DE1175161B

DE1175161B - Pneumatisches Rammbohrgeraet

Info

Publication number: DE1175161B
Application number: DEZ7041A
Authority: DE
Inventors: Wiktor Zinkiewicz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-01-24
Filing date: 1959-01-07
Publication date: 1964-07-30
Also published as: AT221454B; CH362374A; GB884398A; NL111540C; FR1220952A; LU36720A1; BE574453A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: E 02 d

Deutsche Kl.: 84 c -17/14

Nummer: 1175 161

Aktenzeichen: Z 7041V / 84 c

Anmeldetag: 7. Januar 1959

Auslegetag: 30. Juli 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Rammbohrgerät zum Herstellen von beliebig gerichteten Bohrungen im Erdboden, bestehend aus einem mit einem spitzen Kopfstück versehenen prismatischen oder zylindrischen Gehäuse, das mittels einer biegsamen Leitung mit einem Luftverdichter verbunden ist, und einem darin gelagerten Schlagkolben, der über Zu- und Ableitungskanäle im Gehäuse mittels eines vom Schlagkolben gesteuerten Ventils wechselweise beidseitig mit Druckluft beaufschlagt wird, wobei der Rückhub des Schlagkolbens durch ein Druckluftpolster abgefangen wird.

Bei einem bekannten Rammbohrgerät dieser Art schlägt der Schlagkolben nur auf die kopfseitige Endfläche der Zylinderbohrung. Wenn das Gerät aus dem Bohrloch zurückgeholt werden muß, ist eine besondere Zugvorrichtung notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Rammbohrgerät genannter Art derart auszubilden, daß seine Arbeitsrichtung umgekehrt ist und daß es beim Auftreffen auf Hindernisse im Gegensatz zu den bekannten Geräten ohne Anwendung einer besonderen Zugvorrichtung zurückgeholt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Rammbohrgerät eingangs genannter Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Voroder Zurücktreiben des Gerätes zwei das Steuerventil betätigende Steuereinrichtungen und ein im Gehäuse angeordnetes von fern zu betätigendes Umschaltglied, das zum wahlweisen Einschalten einer der beiden Steuereinrichtungen dient, vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtungen in Längsrichtung des Zylinders derart gegeneinander verschoben angeordnet sind, daß der Schlagkolben bei eingeschalteter vorderer Steuereinrichtung gegen die dem Kopfstück benachbarte, als vordere Stoßfläche dienende vordere Endfläche der Zylinderbohrung und bei eingeschalteter hinterer Steuereinrichtung gegen die als hintere Stoßfläche dienende hintere Endfläche der Zylinderbohrung schlägt.

In Ausbildung der Erfindung ist das Rammbohrgerät dadurch gekennzeichnet, daß die zum Umsteuern der Treibrichtung dienenden Einrichtungen aus zwei durch das als Schaltventil ausgebildete Umschaltglied wahlweise mit einer Auspufföffnung zu verbindenden Abluftkanälen bestehen, die je zwei abwechselnd vom Schlagkolben freigegebene Ausmündungen in die Zylinderbohrung aufweisen, wobei die Ausmündungen des einen Abluftkanals in Vortriebsrichtung jeweils hinter den entsprechenden Ausmündungen des anderen Abluftkanals liegen.

Pneumatisches Rammbohrgerät

Anmelder:

Wiktor Zinkiewicz, Gdynia (Polen)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann, Dr. Ing. A. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:

Wiktor Zinkiewicz, Gdynia (Polen)

Beanspruchte Priorität:

Polen vom 24. Januar 1958 (88 387)

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Rammbohrgerät dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltglied einen unter der Wirkung einer Feder stehenden Ventilschieber aufweist, der in einer Längsausnehmung im Gehäuse verschiebbar gelagert ist, welche mit der Auspufföffnung und an der der Feder gegenüberliegenden Seite des Ventilschiebers mit der Druckluftzuleitung in Verbindung steht, und daß der Ventilschieber eine zur Auspufföffnung offene Längssackbohrung sowie eine durch Änderung des Luftdrucks wahlweise mit einem der Abluftkanäle in Verbindung zu bringende seitliche Öffnung aufweist.

Das Rammbohrgerät gemäß der Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Figuren beschrieben.

F i g. 1 und 2 zeigen den Prinzipaufbau eines Gerätes gemäß der Erfindung, einmal beim Vorlauf in

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der Stellung nach dem Vorwärtshub des Schlagkolbens (Fig. 1) und zum anderen beim Rücklauf nach dem Rückwärtshub des Schlagkolbens (Fig. 2). Alle Kanäle innerhalb des Gerätes sind der Übersicht halber in der Zeichenebene dargestellt;

Fig. 3 bis 10 zeigen eine konstruktive Ausführungsform des Rammbohrgerätes, und zwar zeigt

F i g. 3 einen Längsschnitt längs der Linie E-E in Fig. 6, ίο

F i g. 4 einen Längsschnitt längs der gebrochenen Linien F-F in F i g. 9,

F i g. 5 einen Längsschnitt längs der gebrochenen Linien G-G in F i g. 8,

F i g. 6 einen Querschnitt längs der Linie D-D in Fig. 3,

F i g. 7 einen Querschnitt längs der Linie C-C in Fig. 3,

F i g. 8 einen Querschnitt längs der Linie B-B in Fig. 3,

F i g. 9 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 3 und

Fig. 10 eine Rückansicht des Geräts in Richtung des Pfeils X in F i g. 3.

Das Gerät hat ein aus einem geschoßartig zugespitzten Kopfstück 2, einem zylindrischen Mittelstück 1 und einem zylindrischen Endstück 3 zusammengesetztes Gehäuse. Das Gehäuse ist über eine nicht dargestellte biegsame Leitung mit einem nicht dargestellten Luftverdichter zu verbinden. In einer Zylinderführung 16, 18 im Mittelstück 1 des Gehäuses ist ein Schlagkolben 26 gelagert, dessen vordere und hintere Stirnflächen über Zuleitungs- und Ableitungskanäle mittels eines von ihm gesteuerten Ventils 19 wechselweise mit Druckluft beaufschlagt werden. Die Druckluft tritt durch einen Druckluft einlaß 4 und den Zuleitungskanal 8, 9 in das Gehäuse ein und fließt, je nach der Stellung des Steuerventils 19, entweder durch eine Ventükammer 10 des Steuerventils 9 und durch den Kanal 5,21 in die Zylinderbohrung 18 vor dem Schlagkolben 26 oder durch die Ventilkammer 10 und einen Durchlaß 17 in die Zylinderbohrung 16 hinter dem Schlagkolben 26.

Beim Vorlauf des Geräts trifft der Schlagkolben 26 periodisch auf die vordere Endfläche 2' der Zylinderbohrung 16, 18, beim Rücklauf periodisch auf die hintere Endfläche 3' der Zylinderbohrung 16,18. Die jeweils entgegengesetzten Bewegungen des Schlagkolbens 26 werden kurz vor ihrem Ende von einem Druckluftpolster abgefangen, dessen Erzeugung noch beschrieben wird.

Zum wahlweisen Vor- und Zurücktreiben des Geräts dient ein von fern zu betätigender Ventilschieber 11. Der Ventilschieber 11 verbindet je nach seiner Stellung eine Auspufföffnung 14 mit Abluftkanälen 6 oder 7, die je zwei abwechselnd vom Schlagkolben 26 freigegebene Ausmündungen 22 und 23 bzw. 24 und 25 in die Zylinderbohrung 16, 18 aufweisen, wobei die Ausmündungen 24 und 25 des einen Abluftkanals 7 in Vortriebsrichtung jeweils hinter den entsprechenden Ausmündungen 22 bzw. 23 des anderen Abluftkanals 6 liegen.

In der Vorlaufstellung des Ventilschiebers 11 (Fig. 1) entsteht so zwischen der Endfläche 3' und der hinteren Stirnfläche des Schlagkolbens 26 und in der Rücklaufstellung des Ventilschiebers 11 zwischen der Endfläche 2' und der vorderen Stirnfläche des Schlagkolbens 26 ein Druckluftpolster.

Der Ventilschieber 11 steht unter der Wirkung einer Feder 12 und ist in einer Längsausnehmung 40 im Gehäuse verschiebbar gelagert. Die Längsausnehmung 40 ist mit der Auspufföffnung 14 und, an der der Feder 12 gegenüberliegenden Seite des Ventilschiebers 11, mit dem Druckluftzuleitungskanal 8 über einen Durchlaß 13 verbunden. Der Ventilschieber 11 weist eine zur Auspufföffnung 14 offene Längssackbohrung 41 sowie eine durch Änderung des Luftdrucks in dem Druckluftzuleitungskanal 8 wahlweise mit einem der Abluftkanäle 6 oder 7 in Verbindung zu bringende seitliche öffnung 15 auf.

Die Wirkungsweise des Geräts beim Vorlauf ist im Prinzip wie folgt:

Der Druck in der Druckluftzuleitung und damit im Kanal 8 wird so eingestellt, daß der Ventilschieber 11 die in Fig. 1 dargestellte Lage einnimmt. Die Druckluft strömt durch den Drucklufteinlaß 4 und den Zuleitungskanal 8, 9 in die Ventükammer 10. Sie drückt auf das Steuerventil 19 und fließt durch den Kanal 5, 21 in die Zylinderbohrung 18 vor dem Schlagkolben 26. Dadurch stößt sie den Schlagkolben 26 zurück.

Wegen der Stellung des Ventilschiebers 11 kann zunächst Luft über die Ausmündung 23 durch den Abluftkanal 6 und die Auspufföffnung 14 abströmen. Hat die Rückseite des Schlagkolbens 26 die Ausmündung 23 überlaufen, so wird die Luft im hinteren Teil 16 der Zylinderbohrung komprimiert. Der Schlagkolben 26 stößt daher nur sanft, wenn überhaupt, an die Endfläche 3' an. Seine Endstellung ist in Fig. 1 gestrichelt dargestellt. In dieser Endstellung hat der Schlagkolben 26 die Ausmündung 22 freigegeben, wodurch Druckluft aus dem vorderen Teil 18 der Zylinderbohrung abfließen kann und sich der Druck dort mindert. Der Druck im hinteren Teil 16 der Zylinderbohrung wird schließlich höher als der Druck in der Ventilkammer 10, und das Steuerventil 19 verschiebt sich und verschließt die Mündung des Kanals 5. Die Druckluft strömt nun durch die Ventilkammer 10 in den hinteren Teil 16 der Zylinderbohrung und treibt den Schlagkolben 26 vor, bis er an die Endfläche 2' anstößt. Die Luft aus dem vorderen Teil 18 der Zylinderbohrung kann durch den Abluftkanal 6 voll entweichen, denn die Lage der Ausmündung 22 ist so gewählt, daß der Druck im vorderen Teil 18 nicht größer wird als der Druck im hinteren Teil 16 der Zylinderbohrung. Das Ergebnis ist, daß das Gerät vorgetrieben wird. In seiner vorderen Endstellung gibt der Schlagkolben 26 die Ausmündung 23 frei. Der Druck im hinteren Teil 16 der Zylinderbohrung sinkt daher ab, und das Ventil 19 geht wieder in die in Fig. 1 dargestellte Stellung über, worauf der Arbeitszyklus von neuem beginnen kann. Die Vorlaufstellung ist also durch die in Fig. 1 dargestellte Stellung des Ventilschiebers 11 gegeben. Der zweite Abluftkanal 7 ist dementsprechend ohne Wirkung.

Soll das Gerät aus dem Bohrloch zurückgeholt werden, wird dem Ventilschieber 11 die in Fig. 2 dargestellte Stellung erteilt. Damit wird der Abluftkanal 6 außer Betrieb und der andere Abluftkanal 7 in Betrieb gesetzt. Der Arbeitszyklus für den Rücklauf braucht nun nicht mehr besonders beschrieben zu werden. Beim Rücklauf entsteht wegen der Lage der Ausmündungen 24, 25 ein Druckluftpolster zwischen der Endfläche 2' des Kopfstücks 2 und der dieser zugewandten Stirnfläche des Schlagkolbens 26;

andererseits schlägt aber der Schlagkolben 26, ohne daß sich ein Druckluftpolster bildet, auf die Endfläche 3' des Endstücks 3 auf.

Die Verstellung des Ventilschiebers 11 zum Vor- und Zurücktreiben des Gerätes erfolgt durch Änderung des Drucks im Zuleitungskanal 8. Bei hohem Druck wird der Ventilschieber 11 entgegen der Wirkung der Feder 12 in seine hintere und bei niedrigem Druck durch die Feder 12 in seine vordere Endstellung gedrückt. Dies ist aber nur ein Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 3 bis 10 zeigen eine konstruktive Ausführungsform des Gerätes. Die folgende Beschreibung erstreckt sich nur auf diejenigen Einzelheiten dieser konstruktiven Ausführungsform, die nicht schon zusammen mit den Fig. 1 und 2 erläutert wurden.

Das Kopfstück 2 hat außen die Gestalt eines spitzbogenförmigen Geschosses, ist innen hohl und an das Mittelstück 1 angeschweißt. Das Endstück 3 sitzt in einer Innenbohrung des Mittelstücks 1 und wird von einer Ringmutter 27 gehalten, die in ein Innengewinde des Mittelstücks 1 eingeschraubt ist.

Der Schlagkolben 26 ist vorn stumpfkegelig. Die Größe des vorderen Kegelstumpfs am Schlagkolben 26 ist derart gewählt, daß der Schlagkolben 26 in seiner vorderen Endlage einen gewissen Abstand von der Wandung der Zylinderbohrung 18 hat. Die hintere Stirnfläche des Schlagkolbens 26 weist eine zylindrische Ausnehmung 33 auf.

Die Kanäle 5, 6, 7 sind nach außen hin durch Abdeckplatten 34 begrenzt, die an das Mittelstück 1 angeschweißt sind.

Der Drucklufteinlaß 4 befindet sich in einer Hülse 28, an deren nach hinten vorstehendem Ende ein Druckluftschlauch anzuschließen ist.

Das Steuerventil 19 hat holzylindrische Gestalt und ist durch eine Wand 20 in einen vorderen und einen hinteren Teil unterteilt. Auf der einen und der anderen Seite der Wand 20 befinden sich je vier Öffnungen 35 im Hohlzylinder. Durch diese Öffnungen 35 fließt auf dem Weg über eine ringförmige Ausnehmung in der Innenwand der Ventilkammer 10 die Druckluft in den vorderen oder hinteren Teil des Steuerventils 19, je nach der Lage des Steuerventils 19 in der Ventilkammer 10. In der in Fig. 3 dargestellten vorderen Endlage des Steuerventils 19 fließt die Druckluft durch die hinteren Öffnungen 35 in den hinteren Teil der Ventilkammer 15 und von dort in den Kanal 5.

In der entgegengesetzten hinteren Endlage des Steuerventils 19 fließt die Druckluft durch die vorderen Öffnungen 35 in den vorderen Teil der Ventilkammer 10 und von dort in den Durchlaß 17.

Der Ventilschieber 11 ist im Längsschnitt in den Fig. 3, 4 und 5 und im Querschnitt in den Fig. 8 und 9 erkennbar. Er weist auf seinem Umfang verteilt vier Öffnungen 15 auf, die je nach seiner Stellung in Verbindung mit exzentrischen, zu den Abluftkanälen 6 bzw. 7 führenden Ringausnehmungen in der Wandung der Längsausnehmung 40 stehen.

Das Endstück 3 weist rückwärts eine Verlängerung 29 auf, die nach außen aus der Ringmutter 27 hervorragt und mit einer Öffnung zum Anbringen einer Leine versehen ist. Die Verlängerung 29 bildet vorzugsweise mit dem Endstück 3 einen einheitlichen Teil.

Das Gehäuse, insbesondere das Mittelstück 1, muß nicht den gleichen Querschnitt über- seine ganze Länge haben. Beispielsweise kann das Endstück 3 einen größeren Querschnitt haben als das Mittelstück 1. Eine allmähliche Erweiterung des Querschnitts des Endstücks 3 nach rückwärts kann zwecks besserer Anordnung des Drucklufteinlasses 4, der Steuereinrichtungen und der Auspufföffnung 14 zweckmäßig sein.

Das Gehäuse braucht im übrigen nicht eine zylindrische Gestalt zu haben; beispielsweise kann es auch als dreieckiges Prisma ausgebildet sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Pneumatisches Rammbohrgerät zum Herstellen von beliebig gerichteten Bohrungen im Erdboden, bestehend aus einem mit einem spitzen Kopfstück versehenen prismatischen oder zylindrischen Gehäuse, das mittels einer biegsamen Leitung mit einem Luftverdichter verbunden ist, und einem darin gelagerten Schlagkolben, der über Zu- und Ableitungskanäle im Gehäuse mittels eines vom Schlagkolben gesteuerten Ventils wechselweise beidseitig mit Druckluft beaufschlagt wird, wobei der Rückhub des Schlagkolbens durch ein Druckluftpolster abgefangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Vor- oder Zurücktreiben des Gerätes zwei das Steuerventil (19) betätigende Steuereinrichtungen und ein im Gehäuse (1, 2, 3) angeordnetes von fern zu betätigendes Umschaltglied (11, 12), das zum wahlweisen Einschalten einer der beiden Steuereinrichtungen dient, vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtungen in Längsrichtung des Zylinders derart gegeneinander verschoben angeordnet sind, daß der Schlagkolben (26) bei eingeschalteter vorderer Steuereinrichtung gegen die dem Kopfstück (2) benachbarte, als vordere Stoßfläche dienende vordere Endfläche (2') der Zylinderbohrung (16, 18) und bei eingeschalteter hinterer Steuereinrichtung gegen die als hintere Stoßfläche dienende hintere Endfläche (3') der Zylinderbohrung (16, 18) schlägt.

2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Umsteuern der Treibrichtung dienenden Einrichtungen aus zwei durch das als Schaltventil ausgebildete Umschaltglied (11,12) wahlweise mit einer Auspufföffnung (14) zu verbindenden Abluftkanälen (6 bzw. 7) bestehen, die je zwei abwechselnd vom Schlagkolben (26) freigegebene Ausmündungen (22, 23 bzw. 24, 25) in die Zylinderbohrung (16, 18) aufweisen, wobei die Ausmündungen (24, 25) des einen Abluftkanals (7) in Vortriebsrichtung jeweils hinter den entsprechenden Ausmündungen (22, 23) des anderen Abluftkanals (6) liegen.

3. Rammbohrgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltglied (11, 12) einen unter der Wirkung einer Feder (12) stehenden Ventilschieber (11) aufweist, der in einer Längsausnehmung (40) im Gehäuse (1, 2, 3) verschiebbar gelagert ist, welche mit der Auspufföffnung (14) und an der der Feder (12) gegenüberliegenden Seite des Ventilschiebers (11), mit der Druckluftzuleitung (4, 8) in Verbindung steht und daß der Ventilschieber (11) eine zur Aus-

pufföffnung (14) offene Längssackbohrung (41) sowie eine durch Änderung des Luftdrucks wahlweise mit einem der Abluftkanäle (6 oder 7) in Verbindung zu bringende seitliche öffnung (15) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 563 946, 619 434, 160, 729 756;

britische Patentschrift Nr. 13 849 aus dem Jahre

1915.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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