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Die Erfindung betrifft ein Rammgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Das Rammgerät ist insbesondere beim Bodenverbau im Bauwesen, in Erdbeben- und Erdrutschgebieten, beim Fundieren, beim Einrammen von Pfählen, auf denen Gebäudefundamente und Stützmauern eingebracht werden, sowie für das Einrammen von Pfählen anwendbar.
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Ein solches, aus der
DE PS 193 436 bekanntes Rammgerät besteht aus einem Zylinder, in dem ein Kolben (Schlagstück), der sich im Zylinder bewegen kann, angeordnet ist. An seinem unteren Ende ist der Zylinder mit einem Amboss fest verbunden, auf dessen Unterseite sich eine Dämpfungsunterlage befindet, die auf dem oberen Ende eines Rammpfahls liegt. Außerdem ist der Zylinder durch einen Kanal, in dem ein Rückschlagventil montiert ist, mit einem Kohlenwasserstoffbehälter verbunden. Der Behälter ist über ein Rohr mit einer Vorrichtung zum Ansaugen und Abgeben von Luft verbunden, die als Balg ausgeführt ist. Der bewegliche Boden des Balgs wird mittels einer Feder nach unten gedrückt. Wenn sich das Schlagstück nach oben bewegt wird der Balg zusammengedrückt und die angesaugte Luft wird durch das Rohr in den Behälter gedrückt. Von dort aus tritt die Luft mit dem Kohlenwasserstoff vermischt bei Öffnung des Rückschlagventils ein und von dort durch den Kanal weiter in den Zylinder. Am oberen Ende des Zylinders sind Durchgangsöffnungen vorgesehen. Bei der Bewegung des Schlagstücks nach unten wird das Brenngemisch, das sich im Zylinder befindet, verdichtet und mit Hilfe eines elektrischen Zündsystems wird eine Explosion hervorgerufen. Infolge der Explosion fällt der Zylinder nach unten, schlägt auf den einzurammenden Pfahl und dann wird das Schlagstück nach oben geschoben und schlägt auf den Balg. Auf diese Weise wird wieder Luft in den Behälter, sowie auch Brenngemisch in den Zylinder angesaugt und die Abgase entfernen sich durch die Durchgangsöffnungen. Danach geht das Schlagstück unter der Einwirkung des Schwergewichts zurück in die untere Position und der gesamte Zyklus wiederholt sich bis zur Brennstoffausschöpfung und dem endgültigen Einrammen des Pfahls.
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Aus „Georgiev A., Pfahlfundierung, Verlag der Technik, Sofia 1973” ist ein Rammgerät bekannt, das einen Zylinder umfasst, mit dessen unterem Ende das obere Ende eines Ambosses fast verbunden ist. Das untere Ende des Ambosses liegt dicht auf einer Dämpfungsunterlage auf, die am oberen Ende einer zweiseitigen Haube angeordnet ist, in deren unterem Ende das obere Ende eines Rammpfahls angeordnet ist. Über dem Amboss sind im Zylinder Öffnungen vorgesehen, wobei ein Schlagstück frei im Zylinder angeordnet ist und im Zylinder verfahren werden kann.
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Der Zylinder ist an übereinander angeordneten Ober- und Unterschlitten angeordnet und kann mit Hilfe der Schlitten auf Führungen gleiten, die an einem Führungsgerüst (Mäkler) befestigt sind.
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An der Außenseite des Zylinders sind ein Ölbehälter und eine Förderpumpe befestigt, die Öl portionsweise regelmäßig zum Zylinder in dem Raum zwischen dem Schlagstück und dem Amboss fördert, wobei gleichzeitig die Öffnungen verschlossen werden, die im Zylinder eingesperrte Luft während der Abwärtsbewegung des Schlagstücks verdichtet wird, und beim Aufprall auf den Amboss die Brennstoffportion gezündet wird. Dadurch wird das Schlagstück im Zylinderraum auf eine bestimmte Höhe angehoben. Auf Grund seines Eigengewichts verfährt es dann nach unten und übt einen Schlag auf den Amboss aus, der über die Dämpfungsunterlage und die zweiseitige Haube auf den Rammfahl übertragen wird.
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Vor der Inbetriebsetzung des Rammgeräts wird das Führungsgerüst (Mäkler) an einem Hebegerät befestigt, das im voraus für diesen Zweck eingerichtet ist (z. B. Kran, Bagger o. ä.) und in einem im voraus bestimmten Winkel, der von der Senkrechten max. 25 bis 30° abweicht, fixiert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rammgerät zu schaffen, mit welchem Pfähle nicht nur in vertikaler Richtung oder 25° bis 30° zur Senkrechten geneigt, sondern auch in horizontaler Richtung und unter einem bestimmten Winkel unter der Waagerechten eingerammt werden können. Außerdem soll die Möglichkeit geschaffen werden, größere dynamische Belastungen auf den einzurammenden Pfahl zu übertragen, wobei das Schlagstück sich mit höherer Geschwindigkeit bewegen können soll, ohne dass sein Hub zunimmt. Außerdem soll auch die Verwendung von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Rammgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Rammgeräts sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5.
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Mit dem erfindungsgemäßen Rammgerät können aufgrund des Raketenantriebswerkes, das die Möglichkeit gibt, die Schlagkraft in aller Richtungen auszuüben, Pfähle nicht nur in senkrechter Richtung und geneigt zur Senkrechten auf 25 bis 30°, sondern auch in horizontaler Richtung und unter einem bestimmten Winkel unter der Waagerechten eingerammt werden. Das Schlagstück, auf dem der Raketenantrieb befestigt ist, überträgt die dynamischen Kräfte auf den Rammpfahl. Das Schlagstück bewegt sich mit einer viel höheren Geschwindigkeit, ohne dass sein Hub zunimmt. Auf Grund dieser Tatsache wirkt nicht nur die Senkrechtbewegung auf Grund des Eigengewichts. Das Rammgerät kann sowohl mit festem Brennstoff als auch mit flüssigem Brennstoff oder Gasbrennstoff funktionieren, da zusätzlich ein oberer Schlitten mit darauf aufgestellter Tragplatte montiert ist, auf der das elektrische Schaltpult, das Brennsystem und das Oxidationssystem vorgesehen sind.
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Außerdem ist der Wechsel des Raketenantriebswerkes auf Grund der lösbaren Verbindung mit der der Kupplung erleichtert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen
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1 einen Längsschnitt mit einem Detail eines Rammgeräts.
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2 die Draufsicht auf A von 1
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3 die Teilansicht B von 2
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Das Rammgerät umfasst einen Zylinder 1, an dessen unterem Ende 2 das obere Ende 3 eines Amboss 4 angeordnet ist, der durch eine Schraubverbindung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) mit dem Zylinder 1 verbunden ist. Das untere Ende 5 des Amboss 4 liegt dicht auf einer Dämpfungsunterlage 6 an, die auf dem oberen Ende der zweiseitigen Haube 7 anliegt, in deren unterem Ende das obere Ende eines Rahmpfahls 8 angeordnet ist. Über dem Amboss 4 sind im Zylinder 1 vier Öffnungen 9 vorgesehen. Ein mit einem Raketenantrieb 12 lösbar durch eine Kupplung verbundenes Schlagstück 10 ist im Zylinder 1 verfahrbar angeordnet. Am oberen Ende 11 des Schlagstücks 10 ist über ein oberes Ende einer Kupplung 13 der Raketenantrieb 12 lösbar befestigt. Das untere Ende der Kupplung 13 weist einen Schwalbenschwanz 15 auf, der in einer Profilaufnahme 14 in Form eines Keils 16 am oberen Ende 11 des Schlagstücks 10 zur Verbindung angeordnet ist. Der Raketenantrieb 12 ist mit der Kupplung 13 durch eine Gewindemuffe (nicht gezeigt) verbunden. Der Zylinder 1, der Amboss 4 und das Schlagstück 10 bilden den Schlaghammer, der über den Zylinder 1 seitlich an den übereinander angeordneten Oberschlitten 17, Zwischenschlitten 18 und Unterschlitten 19 anliegt, durch die der Schlaghammer auf Führungen 20 gleiten kann, die an einem Führungsgerüst 21 fest durch Schweißen verbunden sind. Der Zwischenschlitten 18 ist mit dem Oberschlitten 17 verbunden, auf dem eine Tragplatte 22 montiert ist, auf dem ein elektrisches Schaltpult 23 mit einer eigenen Versorgungsquelle – ein Akku oder eine elektrische Batterie (nicht gezeigt) – liegt. Die Stromversorgung kann auch durch eine äußere Stromquelle über ein Kabel erfolgen. Das Zünden des festen Brennstoffs des Raketenantriebs 12 kann auch durch Laser o. ä. erfolgen.
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Das oben angeführte Beispiel beschreibt die Konstruktion des Rammgeräts, für den Fall, dass der Raketenantrieb mit einem festen Brennstoff betrieben wird.
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Der Raketenantrieb 12 des erfindungsgemäßen Rammgeräts kann aber auch mit einem flüssigen Brennstoff oder einem Gasbrennstoff betrieben werden. Bei dieser Ausführungsform sind auf der Tragplatte 22 zusätzlich ein Brennsystem 24 und ein Oxidationssystem 25 montiert, die durch einen flexiblen ersten Schlauch 26 und einen flexiblen zweiten Schlauch 27 mit dem Raketenantrieb 12 verbunden sind.
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Auf dem oberen Ende des Zylinders 1 ist ein Ring 28 fest montiert, auf dem zwei Gabeln 29 befestigt sind, auf denen Drehrollen (eine Leitrolle 30 und zwei Anschlagrollen 31) gelagert sind.
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Falls der Oxidator Gas ist, z. B. Druckluft, wird es in einer Gasflasche 32 aufbewahrt, die im Bereich des Oxidationssystems 25 positioniert ist.
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Vor Inbetriebsetzung des Rammgeräts wird das Führungsgerüst 21 auf einem dazu im voraus vorbereiteten Hebegerät (z. B. Bagger, Kran o. ä.) befestigt, wobei es in einem im voraus bestimmten Winkel in senkrechter und waagerechter Richtung und geneigt unter einem Winkel unter der Waagerechten positioniert wird.
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Das Rammgerät gemäß der Erfindung funktioniert auf diese Weise:
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Betrieb des Raketenantriebs mit einem festen Brennstoff
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Vom elektrischen Schaltpult 23 aus wird ein Signal zum Zünden des festen Brennstoffs gesendet, wobei das Schlagstück 10 zum Zeitpunkt der höchsten Position frei zu fallen beginnt. Durch ein elektrisches Kabel oder durch Fernsteuerung wird der Raketenantrieb 12 in Betrieb gesetzt, der die Bewegung des Schlagstücks 10 im Zylinder 1 beschleunigt. Wenn das Schlagstück 10 den Amboss 4 erreicht, prallt es auf den Amboss 4 und der Schlag wird über die Dämpfungsunterlage 6 und die zweiseitige Haube 7 auf den Rammpfahl 8 übertragen. Vor der Realisierung des Schlags wird die Zufuhr einer Portion Dieselöl zwischen den Amboss 4 und das Schlagstück 10 eingeschaltet. Nach dem Verschließen der Öffnungen 9 durch das Schlagstück 10 wird die Luft, die sich im Zylinder 1 zwischen der Stirnfläche des sich schon unterhalb der Öffnungen 9 befindlichen Schlagstücks 10 und dem Amboss 4 befindet, verdichtet und das Dieselöl wird während des Schlags gezündet. Auf Grund der Explosion des Dieselbrennstoffs wird das Schlagstück 10 im Zylinder 1 bis zur oberen Endstellung angehoben und danach der Zyklus wiederholt. Auf diese Weise funktioniert das Rammgerät bei Eintreiben des Rammpfahls 8 in senkrechter Lage.
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Beim waagerechten Einrammen funktioniert das Rammgerät folgender Weise:
Nachdem das Schlagstück 10 bis zur oberen Position angehoben wird, bleibt es auf Grund der Explosion des Dieselbrennstoffs in Ausgangsposition, da es wegen der waagerechten Lage des Zylinders 1 nicht frei fallen kann. Damit das Schlagstück 10 verschoben wird, ist der Raketenantrieb 12 auseinander zu nehmen und mit einer neuen Portion mit festem Brennstoff zu laden. Danach wird der Raketenantrieb 12 in Betrieb gesetzt und verschiebt das Schlagstück 10, das dann den Schlag bewirkt.
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Um ein Auseinandernehmen des Raketenantriebs 12 zu vermeiden wird, wird der Raketenantrieb 12 gegen einen neuen ausgetauscht, der mit einem fasten Brennstoff geladen ist.
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Betrieb des Raketenantriebs mit einem flüssigen Brennstoff oder mit Gasbrennstoff
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Vor Beginn der Abwärtsbewegung des Schlagstücks 10 zum Ausüben eines Schlags wird durch das Brennsystem 24 und das Oxidationssystem 25 und über den ersten flexiblen Schlauch 26 und den zweiten flexiblen Schlauch 27 Brennstoff und Oxidator zum Raketenantrieb 12 gefördert. Durch das elektrische Schaltpult 23 wird Strom zu den Kerzen des Raketenantriebs 12 geführt, der hierdurch in Betrieb gesetzt wird, wodurch die Bewegung des Schlagstücks 10 bis zur Realisierung des Schlags beschleunigt wird, wobei die Explosion des Dieselbrennstoffs das Schlagstück 10 in die obere Ausgangsstellung zurück bringt. Das Förden von Brennstoff und Oxidator wird dann wie auch der Zyklus wiederholt.
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Der Raketenantrieb 12 kann nur während eines Teils des Hubs bis zum Schlag des Schlagstücks 10 in Betrieb sein oder während des gesamten Hubs des Schlagstücks 10, d. h. von der Ausgangsstellung aus bis zur Entstehung des Schlags oder von der Ausgangsstellung aus bis zum Ablauf eines gewissen Zeitabschnitts nach Entstehung des Schlags oder von der Ausgangsstellung aus bis zum Ende des Eintreibens des Rammpfahls.
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Wenn der Behälter für den flüssigen Brennstoff oder die Gasflasche leer sind, werden sie wieder gefüllt oder gegen neue ausgewechselt.
