegt näher am Vorderteil des Gehäuses 1, und ihre Aussenfläche wirkt mit der Innenfläche des Gehäuses 1 zusammen.

Der abgestufte Schlagkopf 3 bildet bei seiner Vorderstellung (wie es in Fig. 1 gezeigt ist) im Gehäuse 1 an der Seite des Schaftstückes 2 eine hintere Arbeitskammer 4 mit variablem Inhalt. Diese Kammer 4 ist durch die Stirnfläche der Kleindurchmesserstufe des Schlagkopfes 3 und die Innenfläche der Axialöffnung des Schaftstückes 2 gebildet. Die hintere Arbeitskammer 4 steht ständig mit der (in Fig. 1 nicht angedeuteten) Druckluftquelle in Verbindung.

An der Seite des Gehäusevorderteils bildet der Schlagkopf eine Arbeitskammer 5 mit variablem Volumen. Die Kammer 5 ist durch die an die Seite des Vorderteils des Gehäuses 1 gerichtete Fläche der Grossdurchmesserstufe des Schlagkopfes 3 und die Innenfläche des Gehäuses 1 gebildet.

Im stufenartigen Schlagkopf 3 ist eine Axialbohrung ausgeführt, durch die ein Rohr 6 zum Führen des einzuschlagenden stabförmigen Bauelementes 13 läuft. Das Führungsrohr 6 ist koaxial zum abgestuften Schlagkopf 3 und zum Gehäuse 1 angeordnet, es durchläuft das ganze Gehäuse 1 und es ist im Schaftstück 2 und im Vorderteil des Gehäuses 1 befestigt. Die Aussenfläche des Führungsrohres 6 berührt die Innenfläche der axialen Bohrung des Schlagkopfes 3.

In der Aussenseite des Führungsrohres 6 ist eine in der Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung 7 ausgeführt, die einen Kanal bildet, der die hintere Arbeitskammer 4 mit der vorderen Arbeitskammer 5 verbindet, wenn sich der abgestufte Schlagkopf 3 in seiner Vorderstellung befindet.

In der Innenseite des Gehäuses 1, und zwar an der Seite des Schaftstückes 2, ist eine Ausdrehung 8 ausgeführt, die durch Auspuffschlitze 9 in der Stirnwand des Schaftstückes 2 mit der Ausseniuft verbunden ist.

An der Aussenfläche der Grossdurchmesserstufe des Schlagkopfes 3 sind Längskanäle 10 ausgeführt, die bei Hinterstellung des abgestuften Schlagkopfes 3 die vordere Ar5

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beitskammer 5 mit der Ausdrehung 8 und der Ausseniuft verbinden.

Die Druckluft wird den Arbeitskammern 4, 5 durch einen am Schaftstück 2 befestigten Schlauch 11 zugeführt.

Am Vorderteil des Gehäuses 1 ist eine Klemmvorrichtung 12, z. B. einer Zangenspannungsart zum Festhalten des stabförmigen Bauelementes 13 starr befestigt.

Der Betrieb des Druckluft-Schlagwerks verläuft in folgender Weise.

Das stabförmige Bauelement 13 wird durch das Führungsrohr 6 getrieben. Danach wird das Druckluft-Schlagwerk mittels der Klemmvorrichtung 12 am stabförmigen Bauelement 13 in einem solchen Abstand vom unteren Ende befestigt, dass eine Verformung des stabförmigen Bauelementes 13 beim Eintreiben desselben ausgeschlossen ist. Darauf wird das stabförmige Bauelement 13 in die zum Eintreiben vorgesehene Ausgangsstellung angeordnet und durch einen (in den Fig. 1, 2, 3 nicht angedeuteten) Luftverteilungshahn wird den Arbeitskammern 4, 5 Druckluft zugeführt.

Bei der in Fig. 1, 2 gezeigten Vorderstellung des abgestuften Schlagkopfes 3 gelangt die Druckluft aus der hinteren Arbeitskammer 4 durch den Kanal 7 in die vordere Arbeitskammer 5. In der vorderen Arbeitskammer 5 stellt sich praktisch derselbe Luftdruckwert wie in der hinteren Arbeitskammer 4 ein. Da die Fläche des abgestuften Schlagkopfes 3 die dem Pressluftdruck an der Seite der vorderen Arbeitskammer 5 ausgesetzt wird, grösser als die Fläche des stufenartigen Schlagkopfes 3 ist, die unter dem demselben Pressluftdruck an der Seite der hinteren Arbeitskammer 4 steht, beginnt der abgestufte Schlagkopf 3 sich in Richtung zum Schaftstück 2 zu bewegen.

Nach einer Schliessung des Kanals 7 durch die Innenfläche der Axialbohrung des abgestuften Schlagkopfes 3 erfolgt die weitere Bewegung des abgestuften Schlagkopfes 3 dank der Energie der in der vorderen Arbeitskammer 5 expandierenden Luft.

In der hinteren Stellung des Schlagkopfes 3 (Fig. 3) mün-5 den seine Längskanäle 10 in die Ausdrehung 8 des Gehäuses 1. Dadurch erfolgt ein Luftauspuff in die Ausseniuft aus der vorderen Arbeitskammer 5, und zwar durch die Längskanäle 10 und die Auspufföffnung 9.

Der Luftdruck in der vorderen Arbeitskammer 5 sinkt bis io auf den Aussenluftdruckwert ab, der Schlagkopf 3 steht in seiner Hinterstellung zunächst still (Fig. 3), und dann beginnt er sich unter dem Druck der in der hinteren Arbeitskammer 4 vorhandenen Pressluft in Richtung zum Vorderteil des Gehäuses 1 zu bewegen, und zwar bis zum Aufschlag an diesen. Vor 15 der Schlagausübung öffnet sich der Kanal 7 am Führungsrohr 6, und die vordere Arbeitskammer 5 wird mit der hinteren Arbeitskammer 4 in Verbindung gesetzt.

Unter Einwirkung der auf den Vorderteil des Gehäuses 1 ausgeübten Schläge sinkt das mit dem Gehäuse fest verbun-20 dene stabförmige Bauelement in den Boden. Nachdem die Klemmvorrichtung 12 des Druckluft-Schlagwerkes die Bodenoberfläche erreicht hat, wird die Druckluftzuführung an die Arbeitskammern 4, 5 unterbrochen und das stabförmige Bauelement 13 aus der Klemmvorrichtung 12 losgelöst. 25 Danach wird das Druckluft-Schlagwerk auf dem stabförmigen Bauelement 13 aufwärts verschoben, an diesem befestigt und das Eintreiben des Bauelementes 13 weiter fortgesetzt.

Zum Unterschied von bekannten Druckluft-Schlagwerken ermöglicht dieses Druckluft-Schlagwerk die Ausübung von 30 Schlägen an einer Stelle, die keine Verformung des stabförmigen Bauelementes bewirkt. Dabei können stabförmige Bauelemente eingeschlagen werden, deren Querschnitt im Vergleich zu deren Länge sehr klein ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

623 772 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Druckluft-Schlagwerk zum Eintreiben von stabförmigen Bauelementen, das ein mit Schaftstück und Vorderteil ausgestattetes zylinderförmiges Hohlgehäuse enthält, in dessen Inneren ein in axiale hin und her gehende Bewegung versetzbarer abgestufter Schlagkopf untergebracht ist, dessen Kleindurchmesserstufe mit dem Schaftstück zusammenwirkt und durch ihre Stirnseite mit dem Schaftstück eine hintere Arbeitskammer mit variablem Inhalt bildet, die ständig mit der Druckluftquelle in Verbindung steht, während im Vorderteil des Gehäuses der Schlagkopf eine vordere Arbeitskammer mit variablem Inhalt bildet, die durch eine axiale Bohrung im abgestuften Schlagkopf bei seiner Vorderstellung mit der hinteren Arbeitskammer und bei seiner Hinterstellung durch Längskanäle an der Aussenseite der Grossdurchmesserstufe des Schlagkopfes mit der Ausseniuft verbunden ist, wobei der Schlagkopf bei seiner hin und her gehenden Bewegung im Gehäuse unter Einwirkung der Druckluft, die den Arbeitskammern zugeführt wird, auf das Gehäuse aufschlägt, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Führungsrohr (6) versehen ist, das ermöglicht, dass das einzuschlagende stabförmige Bauelement (13) im Rohrinneren angeordnet sein kann, dass das Führungsrohr (6) durch das ganze Gehäuse (1) hindurchläuft, koaxial zum abgestuften Schlagkopf (3) und zum Gehäuse (1) in dessen Schaftstück (2) und dessen Vorderteil befestigt ist, dass die Aussenfläche des Führungsrohres (6) die Innenfläche der Axialbohrung im abgestuften Schlagkopf (3) berührt und dass in dieser Aussenfläche mindestens ein Kanal (7) ausgeführt ist, der die hintere Arbeitskammer (4) mit der vorderen Arbeitskammer (5) bei Vorderstellung des abgestuften Schlagkopfes (3) verbindet und dass im Vorderteil des Gehäuses (1) eine Klemmvorrichtung (12) zum Festhalten des stabförmigen Bauelementes (13) starr befestigt ist.

2. Druckluft-Schlagwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (7) als eine ringförmige Ausdrehung in der Aussenfläche des Führungsrohres (6) ausgeführt ist.