CH667301A5

CH667301A5 - Vorrichtung zum einspannen eines stabes fuer eine einrichtung zum absenken des stabes in den erdboden.

Info

Publication number: CH667301A5
Application number: CH3141/86A
Authority: CH
Inventors: Alexandr Dmitrievich Kostylev; Boris Borisovich Danilov; Boris Nikolaevich Smolyanitsky; Alexei Danilovich Terskov; Vladimir Petrovich Boginsky; Jury Nikolaevich Syryamin
Original assignee: Inst Gornogo Dela Sibirskogo O
Priority date: 1984-12-05
Filing date: 1985-08-22
Publication date: 1988-09-30
Also published as: ATA905085A; WO1986003534A1; AT385070B; DE3590640T; GB8616378D0; SE8603261D0; US4776407A; NO862781D0; GB2189733A; CA1240526A; NO166047B; JPS62500946A; GB2189733B; NO862781L; DE3590640C2; SE8603261L; SE452427B

Description

BESCHREIBUNG

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung wird insbesondere in der Bautechnik benötigt.

Stand der Technik

Bekanntlich werden in den industriell entwickelten Ländern hauptsächlich einen Korrosionsschutz-Überzug aufweisende Stäbe zum Absenken in den Erdboden verwendet. Da der Überzug zur Erzielung einer langen Lebensdauer nicht beschädigt werden darf, nimmt der Arbeitsaufwand beim Absenken infolge der schonenderen Arbeitsverfahren eher zu als ab. Das Problem besteht in der Entwicklung einer Einspannvorrichtung mit einer schonenden Kraftübertragung von einem Schlagelement auf den abzusenkenden Stab ohne Beeinträchtigung des Schutzüberzuges.

Eine aus dem im offiziellen Bulletin «Entdeckungen, Erfindungen, industrielle Muster und Warenzeichen» Nr. 17/1973 unter der IPC E 02 d, 7/18 veröffentlichten SU-Urheberschein 376 525 bekannte Einspannvorrichtung weist ein Gehäuse mit einem durchgehenden konischen Hohlraum auf, welches einstückig mit einem beweglichen gefederten Untersattel ausgebildet ist. Im Hohlraum sind Klemmelemente und eine Feder angeordnet, welche den Kontakt des Gehäuses mit dem Stab herstellt. Die am Stab angreifenden Oberflächen der Klemmelemente weisen scharfe Kanten zur Gewährleistung eines Kraftschlusses mit dem Stab auf. An der entsprechenden schlagend arbeitenden Absenkeinrichtung ist gleichachsig zur Haupteinspannvorrichtung ein zusätzlicher Mitnehmer angeordnet. Der einzuschlagende Stab wird durch den zusätzlichen Mitnehmer, das Schlagelement der Schlageinrichtung und die Haupteinspann Vorrichtung bis zum Anschlag gegen den Erdboden hindurchgeführt. Bei der Verschiebung längs des Stabes übt das Schlagelement Schläge auf den beweglichen Untersattel aus. Hierbei wird der Stab in der Einspannvorrichtung festgeklemmt und zusammen mit dieser nach unten verschoben.

Gleichzeitig mit der Absenkung des Stabes wird eine Rückstellfeder zusammengedrückt, welche den Untersattel mit der Einspannvorrichtung zwischen den Schlägen wieder in die Ausgangsstellung anhebt.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Einspannvorrichtung eine unzureichende Festigkeit des mit dem Gehäuse einstückig ausgebildeten Untersattels, der eine ausserhalb der Mitte liegende Schlagbeanspruchung aufnimmt. Ferner muss die Schlageinrichtung in Abhängigkeit von der Absenkung des Stabes über diesen verschoben und auf einem neuen Niveau befestigt werden, so dass die scharfen Kanten der Klemmelemente erneut Einschneidspuren an der Oberfläche des Stabes hinterlassen, welche den Schutzüberzug beschädigen und damit Quellen der Korrosion bilden.

Eine weitere, aus der US-PS 4 205 727 (IPC E 21 B, 1/02) bekannte Einspannvorrichtung der genannten Art weist ein Gehäuse mit einem durchgehenden konischen Hohlraum und Vorsprüngen an der Aussenfläch'e, im konischen Hohlraum angeordnete gefederte Klemmelemente mit Nuten an der Aussenfläche und Hebel auf, die auf den Achsen in den Gehäusevorsprüngen angeordnet und mit ihrem einen Ende in die Nuten der IClemmelemente eingesetzt sind. Die Innenflächen der Klemmelemente weisen zum Angreifen an dem abzusenkenden Stab scharfe Kanten zur Herstellung eines Kraftschlusses zwischen dem Stab und der Einspannvorrichtung auf. Diese Einspannvorrichtung kann beispielsweise mit'einem Druckluft-Schlagwerk nach der US-PS 4 160 486 (IPC E 21 B, 1/02) starr verbunden sein.

Der einzuschlagende Stab wird von oben in einen axialen Kanal des Druckluft-Schlagwerkes eingesetzt und durch die Einspannvorrichtung bis zum Anschlag gegen den Erdboden hindurchgeführt. Indem der Stab in der erforderlichen Stellung festgehalten wird, wird das Druckluft-Schlagwerk bis zu einer Höhe von 0,5 bis 0,7 m über der Bodenoberfläche angehoben. Die Klemmelemente werden unter der Wirkung einer Feder in die obere Stellung bis zum Angreifen ihrer scharfen Kanten am abzusenkenden Stab gedrückt. Unter der Wirkung der Schläge des Druckluft-Schlagwerkes, welche auf die mit ihm starrverbundene Einspannvorrichtung übertragen werden, erfolgt das Festklemmen des Stabes in der Einspannvorrichtung und die Absenkung desselben in den Erdboden. Sobald sich die Einspannvorrichtung der Bodenoberfläche nähert, wird sie geöffnet, indem das Druckluft-Schlagwerk längs des Stabes unter der Wirkung von reaktiven Rückstoss-kräften mit einem nachfolgenden Kraftschluss des Stabes in der Einspannvorrichtung nach oben verschoben wird. Durch die Umstellung des Druckluft-Schlagwerkes bleiben am Stab eine Vielzahl von durch die scharfen Kanten der Klemmelemente verursachten Spuren in Form von Querrissen zurück, durch welche der Korrossionsschutz-Überzug beschädigt wird.

Ferner werden bei der bekannten Einspannvorrichtung die am Stab angreifenden Kanten der Klemmelemente während des Betriebes abgestumpft, so dass ihre Eindringtiefe in den Stab abnimmt und dadurch der Kraftschluss zwischen der Vorrichtung und dem Stab verringert wird. Als Folge des verringerten Kraftschlusses rutscht die Einspannvorrichtung auf dem Stab unter der Wirkung der Schlagbeanspruchungen. Bei fortschreitendem Verschleiss der Kanten ist ein Kraftschluss überhaupt nicht mehr gewährleistet. Da der Reibungskoeffizient von Stahl zu Stahl relativ niedrig ist, erreicht die Reibungskraft zwischen den Klemmelementen und dem Stab für einen Kraftschluss nicht mehr aus, so dass die Einspannvorrichtung bei Schlagbeanspruchung auf dem Stab abrutscht und ein Absenken des Stabes nicht mehr möglich ist.

Die aufgezählten Faktoren schränken das Einsetzen der Einspannvorrichtungen und Einrichtungen zum Absenken von Stäben in den Erdboden ein und setzen auch die Betriebszuverlässigkeit der Einspannvorrichtung herab.

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Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspannvorrichtung der Eingang genannten Art zu entwickeln, die einen zuverlässigen Kraftschluss mit dem abzusenkenden Stab gewährleistet, ohne einen Oberflächenschutzüberzug des Stabes, beispielsweise einen Korrossionsschutz-Überzug, in seiner Ganzheit zu beeinträchtigen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichnen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 kann die Lebensdauer der in Vertiefungen der Klemmelemente angeordneten Beläge erheblich verlängert werden.

Durch eine bevorzugte Ausführungsform nach Anspruch 3 lässt sich die Herstellung der Klemmelemente wesentlich vereinfachen.

Nachfolgend wird das Wesen der vorliegenden Erfindung näher erläutert.

Die auf den abzusenkenden Stab gerichtete Schlagbeanspruchung wird mittels Haftkräften auf den Stab übertragen, die an den Berührungsstellen zwischen den Klemmelementen und dem Stab wirksam sind. Diese Kräfte hängen im wesentlichen vom Neigungswinkel der Erzeugenden des konischen Gehäusehohlraumes, von der Art der Berührung der Klemmelementen mit dem Stab und vom Werkstoff der Beläge der Klemmelemente sowie vom Werkstoff des Stabes ab. Die Verwendung von den Stab umfassenden Belägen aus einem Reibwerkstoff bietet die Möglichkeit, unter der Wirkung der Schlagbeanspruchung den Kraftschluss der aus Einspannvorrichtungsgehäuse, Klemmelementen und Stab gebildeten Anordnung aufgrund der Ruhereibungskraft zu gewährleisten. Zudem wird durch die Reibwerkstoff-Beläge an den Klemmelementen anstelle der bisher verwendeten scharfen Kanten eine Beschädigung der Staboberfläche vermieden.

Durch die Verwendung einer zwischen der Feder und den Klemmelementen angeordneten konisch geformten Scheibe, den daran angepassten, konisch geformten Stirnflächen der Klemmelemente, sowie durch die Ausführung der kontaktierenden Oberflächen der Nuten der genannten Elemente und der Hebel geneigt zur Achse der Einspannvorrichtung ist ein zwangsweiser Kontakt der Klemmelemente mit dem Gehäuse beim Öffnen der Einspannvorrichtung und eine freie Umstellung des Druckluft-Schlagwerkes auf dem Stab je nach dessen Absenkung gewährleistet.

Durch eine solche Ausführung gewährleistet die erfin-dungsgemässe Einspannvorrichtung zuverlässige Übertragung der Schläge auf den Stab ohne eine Beeinträchtigung der Staboberfläche. Die Anwendung dieser technischen Lösung lässt neben der Zuverlässigkeit eine hohe Lebensdauer der Einspannvorrichtung erwarten.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Gesamtansicht einer Vorrichtung zum Einspannen eines langen Stabes geringer Steifigkeit für eine Einrichtung zum Absenken des Stabes in den Erdboden.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Die dargestellte Einspannvorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit einem durchgehenden konischen Hohlraum 2 auf, in welchem Klemmelemente 3 mit durchgehend ausgebildeten Nuten 4 im oberen Teil und mit Belägen 5 aus einem Reibwerkstoff angeordnet sind. Die Beläge 5 sind in Vertiefungen 6 angeordnet, die an den Innenflächen der Klemmelemente 3 ausgebildet sind. An der Aussenfläche des Gehäuses 1 sind

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Ausleger 7 ausgebildet, in denen an Schwenkachsen 8 Hebel 9 befestigt sind, welche mit ihrem einen Ende in die Nuten 4 eingreifen. Stirnseitige Oberflächen 10 und 11 der Hebel 9 und der Nuten 4 sind zur Längsachse der Einspannvorrichtung geneigt. Die Klemmelemente 3 sind gegen die Hebel 9 und das Gehäuse 1 mittels einer Feder 12 vorgespannt, die zwischen einem Flansch 13 des Gehäuses 1 und einer Scheibe 14 angeordnet ist. Der Flansch 13 deckt den konischen Hohlraum 2 des Gehäuses 1 ab und ist darin mittels eines Sicherungsringes 15 fixiert. Die der Scheibe 14 zugekehrten Stirnflächen 16 und 17 der Klemmelemente 3 sowie die Oberfläche der Scheibe 14 sind konisch ausgebildet. Die Einspannvorrichtung ist im konischen Sitz einer Schlageinheit 18 aufgenommen. An der Absenkungsstelle des Stabes 19 ist eine Spreizbuchse 20 mit einer mittig angebrachten Bohrung 21 montiert.

Die Einspannvorrichtung arbeitet folgendermassen:

Die Schlageinheit 18 mit der in ihrem konischen Sitz aufgenommenen Einspannvorrichtung wird solcherweise in die senkrechte Lage gebracht, dass sich die Hebel 9 an der Spreizbuchse 20 abstützen. Unter der Wirkung der Schwerkraft der Schlageinheit 18 werden die Hebel 9 um die Achsen 8 verschwenkt, und verschieben, indem sie auf die Oberfläche 11 der Nut 4 einwirken, die Klemmelemente 3 nach unten und drücken dabei die Feder 12 zusammen. Da die kontaktierenden Oberflächen 10 und 11 der Hebel 9 und der Nuten 4 zur Achse der Einspannvorrichtung geneigt sind, die Stirnflächen 16 und 17 der Klemmelemente 3 und der Scheibe 4 aber konisch ausgebildet sind, gehen die Klemmelemente 3 bei ihrer Abwärtsbewegung seitwärts auseinander und werden an die Seitenfläche des durchgehenden konischen Hohlraumes 2 des Gehäuses 1 angedrückt. Hierbei wird der Durchgangsquerschnitt zwischen den Klemmelementen grösser.

Der Stab 19 wird von oben her in die Schlageinheit 18 und die Einspannvorrichtung eingesetzt und durch diese sowie die Spreizbuchse 20 bis zum Anschlag desselben gegen den Boden hindurchgeführt. Da die Klemmelemente 3 an die Seitenfläche des konischen Hohlraumes des Gehäuses 1 angedrückt sind, geht der Stab durch sie ungehindert hindurch, ohne die Beläge 5 zu streifen. Indem man den Stab in der erforderlichen Lage festhält, hebt man die Schlageinrichtung in eine Höhe von 0,5 bis 0,7 m über der Bodenoberfläche. Die Klemmelemente 3 werden hierbei durch die Feder 12 in die obere Stellung gehoben und berühren das Gehäuse 1 und den Stab 19. Unter der Wirkung der Schwerkraft der Schlageinheit 18 erfolgt das Schliessen der Einspannvorrichtung. Beim Einschalten der Schlageinheit übt das Schlagorgan Schläge auf deren Gehäuse aus,die auf die mit ihm starr verbundene Einspannvorrichtung übertragen werden. Unter der Wirkung dieser Schläge ist das Gehäuse 1 der Einspannvorrichtung bestrebt, sich nach unten zu verschieben. Hierbei gleitet es relativ zu den Klemmelementen 3 durch und drückt diese an den Stab an. Die von Seiten der Arbeitskammern der Schlageinheit wirkenden Rückstosskräfte sind bestrebt, das Gehäuse 1 der Einspannvorrichtung nach oben zu verschieben und die Einspannvorrichtung zu öffnen. Jedoch übersteigen die zum Öffnen der Einspannvorrichtung erforderlichen Kräfte grössenmässig die Rückstosskräfte, weil der Spitzenwinkel des Kegels des konischen Hohlraumes 2 kleiner als der Keilselbsthemmungswinkel ist, weshalb kein unkontrolliertes Öffnen der Vorrichtung möglich ist.

Unter der Wirkung von Schlägen wird der Stab 19 in den Boden abgesenkt. Bei Erreichen der Bodenoberfläche stützen sich die Hebel 9 der Einspannvorrichtung an der Spreizbuchse 20 ab, die auf der Bodenoberfläche aufliegt, und schwenken bei der weiteren Absenkung des Stabes 19 um die

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Achsen 8. Der Hebel 9 wirkt mit seiner kontaktierenden Oberfläche 10 auf die kontaktierende Oberfläche 11 des Klemmelementes 3 ein und verschiebt dieses nach unten. Da die kontaktierenden Oberflächen 10 und 11 zur Achse der Einspannvorrichtung geneigt sind, die Stirnflächen 16 und 17 der Klemmelemente 3 und der Scheibe 14 aber kegelig ausgebildet sind, so streben die Klemmelemente 3 bei ihrer Abwärtsbewegung seitwärts auseinander, indem sie sich an das Gehäuse 1 andrücken. Zwischen ihnen und dem Stab 19 bildet sich ein Spalt. Im Augenblick des Öffnens der Einspannvorrichtung verschiebt sich die Schlageinheit 18 unter der Wirkung der Rückstosskräfte längs dem Stab 19 nach oben bis zum Augenblick, da das Schlagorgan der Schlageinheit 18 einen nächstfolgenden Schlag ausübt, welcher die Einspannvorrichtung erneut schliesst und den Stab in derselben festklemmt.

Des weiteren wiederholt sich der beschriebene Zyklus bis zur vollständigen Absenkung des Stabes in den Boden.

Somit bietet die erfindungsgemässe Einspannvorrichtung für eine Einrichtung zur Absenkung von Elementen geringer

Steifigkeit in den Boden die Möglichkeit, Stäbe, welche einen Oberflächenschutzüberzug aufweisen, ohne Beeinträchtigung der Ganzheit dieses Überzugs dank der Ausrüstung der Klemmelemente mit Reibstoff-Belägen abzusenken und s dabei einen zuverlässigen Kraftschluss des Stabes in der Spannvorrichtung dank der Ruhereibungskraft sicherzustellen, die bekanntlich die Gleitreibungskraft überschreitet und die Staboberfläche nicht beschädigen wird. Darüber hinaus führt der Verschleiss der Beläge nicht zur Störung der io Arbeit der Einspannvorrichtung und zum Rutschen derselben auf dem Stab, da der Reibungskoeffizient vom Verschleiss der Auflageplatten unabhängig ist.

Gewerbliche Verwertbarkeit 15 Die Erfindung kann zur Absenkung von langen Stabelementen in den Erdboden angewendet werden. Besonders effektiv ist die Anwendung der Erfindung beim Absenken von Stabelementen, die eine geringe Steifigkeit in Längsrichtung besitzen, z.B. Erdungselektroden, Anker, Nadelfilter 20 u.dgl.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zum Einspannen eines langen Stabes geringer Steifigkeit für eine Einrichtung zum Absenken des Stabes in den Erdboden, mit einem Gehäuse (1), das an der Aussense ite angeordnete Ausleger (7) und einen durchgehenden konischen Hohlraum (2) aufweist, in dem mindestens zwei gefederte Klemmelemente (3) mit Nuten (4) angeordnet sind, in welche Nuten (4) je ein an einem der Ausleger (7) befestigter Hebel (9) mit seinem einen Ende eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Feder (12) und den Klemmelementen (3) eine Scheibe (14) angeordnet ist, dass die Stirnflächen (16) der Klemmelemente (3) und die angrenzende Fläche (17) der Scheibe (14) konisch geformt sind, dass die sich berührenden Oberflächen (10, 11 ) der Nuten (4) und der Hebel (9) zur Achse der Einspannvorrichtung geneigt sind und dass die Klemmelemente (3) zum Angreifen am Stab (19) bestimmte Beläge (5) aus einem Reibwerkstoff aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beläge (5) in Vertiefungen (6) in den Klemmelementen (3) angeordnet sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass die Nuten (4) in den Klemmelementen (3) durchgehend ausgebildet sind.