DE1634243A1 - Vibrations-Pfahlramme - Google Patents

Description

A 12065 14, April I965

EM/Fi/Mü/Sch

Mr. Albert George BODINE Jr., 7877, Woodley Avenue, Van Nuys,

California, U.S.A.

Vibrat i ons-Pfahlramme

Die Erfindung bezieht sich auf das Vibrations-Pfahlramme-n mit Vibrationsfrequenzen im Schallwellenbereich gemäß dem USA-Patent 2 975 846 und dem britischen Patent 89I 188, wobei unter Einwirkung einer Auflast im Pfahl mittels Vibratoren Dehnungswellen hervorgerufen werden.

Die diesem Vibrations-Pfahlrammen zu Grunde liegende akustische Theorie ist in den genannten Patenten ausführlich dargelegt und wird deshalb hier nicht in allen Einzelheiten wiederholt. Sie besteht im wesentlichen darin, daß ein Vibrator, der im Schallfrequenzbereich arbeitet, akustisch mit dem Pfahl gekoppelt ist, derart, daß die Ausgangsimpedanz des Vibrators an die Impedanz des mit dem Erdreich in Berührung stehenden Pfahls angepaßt ist, um im Pfahl longitudinale

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Dehnungsschwingungen hervorzurufen. Der Vibrator wird, allgemein ausgedrückt, so betrieben, daß im Pfahl stehende Dehnungseigenschwingungen auftreten. Wenn ein Betrieb im Grundfrequenzbereich angenommen wird, liegt die Eigenschwingungsfrequenz während des Betriebs zwischen C/2L und C/4L, wobei L die äquivalente Länge bezüglich des Pfahls und der akustisch angekoppelten Masse des Vibrators und C die Schallgeschwindigkeit im Pfahl darstellt. PUr Pfähle von größerer Länge kann auch mit einer Harmonischen der Grundfrequenz gearbeitet werden.-

Mit einer mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestatteten Vibrationsramme der obigen Art hat sich bei Versuchen an der Arbeitsstelle ergeben, daß die Rammgeschwindlgkeit gegenüber derjenigen Leistung von herkömmlichen Dampfhammer-Pfahlrammen in einem durchschnittlichen Verhältnis von etwa 20 : 1 steht, wobei in manchen Fällen dieses Verhältnis wesentlich überschritten wurde.

Versuche mit Einrichtungen der genannten Art haben gezeigt, daß ein Bedürfnis für einen Vibrationsantrieb besteht, der eine hohe Leistung, Elastizität bezüglich des Antriebs und Anpassungsfähigkeit an Dreh- und/oder Neigungsbewegungen des Pfahls aufweist und eine dämpfende Lagerung für die Antriebsmotoren am Pfahl gewährleistet, derart, daß

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die Antriebsmotoren· zwar auf dem Pfahl aufruhen, jedoch praktisch von den Schwingungen isoliert sind, die in bestimmten Teilen des Vibrators und im Pfahl erzeugt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vibrations -Pfahl ramme von verbesserten Eigenschaften hinsichtlich Leistung, Elastizität und Anpassung an die Bewegung des Pfahls beim Rammvorgang, beispielsweise an Dreh- oder Neigungsbewegungen des Pfahls.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vibrations-Pfahlramme mit einer Art von plastischen Lagerung für die Antriebsmotoren, so daß diese eine Auflast für den Pfahl bilden, Jedoch von der Schallfrequenzvibration des Pfahls nachgiebig isoliert sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines neuartigen flexiblen Antriebsgliedes zwischen dem Motorantrieb und dem von diesem angetriebenen Vibrator, der einen massiven Planeten-Umlaufkörper aufweist, so daß der Vibrator große Schwingungsamplituden erzeugen kann, jedoch nur ein geringer Anteil dieser Schwingungen auf den Motorantrieb zurückreflektiert wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung

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einer Einrichtung für den Antrieb der Planetenkörper im Vibrator mit einem Servoelement innerhalb des Körpers.

Die Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen. Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zwar zeigenί

Fig. 1 scherr.atisch in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vibrations-Pfahlramine,

Fig.la in vergrößertem Maßstab eine Teil-Seitenansicht des oberen Endteils der Anordnung nach Flg. 1,

Fig. 2 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Vibrators zusammen mit einem Teil der Führungen, auf denen der Vibrator senkrecht geführt ist,

Flg. J eine Draufsicht des in Fig. 2 dargestellten Vibrators, wobei der Schwingungserzeuger und die Pfahleinspannvorrichtung In strichpunktierten Linien in einer geneigten Stellung gezeigt sind, durch welche die Aufnahme des Pfahls aus einer anfänglich waagrechten Bodenlage erleichtert wird,

Fig. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Vibrators, gesehen von der rechten Seite der Fig. 2 her, welche die Pfahlramme in der Nähe des unteren Endes der Führungen zeigt und ferner mit strichpunktierten Linien der Schwingungser-

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zeuger, die Pfahleinspannvorrichtung und andere Teile des Vibrators in eine waagrechte Stellung geneigt dargestellt sind, um die er-.leichterte Aufnahme des Pfahles aus seiner ursprünglich waagrechten Lage in Bodenhöhe zu erläutern,

Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 5-5 in

Fig.5a einen Teilschnitt nach der Linie 5a-5a von Fig. 5*

Fig. 6 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 6-6 von Fig. J>,

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab einen Teil von Fig* 6, wobei Teile weggebrochen sind, um die darunter befindlichen Teile im Schnitt zeigen zu können,

Fig. 8 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 8-8 von Fig. 6, wobei jedoch der Schwingungserzeuger und andere Innenteile im Aufriß dargestellt sind,

Fig. 9 eine Draufsicht der Teile innerhalb des in Fig. gezeigten Außengehäuses,

Fig.10 einen Teilschnitt nach der gebrochenen Linie 10-10 von Fig. 6,

Fig.11 einen Teilschnitt nach einer radialen Schnittlinie von Fig. 12, '

Fig.12 einen weiteren Teilschnitt nach einer radialen Schnittlinie von Fig. 14,

Fig. l^eine Ansicht des Vibrators im Schnitt nach der Linie I3-I3 von Fig. 14,

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Pig. 14 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 14-14 von Fig. 13,

Pig. 15 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 15-15 von Pig. 14, wobei jedoch die Kurbelwelle, die Servorolle und der Unwuchtring aus der in Fig. gezeigten Stellung um 90° gedreht sind und die Kurbelwelle in ihre unterste Stellung gedreht ist,

Pig. 16 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 16-16 von Pig. 15,

Pig. 17 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 17-17 von Pig* 15,

Pig. 18 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 18-18 von Fig. 15,

Pig. 19 und 20

schematische Ansichten zur Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig. 15 - 18 dargestellten Vibrators,

Pig. 21 eine der Fig. 15 entsprechende Schnittansicht, welche eine andere Ausführungsform der Servo-

rollen-Antriebsverbindung mit der Kurbelwellezeigt,

Fig. 22 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 22-22 von Fig. 21,

Pig. 25 eine der Pig. 15 entsprechende Schnittansicht, welche eine weitere Ausführungsform zeigt, bei welcher die Servorolle durch ein Gleitelement ersetzt ist und

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Pig. 24 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 24-24 von Fig. 23.

Für die erfindungsgemäße Pfahlramme wird eine bestimm*- te Transport- und Bedienungsanordnung verwendet, wie sie bei Hammer-Pfahlrammen herkömmlich ist. In Fig. 1 ist ein Fahrzeug 30 dargestellt, das mit Raupenketten 31 versehen ist und bei 32 gelenkig einen Ausleger 33 trägt, dessen oberes Ende seinerseits bei 34 gelenkig das übliche Filhrungsgestänge 35 trägt, das durch eine Versteifungsrahmen-Trägerkonstruktion gebildet wird und zwei rohrförmige, senkrechte Vorderschenkel 36 aufweist, ,an und zwischen welchen ein Rahmen für den Vibrator 37 weitgehend wie bei den herkömmlichen Haimnerrammen senkrecht geführt Ist. Der Vibrator 37 Überträgt auf den Pfahl P zyklische Schwingungen, die durch eine Folge von Kraftimpulsen großer Amplitude einer Frequenz gleich der Frequenz stehender Dehnungseigenschwingungen des Pfahls gekennzeichnet sind, wie nachstehend näher beschrieben wird. Ein Stellgestänge, welches aus einer teleskopischen Trägerkonstruktion 38, die in ihrer Länge verstellbar ist, besteht, ist zwischen dem Fahrzeug 30 und dem unteren Ende des Führungsgestänges 35 angeordnet und eine Verseilung 39 herkömmlicher Art dient zum Anheben und Absenken des Auslegers, wie dies in der Pfahlrammtechnik an sich bekannt ist, so daß hier keiüe nähere Beschreibung erforderlich ist. Das Filhrungsgestänge 35 weist zusätzlich zu den bereits erwähn-

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BAD ORIGIN&^SiRO ^W " ⁸ "

ten senkrechten Vorderschenkeln 36 zwei Hinterschenkel 36a auf sowie geeignete horizontale Verstrebungen 36b und diagonale Verstrebungen 36c, wie dargestellt. Der Vibrator ist am oberen Ende der Führungen durch einen Flaschenzug aufgehängt, wie nachstehend beschrieben wird.

Obwohl die erfindungsgemäße Pfahlramme zum Eintreiben verschiedener Arten von Pfählen geeignet bzw. entsprechend anpaßbar ist, wie rohrförmige Pfähle mit offenem oder geschlossenem unteren Ende, rohrförmige und gewellte Pfähle, durch einen Innen- oder Außendorn getriebene Pfähle, Pfähle mit einem Η-Querschnitt usw., ist die Erfindung hier für das Eintreiben eines rohrförmigen Pfahles P (siehe Fig. 2) dargestellt. Das obere Ende dieses Pfahles ist starr durch eine hydraulisch betätigbare Einspann- oder Kupplungsvorrichtung eingespannt, die allgemein mit 40 bezeichnet ist und nachstehend näher beschrieben wird. Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, erstreckt sich eine allgemein mit 41 bezeichnete und aus den nachstehend beschriebenen Teilen bestehende Säule von der' Einspannvorrichtung 40 nach oben und trägt an ihrem oberen Ende den Vibrator 42. Im Betrieb liefert dieser Vibrator an das obere Ende der Säule 41 eine zyklische, vertikal gerichtete Wechselkraft von großer Stärke bzw. von großer Impulsstärke und diese zyklische Kraft wird über die Säule 4l und die Einspannvorrichtung

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40 auf das obere Ende des Pfahles übertragai. Die Frequenz dieser zyklischen Kraft wird so bemessen, daß sie im Bereich der Frequenz der stehenden Eigenschwingungen des Pfahles liegt, wie allgemein in den vorgenannten Patenten beschrieben.

Der erfindungsgemäße Vibrator besitzt bei der dargestellten beispielsweisen Ausführungsform zwei gesonderte Motoren für den Antrieb des Vibrators 42, die vorzugsweise aus zwei Brennkraftmaschinen 44 (Fig. 2,3 und 4) bestehen, welche auf entgegengesetzten Seiten der Führungen einander gegenüberliegen, mit ihren Antriebswellen 45 in axialer Ausfluchtung. Die gemeinsame Achse der Antriebswellen schnei^ det die Längsachse des Pfahles P und der Säule 41. Die beiden Antriebswellen treiben den Vibrator über ein nachstehend näher beschriebenes Getriebe an, das die Schwingungen des Vibrators aufnimmt und die Motoren von diesen isoliert.

Oberhalb und in Längsrichtung der beiden Motoren erstreckt sich eine waagrechte Trägerkonstruktion 46 (Fig. 2 und 3), bestehend aus einem Mittelträger 47, zwei kurzen Rahmenträgern 48, welche mit den Enden des Mittelträgers 47 verschraubt^sind und sich von diesen nach außen erstrek^ ken, und aus zwei rohrförmigen Motorstützträgern 49, die sich von den Rahmenträgern 48 nach außen erstrecken und oberhalb der beiden Motoren liegen. Die beiden rohrförmigen

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Träger 49 sind mit versteiften Planschen 50 versehen, die in geeigneter Weise an entsprechenden Planschen 51 der Rahmenträger 48 befestigt sind. Die rohrförmigen Träger 49 sind an ihren Enden abgeschlossen und dienen als Druckluftbehälter für einen nachstehend noch näher beschriebenen Zweck. Ein nicht gezeigter Kompressor herkömmlicher Art hält diese Behälter mit unter dem erforderlichen Druck stehender Luft gefüllt. Von den·rohrförmigen Trägern 49 aus steht seitlich und nach unten ein Motorstützrahmen ab, der seitliche Teile 55 und senkrechte Teile 54 mit U-Querschnitt aufweist, welche Motorstützen 55 (Fig. 2, 4 und 5) tragen. Mit denanteren Enden der Teile 54 sind untere waagrechte Rahmenteile 56 verbunden. Von den hinteren Rahmenteilen 56 erstrecken sich Plattformen 58 nach rückwärts (Fig. 3 und 4). Auf mindestens einer dieser Plattformen ist eine Handlaufschiene 59 und ein Sitz 60 für eine Bedienungsperson errichtet. Eine Schalttafel in bequemer Reichweite der Bedienungsperson ist mit 61 bezeichnet .

Die Kraftstofftanks für die Motoren sind mit 62 bezeichnet und werden unter diesen von den Rahmenteilen 56 getragen. Die Motoren sind mit Auspuffrohren 63, Auspufftopfen 64 und mit Luftreinigern 65 (Pig. 2) versehen.

Der gesamte Vibrator kann mit Hilfe eines Plaschen-

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BAD ORfGINAt

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zuges 66 angehoben, oder abgesenkt werden, der Doppelrollen am oberen Ende des FUhrungsgestänges, ein Seil 68 und einen Block 69,mit einer öse 70 zur Verbindung des einen Endes des Seiles 68 sowie eine Rolle 71 aufweist, die in der Mitte des Trägers 46 (Fig. 1 - 5) angeordnet ist. Das Seil 68 verläuft von der öse 70 über die eine Rolle 67 am oberen Ende der Führungen, dann nach unten um die Rolle 71 herum, sodann wieder nach oben und um die zweite Rolle 67 herum, dann die Rückseite der Führungen Über FUhrungsrollen 72a und 72b nach unten unter eine Rolle 71, welche an den Führungen benachbart dem oberen Ende des Auslegers 2J5 angeordnet ist, unter eine weitere Rolle 74 in der Nähe des ,unteren Endes des Auslegers und von dieser zu einer nicht gezeigten Kraftwinde innerhalb des Fahrzeuges 20. Während der Anhebe- bzw. Absenkbewegung des Vibrators durch die beschriebene Verseilung wird dieser durch die rohrförmigen Teile der Führungen 36 geführt, wie nachstehend beschrieben wird.

Die Rahmenträger 48 sind mit nach unten gerichteten doppelwandigen Schenkeln (Fig. 5, 6 und 7) versehen, welche in axialer Ausfluchtung mit den Motorantriebswellen mit nach innen gerichteten Naben 76 ausgebildet sind. Diese Naben 76 dienen zur Aufnahme von Lagerhülsen 77, welche Rollenlager für Antriebshülsen 79 enthalten, die mit einer Innenkeilverzahnung 80 ausgebildet sind.

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Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist jede der Motorwellen 45 über eine Kupplung 83 mit einem Hülsenteil gekuppelt, welcher eine Innenkeilverzahnung 85 aufweist, und eine Antriebswelle 86 ist an ihren, einen Ende mit einem Kopf 87 versehen, der sich in den Hülsenteil 84 e'rstrecKt und mit einer bogenförmigen Keilverzahnung 88 ausgebildet ist, die mit der Innenkeilverzahnung 85 in Eingriff steht. Das andere Ende der Antriebswelle 86 trägt einen Kopf [jO, der sich in einen entsprechenden Endteil der Hülse 79 erstreckt und mit einer bogenförmigen Keilverzahnung 9I versehen ist, die i:.it der Keilverzahnung 80 in Eingriff steht. Die bogenförmiger. Kei!verzahnungen an den Köpfer. 07 und 'jL· ermöglichen eine Winkelbewegung der Welle 86 um einen begrenzten Betrag während des Antriebs der Hülse 79 durch die Rotorwelle 46. In den entgegengesetzten Endteil der Hülse 79 erstreckt sich ein Kopf 94, der an. Ende einer Welle 96 ausgebildet und mit einer bogenförmigen Keilverzahnung 95 versehen ist, die mit der Keilverzahnung 80 in Eingriff steht. Das andere Ende der Welle 96 treibt bestimmte Zahnräder an, die zum Vibrator führen, wie nachstehend näher beschrieben wird. Eine Zwischenwand 97 in der Hülse 79, an der die Köpfe 9I und 95· zur Anlage kommen können, begrenzt die endweise Bewegung der Wellen 86 und 96 im Inneren der Hülse 79.

Die beiden Rahmennaben 76 (Pig, 6) bilden axial ausgefluchtete Zapfen, auf denen der Vibrator und bestimmte

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BAD ftl' ^:/;

und andgre Iauelemen£e d<?§ M§@h&ß4§filll§ &V§$MP gelagert sind_f Die gapf-en J§ sind y§n Ljiger-bu§h.s.§n IQQ (Fig, £? png 7) uiBggben, auf denen fehmenteil§ ©dgp Iynä§ IgI ,d sind, welßhe um 4ie gap fen Ιϊβρμρι angegpdnejj §in§l jinc| jni| ehen ,ein ßt).ej?§p Raiiinenping l§f yefs§hw§i§fe i§fe* Mil #§? ί.η-nenkanfeie des Ringes lpg und pji| den pa|ipi§n|eilgn i§i l§% §±n§ innere zylind|?i§e]tie Wand iQj y§?§§^weiß|, wäiipenii mi| dei? AuJ3enkanfee des fy.ng§s löf ynniiltelbai' an deii 4uj3.ens.eile. der? Bahiue^feiie 101 ein§ zylindpiggiig AußenWiand IQk ange=? §.ehweiß| is|, die Hii| .eingi» öffnung 10§ (Fig, 7) z|i? Äufv-@n paeh außen ab§|ehenden pingföpmigen feilen 1Q§ d§F.

Mife d§n Wänden lip und

der? Burjde IQl eine sehwepe, JsegelstuniBffQPinige Fl,a||§ lߧ vePEfehweigb, welche an ihrer unteren iniiepen ifanfee ginen La-•gepungsi»ing 109 fe^ägfe^ an dem ein ümfangsflanscti llQ am Rand sehwepen Stüfezplatfee ill anliegt, die nachfolgend nähep

wird. Diese ,Slüfezplatfce ist in der? senkreoh^eji Richtung nachgiebig durch das obere Ende einer allgemein mit, 113 bezeichneten Luftfeder abgestützt. Es sei hier bereits erwähnt, daß das Gewicht der beiden Motoren übjer den Träger .46, die Rahmenschenkel 75, die Zapfen 76, die Rahmenbunde 101, die zylindrischen Wände 103 und 104, die kegelstumpfförmlge Platte I08 und die Platte 111 auf das obere Ende der Luftfeder wirksam wird. In der Tat wird, wie sich aus dem

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BAD ORiGJNAt , .,

ergib!, 4^s 0ewi§hfe deP 0§§gmSan0rdnung Ausnahme de§ yibpat©PjS 42, dessen |ragend§ SlMle kl_t dep naeh§$§b@8d §e§§hpl§b,ep,en Luftef#depkg.lben pnd der hydraul -sehen f£a^lein§pannvoppieMung IiQ über d|e Flafctg 111 auf Ende der !,pffcfedep ii^epfcpagen. big in d§p pif^f§dep Dpugi? g|.§iiende Lyffc i3bepj>i?ägi di§§§ gesamte Lasfe giebig auf die vorerwähnte, auf dem Pfahl angeordnete Säule 4X und äafliil auf den FfahJL, »%e naehfölgend epXäufegpt wipd, Pepjiep ist epgiehtlieh, daß die fpägeFanprdnung; ^6, die yon dieser ?innji|l;elfear getpagenen l?ptpplagepungen und die Halunen-« Schenkel §diep Tpägep^PBje 75 einejri H^yptpahmen bilden, d§P dupch die Pübpungen senkrecht geführt werden kann, wähpend an d§n fpäfepapmen 7§ dieses Haup^pahmens ein Rahmen IQl, 102, 105, 104, Iö8 und 111 gapfengelagep^ isfcj, durch welehfi die ii§sfc dep beschriebenen Anordnung auf das obere Ende der Luftfeder! Über|pagen wird.

QIe Luftfederung 112 ist bei dep dargestellten Ausführungsform wie folgt aufgebaut (Fig. 6): Die hydraulische Einspannvorrichtung kO für den Pfahl weist einen oberen umgekehrten Napf 115 mit eitlem Handflansch 116 auf, der durch Schrauben II7 am Boden eines unteren umgekehrten Einspannnapfes 118 befestigt 1st, von welchem das obere Ende des Pfahls aufgenommen und eingespannt wird. Der obere Napf hat eine zylindrische Seitenwand II9 und eine flache obere Wand 120, die mit einem mittigen Ansatz 121 versehen ist.

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Auf der oberen Wand 120 des Napfes 115 ist die unterste einer Anzahl kreisförmiger Platten 124 angeordnet, von denen bei der dargestellten Ausführungsform drei vorgesehen sind und als Kolben der Luftfeder dienen. Die beiden Platten oberhalb der untersten sind von der letzteren und voneinander durch dicke Abstandsringe· 125 getrennt und ein zylindrischer Kopf 120 vom gleichen Durchmesser wie die Abstandsringe sitzt auf der obersten Platte 124 auf. Die Platten 124 sind mit mittigen öffnungen 124a zur Aufnahme des Ansatzes 121 am Napf 115 und ähnlicher Ansätze 127 an den Abstandsringen 125 und am Kopf 126 versehen. Der Napf 115, die Abstandsringe 125 und der Kopf 126 sind durch Verankerungsbolzen !JO miteinander verbunden, deren obere Enden in einen Plansch I5I am unteren Ende eines rohrförmigen Schaftes 132 eingeschraubt sind, welcher einen oberen Teil der Säule 41 bildet, während die unteren Enden der Verankerungsbolzen mit einem Gewinde zur Aufnahme von Muttern I3I versehen sind. Ein erweiterter zylindrischer Kopf Ij54 am oberen Ende des Schaftes 1^2 ist durch Schrauben I35 an dem zylindrischen Fußteil I36 des Vibratorkörpers Ij57 befestigt. Der Napf 115, die Platten 124, die Abstandsringe 125, der Kopf 126 und der Schaft 1^2 bilden die vorerwähnte Säule 41, mittels welcher der Vibratorkörper auf dem oberen Ende des Pfahls gelagert ist.

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Die Kolbenplatten 124 sind in Kammer 140 angeordnet deren Seitenwände durch zylindrische Ringe 141 gebildet werden. Auf dem obersten Ring 141 liegt eine Luftfeder-Deckelplatte 143 dichtend auf, welche die Auflast der Platte 111 trägt und mit einer mittigen Bohrung versehen ist, die zur Aufnahme des Kcffes 126 der Säule 41 mit einem geringen Cpiel dient. Senkrecht voneinander in Abstand befindliche Kolbenring 145 sind um den Kopf 126 herum angeordnet, um eine druckdichte Abdichtung zu bilden. "

Am unteren Ende der Luftfederanordnung ist eine untere Deckelplatte 147 vorgesehen, die am unteren Ende des unter-' sten Ringes 141 anliegt und mit einer Bohrung zur Aufnahme der zylindrischen Seitenwand II9 des Napfes II5 mit Spiel versehen ist. Die Deckelplatte 147 ist zur Aufnahme einer Bronzelagerbüchse 148 zur Dämpfung der Napfwand II9 ausgesenkt und Kolbenringe 149 dichten die Deckelplatte 147 mit der Seitenwand II9 ab.

Zwischen den Ringen 141 befinden sich Abstandsringe 150, welche mit Trennwänden 15I geformt sind, die Büchsen 152 tragen, welche die Abstandsstücke 125 mit einem geringen ringförmigen Spiel aufnehmen, wobei Kolbenringe 152 zur Bildung druckdichter Abdichtungen dienen. Die Anordnung aus den Ringen l4l und I50 und der oberen sowie der unteren

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Deckelplatte 14.5 bzw. L 47 wird durch lange Bolzen l4la zusammengehalten, so daß ein Luft federgehäuse 15²J- erhalten wird. Die Kolbenplatten 124 tragen an ihrem Umfang Kolbenringe 155, die druckdichte Abdichtungen mit den zylindrischen Innenflächen der Ringe 14-1 bilden.

Den Luftfederkammern 140 wird Druckluft zugeführt. Für die Zufuhr der Druckluft dient ein Schlauch (Fig. 8), der mit einem Anschlußstüok 156a am Rand der Deckelplatte 143 verbunden ist. Der Schlauch I56 geht von einem Anschlußstück an der Innenseite der Gehäusewand h aus, das durch ein Verbindungsstück an der Außenseite' der Gehäusewand von einem Schlauch beliefert wird, der nicht dargestellt jedoch mit einer geeigneten Druckluftquelle, beispielsweise mit einem der Druckluftbehälter verbunden ist. Die in das Anschlußstück 156a eintretende Druckluft tritt durch zwei Drosselöffnungen in nicht gezeigte Kanäle ein, die sieh senkrecht nach unten durch die Ringe I4l und I50 erstrecken. Obere und untere Öffnungen in den Ringen 141 stellen eine Verbindung zwischen den senkrechten Kanälen und den Kammerräumen oberhalb und unterhalb der Kolben 124 her, so daß die Druckluft beiden Kammerräumen zugeführt wird. Die Kolbenringe an den Rändern der Ko/lben 124 steuern öffnungen in den Ringen 141, die zu mehreren, nicht gezeigten, senkrechten Luftaustrittskanälen und einer entsprechenden Anzahl öffnungen führen. In den mittleren Stellungen dieser Kolben

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BADORIGlNAt

sind die erwähnten öffnungen durch die Kolbenringe 155 verschlossen. Wenn die aiif las Luft federgehäuse 154 wirkende Auflast einen bestimmten Wert überschreitet, senkt sich das Luftfedergehäuse mit Bezug auf die Kolben 124 ab, so daß die erwähnten t5ffnungen ganz oder teilweise mit den Kammerräumen unterhalb der KoLben in Verbindung treten. Es tritt daher unterhalb der Kolben Druckluft aus, so daß an den Kolben ein Druckunterschied in Abwärtsrichtung auftritt. Dieser Druckunterschied ist derart, daß eine nach oben gerichtete Kraft auf daa Luftfederggiäuse ausgeübt wird, so daß das letzteres das Bestreben hat, anzusteigen. Die beschriebene Anordnung strebt einen Zuband an, der durch Druckluftkörper oberhalb und unterhalb der verschiedenen Kolben gekennzeichnet ist sowie durch einen ausreichenden kontinuierlichen oder periodischen Luftaustritt unterhalb der Kolben, um so geregelte Luftdrücke und einen geregelten Druckunterschied zu erhalten, der eine Luftfederabstützung für das Luftfedergehäuse und die auf diesem aufruhenden Teile ergibt. Beim Eintreiben des Pfahls schwingen die Kolben 124 in senkrechter Richtung, während die Luftkissen zwischen den Platten und das Luftfedergehäuse letzteres praktisch von dieser Schwingbewegung isolieren. Gleichzeitig sind die auf dem Luftfedergehäuse aufruhenden Teile senkrecht durch die in der Luftfeder unter Druck stehende Luft abgestützt, wobei etvraige geringere senkrechte

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Schwingungen, die im Luftfedergehäuse auftreten können, durch die Druckluft In der Druckfederanordnung aufgenommen werden.

Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, ist der Deckel der Federanordnung an seiner Unterseite mit einem ringförmigen Widerlager 165 für die oberste Kolbenplatte 124 versehen, von der es sich normalerweise nach oben in Abstand befindet, jedoch eine Änschlagschulter bildet, welche an der obersten Platte 124 zur Anlage kommen kann und zwar dann, wenn ein Druckverlust in den Kammern 140 oberhalb der Platten 124 eintritt. In ähnlicher Weise weist der untere Luftfederdeckel 147 ein ringförmiges Widerlager 166 auf, das an der untersten Platte 124 zur Anlage kommen kann, wenn ein unter nachstehend näher beschriebenen Bedingungen auftretender Aufwärtszug auf das Luftfedergehäuse bei einem Druckverlust in den Kammern 140 unterhalb der Platten 124 auftritt. Im normalen Betrieb haben die Kolbenplatten 124 einen Schwingungshubbereich, der kurz vor den Widerlagerschultern I65 und 166 endet.

Am Umfang der Platte 111 ist ein ümfangsflansch oder Lagerungsrandteil 110 vorgesehen. Von diesem Randteil nach innen erstreckt sich auf der Platte ein rinnenförmiger Teil I70 (der Grund für diese^orm ergibt sich aus dem Nachfolgenden), innerhalb welchem die Platte 111 einen mit einer

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mittigen Öffnung versehenen schalenförmigen oder gewölbten Teil 171 aufweist, der durch einen Kreisbogen um einen Mittelpunkt T begrenzt wird (Fig. 6), der sich im Schnittpunkt der Achsen der Motorwellen mit der senkrechten Achse der Säule 41 und des Pfahls befindet. Dieser gewölbte Teil 171 umgibt einen Nabenteil I73 auf der Oberseite der Deckelplatte I4j ringförmig mit beträchtlichem Spiel. Ein Lagerring 174 in einer Tasche der Oberseite der Platte 143 weist eine konkave gewölbte Oberfläche auf, welche der konvexen gewölbten Unterseite des Plattenteils I7I entspricht. Ein weiterer Lagerring I76 besitzt eine konvex gewölbte Unterseite, welche der konkaven Oberseite des Plattenteils I7I entspricht. Der Lagerring I76 sitzt auf dem rohrförmigen unteren Endteil 178 einer Hülse I80, wobei der rohrförmige Teil I78 auf einem ringförmigen Sitz am Luftfederdeekel 143 aufruht und auf diesem befestigt ist. Der gewölbte Teil 17I der Platte 111 hat freien Gleitsitζ zwischen den Lagerringen I74 und I76.

Die Hülse 18O ist unmittelbar oberhalb des rohrförmigen Teils 178 mit einem Ringflansch 18I versehen, dessen Unterseite auf dem Lagerring I76 aufruht und der seinerseits bestimmte Teile des Mechanismus trägt, wie nachfolgend näher beschrieben wird. Die Hülse I80 reicht bis zu einer Höhe unmittelbar oberhalb des unteren Endes des zylindrischen Fußteils 136 des Vibratorgehäuses, das an seinem obersten Ende eine Innenschulter I83 aufweist, in welche der Fußteil

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136 des Vibrators und der zylindrische Kopf 134 des Schaftes 132 mit Spiel einpaßt und unter welcher sich eine Bronzelkgerbüchse 184 für den zylindrischen Kopf 134 befindet.

Wie aus Pig* 6, 7 und 10 ersichtlich ist, sind die Wellen 96, welche gleichachsig sind und von den beiden Motoren in entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden, an ihren der Pfahlachse am nächsten gelegenen Enden mit Köpfen 190 versehen, die bogenförmige Keilverzahnungen I9I aufweisen, welche mit innerhalb der Bohrungen von Kegelrädern I92 befindlichen Innenkei!verzahnungen in Eingriff stehen· Jedes dieser Kegelräder I92 weist einen Hülsenteil I93 auf, der sieh in einem Lager 194 dreht, dessen zylindrisches Äüßengehäuse

195 mit einem zwischen seinen Enden vorgeaiienen Anbauflansch

196 versehen ist. Die beiden Lagergehäuse 195 befinden sich in zylindrischen öffnungen I97, welche an entgegengesetzten Seiten des Rahmenringes I98 vorgesehen sind, der von dem Umfangsteil des Flansches I8I getragen wird und an diesem befestigt ist. Die Lageranbauflansche 196 liegen am Rahmenring 198 um die öffnungen I97 herum an und sind an diesem, wie gezeigt, befestigt.

Die sich entgegengesetzt drehenden Kegelräder I92 stehen mit einem Zahnkranz 200 in Eingriff, der die Hülse 180 mit einem ringförmigen Spiel umgibt und an einem Ringflansch 210 am unteren Ende einer teleskopischen Antriebs-

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hülseilanordnung 211 (Pig. 7 und 10) befestigt ist, welche die vorerwähnte Hülse l8o tungibt und relativ dazu um diese herum drehbar ist. Die HUlsenanordnung 211 weist vorzugswel-

se einen unteren Hülsenteil 212 auf, der sin vom Plansch 210 nach oben erstreckt und eine Bronzebüchse 215 trägt, welche auf der Hülse l80 drehbar ist, sowie einen gegenüberliegenden oberen Hülsenteil 214, der sich im Abstand oberhalb des Hülsenteils 212 befindet und eine Bronzebüchse 215 trägt, die ebenfalls auf der Hülse 18O drehbar ist. Ferner weist die HUlsenanordnung 211 eine Verbindungs-Zwischenhülse 216 mit Teilen auf, welche den oberen und den unteren Hülsenteil 212 bzw. 214 überlappen und mit diesen Hülsenteilen durch Keilverzahnungen 218 in Antriebsverbindung stehen.

An der Unterseite des Flansches 210 am unteren Ende der Antriebshülsenanordnung 211 ist ein Bronzelagerring 220 befestigt, der auf dem Flansch 181 aufruht und sich auf diesem dreht. Die Oberseite des Flansches 210 liegt gegen einen Bronzelagerring 220' an, der von dem Rahmenring I98 getragen wird (Fig. 6). Der obere Rand des oberen Hülsenteils 214 der Hülsenanordnung 211 ist mit einem Zahnkranz 221 versehen, der mit zwei Kegelrädern 222 eines Revolverkopfes 224 in Eingriff steht und diese in entgegengesetzten Richtungen auf einer gemeinsamen Achse antreibt, welche ihrerseits den Vibrator 42 anteiben. Der teleskopische Aufbau der Hülsenanordnung 211 ist mit Rücksicht auf Längenveränderungen

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infolge von Temperaturschwankungen vorgesehen und ist derart, daß sichergestellt ist, daß die arbeitenden Teile am oberen und am unteren Ende der Hülsenanordnung die richtigen Stellungen mit Bezug auf die Lagerflächen, Zahnräder usw. beibehalten.

Die Kegelräder 222 befinden sich auf Hülsen 230 (Fig. 6), welche in geeigneten Lagern in Lagergehäusen 231 gelagert sind, die in den entgegengesetzten Seiten eines Revolverrahmenringes 232 befestigt sind, der an seiner Unterseite mit einem rohrförmigen Ansatz 233 u™* ^mit einer nach unten gerichteten Lagerfläche 234 an seiner Außenseite versehen 1st, die an einem Bronzelagerring 235 anliegt, welcher in dem vorangehend beschriebenen Rahmenring I98 sitzt. Der Revolverrahmenring 232 ist daher auf dem Rahmenring I98 drehbar. Der Revolverrahmenring 232: ist ferner an seiner Oberseite mit einer inneren zylindrischen Lagerfläche 238 und mit einer nach außen gerichteten Lagerfläclie 239 versehen, welche gegen einen Bronzelagerring 240 anliegt, der an einem Plansch 241 am oberen Ende einer Kappe 242 befestigt ist, die über dem oberen Ende der Hülse I80 an diesem angebracht ist.

Am Revolverrahmenring 232 sind an diametral entgegengesetzten Stellen Lagergehäuse 250 befestigt, die zur Aufnahme bestimmter Zahnräder und Lager für diese dienen, wie

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nachfolgend beschrieben wird. Jedes der Kegelräder 222 ist über eine Innenkeilverzahnung 251 mit einer Welle 252 verbunden, die ein Stirnrad 255 antreibt, das in geeigneter Weise in dem zugeordneten Lagergehäuse 250 gelagert 1st. Das Zahnrad 253 treibt ein Stirnrad 254 an, das seinerseits ein Zahnrad 255 antreibt, das sich auf einer Welle 256 befindet, die ein größeres Zahnrad 257 trägt, welches mit einem Zahnrad in Eingriff steht und dieses antreibt (siehe Fig. 13). Das Zahnrad 258 befindet sich auf einer verzahnten Hülse 260, welche ein Schwungrad 261 trägt und mit einer Innenkeilverzahnung 262 versehen ist, welche mit einer bogenförmigen Kellverzahnung 263 an einem Kugelkopf 264 an dem einen Ende einer Antriebswelle 265 in Eingriff steht, deren anderes Ende mit einem Kopf 266 versehen ist, der eine bogenförmige Keilverzahnung 267 trägt, die mit einer Keilverzahnung 268 innerhalb jeiner Kupplung 269 an der einen Seite des Vibrators 42 in Eingriff steht. Wie aus Fig. 6 und 9 ersichtlich ist, sind die beiden Zahnradgehäuse 250 so ausgebildet, daß die beiden Antriebswellen 265 zueinandeijparallel sind, sich auf entgegengesetzten Seiten des Vibrators 42 befinden und mit den entgegengesetzten Hälften des letzteren ausgefluchtet sind. Ferner sind die Zahnrädersätze so angeordnet, daß die beiden Wellen 265 sich in entgegengesetzten Richtung drehen.

Der Vibrator enthält von den beiden Wellen 265 angetriebene Unvnichtkörper, durch welche dem massiven Vibrator-

körper Ij57 eine senkrechte Schwingbewegürtg Von verhältnismäßig kleiner Amplitude jedoch großer Kraft ftiitgeteü wird, welche Körper durch mehrere, beispielsweise zwei, umlaufende Unwuchtwalzen oder -ringe gebildet werden, von denen je einer durch jede der beiden sich entgegensetzt drehenden Wellen zur Drehung angetrieben wird, wobei diese Rotoren in Bahnen ab* rollen, die im Körper IJT ansgebildet sind, und mit ihren unausgewuchteten Massen so synchronisiert sind, daß sie sich in der senkrechten Richtung gemeinsam und seitlich gemeinsam auf-

/zü

einander bzw» voneinander weg bewegen* Bei einer solchen Vorrichtung üben die beiden unausgewuchteten Rollen, deren Schwerpunkte Umlaufbahnen beschreiben, Gegendruckkräfte auf den Körper Γ57 aus, die sich in der senkrechten Richtung zueinander addieren, jedoch einander in der seitlichen Richtung aufheben. Hierdurch werden auf die Vorrichtung, auf der der Vibratorkörper Ij57 angeordnet ist, senkrecht gerichtete •Schwingungskräfte großer Kraft ausgeübt. Die Verwendung derartiger Rotoren bringt eine Anzahl funktioneller Vorteile mit sich, die neuartig und von besonderer Wirksamkeit in einem HoOhleistungsvibrator der beschriebenen Art sind und eine hohe Leistung ergeben.

Wie Pig. 13 und 14 zeigen, ist der Vibratorkörper in der waagrechten Richtung langgestreckt und bildet einen massiven T-Kopf 27O am oberen Ende seines zylindrischen Fußteils 136. Dieser T-Kopf hat ebene Seitenflächen 27I und

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und enthält parallele Querbohrungen 273* die sich zwischen diesen Seltenflächen, und zwar je eine In jeder Hälfte des T-Kopfes, erstrecken, wobei beide Bohrungen sich mit den vorerwähnten Vibratorantriebswellen 265 In Ausfluchtung befinden» In den Bohrungen 273 sitzen mit enger Passung Büchsen 274 aus gehärtetem Stahl.

Auf die Überstehenden Randteile der Büchsen 274 sind Endplatten 276 aufgebracht, deren Innenflächen zusammen mit den Büchsen 274 zwei zylindrische Kammern 268 für zwei verhältnismäßig massive hohlzylindrische Ringrotoren 280 mit Axialbohrungen 281 bilden. Den Ringen 28O, deren Außendurchmesser wesentlich größer als der Innenhalbmesser der Büchsen 274 ist, wird eine Rollbewegung um die Innenflächen der Büchsen 274 herum in entgegengesetzten Richtungen durch Servorollen 282 mitgeteilt, die sich innerhalb der Bohrungen der Ringe 280 befinden und in entgegengesetzter Richtung innerhalb von Umlaufbahnen über Kurbelmechanismen 283 von den sich entgegengesetzt drehenden Vlbratorantriebswellen 265 angetrieben werden, wie außer in Fig. I3 und 14 auch in Fig. 15 bis 20 gezeigt und schematisch dargestellt ist» In Fig. 15 bis 20 sind die Ringe 28O und die Arme der Kurbelmechanismen in Stellungen dargestellt, die von denjenigen in Fig. 13 und 14 verschieden sind, d.h. im unteren Teil ihrer Bahnen. Die Ringe 280 üben beim Herumrollen in den Buchsen im Vibratorkörper I37 Fliehkräfte auf den letzteren

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aus und die Servorollen sowie die diese antreibenden Kurbelmechanismen werden zu Beginn so synchronisiert, daB die rollenden Ringe sich in der senkrechten Richtung gemeinsam und seitlich gemeinsam aufeinander zu bzw. voneinander weg be wegen, so daß sich die hierdurch auf den Vibratorkörper 137 ausgeübten vertikalen Kräfte addieren, während die seitlichen Kräfte, da sie gleich und entgegengesetzt sind, einander aufheben.

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Eine Kurbewelle 284, die sich durch die Bohrung 281 im Ring 280 erstreckt, weist ah ihrem getriebenen Ende einen erweiterten Kopf 285 auf, der in geeigneten Lagern 286 gelagert 1st, welche von der zugeordneten Endplatte 276 getragen werden und eine Flanschverbindung mit der. erwähnten Kupplung 269 haben, wie sich am besten aus Fig. 13ergibt. Am anderen Ende der Kurbelwelle isfe eine Scheibe 288 angeordnet, die sich innerhalb eines Lagers"289 befindet, welches von der entsprechenden Endplatte 276 getragen wird. Die Endplatten 276 sind mit öffnungen 276a versehen, damit der nachstehend erwähnte Sehmiermittelnebel austreten kann.

Die Kurbelwelle 284 weist zwei Vfangenplatten 290 auf, durch die ein Querbolzen 291 gesteckt ist, auf welchem sieh zwischen den beiden Wangenplatten eine exzentrische Büchse 292 befindet, die kurze,, rohrförmige Endteile 293 aufweist., die zum Bolzen 29I konzentrisch sindj, sowie einen exzentri-

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sehen mittigen Hauptteil 294. Der exzentrische Teil 294 ist konzentrisch von der vorerwähnten Servorolle 282 unter Zwischenschaltung von Nadellagern 295 umgeben. Die Badellager werden von Abstandsringen 296 und 297 in Abstand voneinander gehalten, welche in die Bohrung 298 der Rolle 282 eingesetzt sind.

Zwischen den Enden der Rolle 282 und den Kurbelwellenwangenplatten sind Abstandsplatten 299 vorgesehen, die Ausschnitte 299a zur Aufnahme der Kurbelwelle aufweisen (Fig. 16), um zu verhindern, daß sie sich mit Bezug auf die Wangenplatten drehen.

Die Wirkungsweise der Servorollen ergibt sich am besten aus Pig. 18 sowie aus Fig. I9 und 20, die funktionsmäßige Darstellungen des Mechanismus sind. Es sei zunächst der Ring in der Büchse 274 im Vibratorkörper 270 betrachtet und angenommen, daß er sich in seiner untersten Stellung befindet, wie in Fig. 18 dargestellt. Das Problem besteht darin, ihn an der Innenseite der Büchse 274 so herumzurollen, daß die Berührungsstelle zwischen der Büchse und dem Ring 280 im Uhrzeigersinn um die Büchse herumwandert. Wie ersichtlich, muß der Ring bei dieser Bewegung tatsächlich im Gegenzeigersinn um seinen Mittelpunkt herumrollen, wie durch den Pfeil a angegeben. Gleichzeitig bewegt sich der Ring im ganzen in einer Kreisbahn im Ohrzeigersinn, wie durch'den Pfeil b an-

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gegeben. Ferner ist ersichtlich, daß der Ring 280, der ohne wesentlichen Schlupf an der Mantelfläche der Büchse abrollt, eine Ümlaufzahl je Sekunde um die Büchsenrollbahn erreicht, die wesentlich größer ist als die Zahl der rein körperlichen Umdrehungen je Sekunde, mit welcher sich der Ring um seine eigene Mittelachse dreht.

Nun muß zur Weiterbewegung des Ringes 280 über die dargestellte unterste Stellung (Pig. 18, 19 und 20) hinaus die Servorolle 282 geringfügig über die in Fig. 18 und 19 gezeigte unterste Stellung hinaus zu der in Fig. 20 gezeigten Stellung bewegt werden. Mit anderen Worten, die Servorolle kann den Ring 280 nur antreiben, nachdem sie eine kurze Strekke auf der durch die Innenbohrung 281 des Ringes 280 gebildeteRollbahn hochgeklettert ist. Die Servorolle 282 wird von einem Kurbelarm getragen, der sich um die Kurbelachse C dreht. Die exzentrische Büchse 292 ermöglicht einen veränderlichen Abstand zwischen der Kurbelachse und der Drehachse S der Servorolle 282. In der Tat ergeben die Wangenplatten 290 einen Kurbelarm, der sich von der Kurbelwellenachse C zur Achse A des Drehzapfens 291 erstreckt, während die exzentrische Büchse 292 praktisch eine Schleppstange bildet, die am Kurbelarm an der Drehzapfachse A angelenkt ist und sich von dieser Achse A zur Drehungsmittelachse S der Servorolle 282 erstreckt. Fig. I9 und 20 zeigen die Bedingungen, wobei Fig. 19 eine Anfangsstellung oder eine Stellung mit der

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Leistungsabgabe Null zeigt, während die letztere die Vorrichtung im normalen Betrieb zeigt, bei welchem tatsächlich Leistung abgegeben wird. Das Glied CA ist der wirksame Kurbelarm der Exzenterbüchsenvorrichtung nach Pig. 18 und hat eine Länge, die gleich dem Abstand von der Kurbelwellenachse C zur Achse A des Zapfens 291 1st. Die Schleppstange AS ist praktisch ein Glied, das bei A am Kurbelarm CA angelenkt ist und an seinem hinteren Ende auf der Achse S die Servorrolle drehbar trägt, wobei die Länge der Schleppstange AS gleich dem Abstand von der Achse A des Zapfens 291 zur Achse S der Servorolle ist.

Wie ersichtlich, zieht das wirksame Schleppglied AS den wirksamen Kurbelarm CA nach und bei der Drehung der Kurbelwelle hat die auf die Servorolle 282 wirkende Fliehkraft das Bestreben, die Rolle nach außen zu drücken, so daß sie gegen die Innenseite des Ringes 280 anliegt.

Ferner wird, wenn die Rolle 282 auf der geneigten Rollbahn 281 innerhalb des Ringes 2&Ό geringfügig nach oben klettert, der Abstand von C zum Tangenfcialpunkt oder Kontaktpunkt zwischen der Rolle 282 und der Innenfläche 281 des Ringes 280 geringfügig verkürzt. Der Winkel CAS zwischen der Linie von C nach A und der Linie A nach S wird dann kleiner, was bei einer relativen Gegenzeigersinndrehung der exzentrischen Büchse auf dem Zapfen 291 (auf der Achse A) geschieht.

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Das Schleppglied AS für die Rolle 282 verringert daher seinen Winkel mit Bezug auf den wirksamen Kurbelarm CA. Daher wandert die Servorolle auf der Neigung der Ringbahn 28l nach oben und die Fliehkraft der Rolle gegen den Ring 280, die nun an einem gegenüber dem ursprünglichen Angriffspunkt (an der tiefsten Stelle) vorverlegten Punkt wirksam wird, zwingt den Ring 280 auf der Rollbahn 274 um einen entsprechenden Betrag weiterzurollen.

Die Teile bewegen sich daher aus der in Fig. 19 gezeigten Stellung in die in Fig. 20 gezeigte Stellung weiter. In Fig. 19 verläuft die Linie der durch die Servorolle 282 ausgeübten Fliehkraft F„ durch den Berührungspunkt T zwischen dem Ring 280 und der Rollbahn 274. Es wird in diesem Augenblick und in dieser Stellung keine Kraft durch die Rolle 282 ausgeübt, welche das Bestreben hat, den Ring 280 weiterzurollen. In der sofort darauf folgenden Stellung der Fig. 20 ist jedoch die Servorolle 282> wie erwähnt, um einen geringen Betrag die Neigung der Bohrung des Rings 280 zu einem neuen Berührungspunkt M "aufwärts" weitergerollt. Der Ring 28O hat sich noch nicht in die in Fig. 20 gezeigte Stellung weiterbewegt und die Teile konnten offensichtlich die dargestellte Stellung auf Grund der Drehachse A einnehmen.

JU8Ö^!!i Ζ" ί

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In der in Fig. 20 gezeigten Stellung wirkt die durch die Servorolle 282 auf die Innenseite des Ringes 280 ausgeübte Fliehkraft F₀ unter einem Winkel 0-zur Linie CT. Der Punkt M wird zur augenblicklichen Mitte, um welche der Ring vorwärtslaufen bzw. -rollen kann und, wenn angenommen wird, daß keine Reibung zwischen dem Ring 280 und der Rolle 282 besteht, wirkt letzter längs einer Linie von S nach M. Die Fliehkraft F hat daher eine Komponente F_^f, welche längs der Linie von S

nach M wirkt, und eine Komponente F ^M, welche längs der Stange von A nach S gerichtet ist, und T wird der Augenblicksdrehpunkt, um welchen der Ring 280 vorwärtslaufen oder -rollen kann, während die Strecke Δ, die vom Punkt T senkrecht zur Linie der Kraft F ^f gezogen ist, die Länge

des Hebels ist, mit welchem F_n ¹ auf den Ring 280 einwirkt, um ihn um den Augenblicksmittelpunkt T vorwärts zu rollen. Je größer der Winkel θ ist, (welches der Phasenwinkel ist, um den die Servorolle 282 über den Ring 2δΟ weiterbewegt wird), desto größer ist der Hebelarm, mit welchem die Kraft F ' am Ring 2ßO angreift, und desto größer ist auch die

Leistung, die auftritt. Die Drehachse bei A im Kurbelmechanismus, der die Servorolle trägt, läßt es ohne weiteres zu, daß der Phasenwinkel θ größer und eine verhältnismäßig große Leistung erzeugt wird. Es läßt sich natürlich ein kleiner Phasenwinkel S ohne Drehachse bei A infolge des Spiels in den Teilen er-

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zielen,und es kann in den Fällen, in denen eine geringe Leistung eines Vibrators ausreichend ist, die Drehachse bei A sowie das Schleppglied (die exzentrische Büchse 292 bei der dargestellten Ausführungsform) weggelassen werden. Für hohe Leistungen, wie sie für Vibrationsplahlrammen, die im Schallfrequenzbereich arbeiten, erforderlich sind, sind jedoch die Anordnungen mit Gelenkachse und Schleppglied äußerst vorteilhaft.

Ein Vorteil des beschriebenen Vibrators gegenüber bestimmten älteren Vibratoren, beispielsweise gegenüber Bauformen mit mechanisch angetriebenen Unwuchtrotoren, besteht in einer "Entkopplung" der Unwuchtmassenelemente (der Ringe 280) von ihrem Antriebsmechanismus. So tritt beispielsweise beim Unwuchtrotor-Generator eine unerwünschte Rückwirkung .von den Rotoren auf den Antriebsmechanismus auf, da bei den sich entgegengesetzt drehenden Rotoren während der zweimaligen Energieabgabe bei jedem Zyklus die Neigung zu einer Verzögerung und während der zwischenliegenden Zeiten, während welchen sie Energie vom Triebwerk aufnehmen, die Neigung zu einer Beschleunigung besteht. Bei dem erfindungsgemäßen Vibrator kann offensichtlich keine solchen Rückwirkung entstehen, da die Ringe 280 von den trieibenden Kurbelwellen mechanischfentkoppelt sind.

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Im Betrieb des Vibrators treiben die Kegelräder den Zahnkranz 200 an und die Rückwirkung auf die Kegelräder 192 ist derart, daß sie die Neigung zu einer unerwünschten Drehung des Ringrahmens 198 hervorruft. Um diesem auf den Ringrahmen 198 ausgeübten Drehmoment entgegenzuwirken, ist der letztere an diametral entgegengesetzten Seiten in der Mitte zwischen den Lagern 194 mit Zapfen 300 in Lagerblöcken 301 (Fig. 8 und lo) versehen« die sich in eenkrechten Schlitzen 302 in zwei diametral gegenüberliegenden Rahmenarmen 303 befinden, die sich vom Rand der Trägerplatte 111 nach oben erstrecken. Die Achse der beiden Zapfen 300 schneidet den Drehmittelpunkt T. Die Schlitze in den Armen 303 halten die Blöcke 301» um dem Drehmoment am Ringrahmen 198 entgegenzuwirken.

Beim Rammen eines Pfeils in das Erdreich hat dieser gewöhnlich die Neigung» sich nicht gerade nach unten zu bewegen, sondern sich etwas zu neigen, was durch die * ungleichmäßige Zusammensetzung des Erdreichs oder durch das Auftreffen auf Felsblöcke oder dergleichen bedingt ist. Ferner kann auch die Neigung zu einer gewissen Drehbewegung bestehen. Die erfindungsgemaße Pfahlramme trägt diesen Abweichungen Rechnung und zieht sogar aus der Neigung zur Drehung des Pfahls Nutzen und fördert diese.

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Im Falle einer Neigung des Pfahls gegenüber der Senkrechten neigt sich die auf das obere Ende des Pfahls aufgespannte und den Vibrator tragende Säule 41 in entsprechender Weise. Die umgebende Anordnung aus der Hülse l8o und dem Iiuf tf ede rgeh&use erfährt die gleiche Neigung, ebenso wie der Ringrahmen 198, die Lager 194, die von diesen gelagerten Kegelräder 200 und das Vibratorantriebszahnrad, das von den Kegelrädern 200 angetrieben wird, einschließlich der Gesamtheit der Revolveranordnung 224. Diese Neigungswirkung der erwähnten Teile wird durch das Gleiten der bogenförmigen Lagerringe 174 und 176 auf dem gekrümmten Teil 171 der Trägerplatte 111 ermöglicht, wobei die relative Gleitwirkung dieser bogenförmigen bzw. gekrümmten Teile um den Mittelpunkt T als Schwenkpunkt stattfindet. Hierin besteht der Grund für die Rinnenform der Trägerplatte 111, da diese Formgebung die Schwenkwirkung des Flansches 181 oberhalb und des Luftfederdeckels 143 unterhalb ermöglicht.

Wie ersichtlich, werden bei dieser Schwenk- oder Neigungswirkung die Hülse I80 des Flansches 181 und des Ringrahmens I98 mit Bezug auf die Trägerplatte 111 die von dem Ringrahmen getragenen Blöcke 3501 einfach in den Schlitzen 302 der Arme 303, die vom Ringrahmen nach oben abstehen, verschwenkt, wodurch die relative Schwenkbewegung der beiden Bauelement-gruppen aufgenommen wird.

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Insbesondere aus Flg. 7 ist erkennbar, daß die bogenförmigen Kellverzahnungen an den Enden der Wellen 96 eine Schwenkbewegung der Kegelräder I92. um den erforderlichen Winkel zulassen, ohne daß der Antrieb von den Wellen 86 und den Motoren beeinträchtigt wird. Die Platte 111 kann unter diesen Bedingungen um die Zapfenachse schwingen, welche durch die Bunde 101 gebildet wird, die auf den Naben oder Zapfen 76 drehbar sind, obwohl diese Zapfenachse in erster Linie einem anderen Zweck dient, wie nachfolgend erläutert wird.

Wie erwähnt, kann sich der Pfahl beim Rammen um seine Achse drehen, was als Vorteil betrachtet wird. Der erfindungsgemäße Vibrator ist so gestaltet, daß die Neigung zur Drehung gefördert oder verstärkt wird, da eine Drehung des Pfahls beim Rammen die vorteilhafte Wirkung hat, daß die Reibung zwischen dem Pfahl und dem Erdreich verringert wird. Die Rückwirkung des Zahnkranzes 221, welcher die auf der Revolveranordnung gelagerten Zahnrädersätze antreibt, ist derart, daß ein Drehmoment auf den Revolverrahmen 232 ausgeübt wird, was zur Folge hat, daß der Revolverrahmen sich langsam auf den Lagerbüchsen 235 und 240 dreht.

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Der Revolverrahmen 1st mit dem Vibratorkörper mittels zweier Flügel 137a verkeilt, die sich in senkrechte Schlitze 310 in Armen 311 (Fig. 8 und 9) erstrecken, welche auf dem Revolverrahmen 232 angeordnet sind« In den Schlitzen der Arme werden vorzugsweise senkrechte Lagereinsätze 3ⁱ² verwendet. Der Re\dverrahmen bewirkt daher bei der beschriebenen Drehung über diese Verkeilung eine Drehung des Vibratorkörpers und damit der Säule 41 und des Pfahls. Der Revolverrahmen ist daher mit Bezug auf den Ringrahmen I9I drehbar und verursacht eine langsame Drehung des Pfahls beim Rammen, beispielsweise sechs Umdrehungen des Pfahls beim vollständigen Eintreiben eines Pfahls.

Der Vibrator 42, die Revolveranordnung 224 und die zugeordneten Teile sind mit einer Haube 315 abgedeckt, welche bei 3I6 eine lösbare Flanschverbindung mit einem Ring 317 hat, der mit dem vorerwähnten Ring 102 verschweißt 1st. Unterhalb der Gehäusewand 1θ4 befinden sich Gehäuseabschnitte 3I8, 319 und 320 (Fig. 6 und 8), welche miteinander durch aneinander anliegende Flansche verschraubt sind, wobei der unterste Abschnitt 320 eine Platte 321 trägt, auf der ein öldichtungselement 321 angeordnet ist, welches an der Luftfederbodenwand 147 abdichtend anliegt. Schmieröl wird im unteren Gehäuse h, das aus den erwähnten Abschnitten zusammen-

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gesetzt 1st, bis zum Spiegel O In Flg. 6 gehalten und wird durch eine Pumpe 322 (Pig. 6) In Umlauf gesetzt« die am Gehäuseabschnitt 3I9 angebracht 1st. Die Pumpe 322 wird von einem Kettenrad323 auf der Hülse 79 über eine Kette 324 und ein Kettenrad 325 auf der Welle der Pumpe angetrieben. Das öl wird Im Gehäuse durch die Dichtung bei 321a gehalten, wobei die Dichtungsträgerplatte 321 elastisch biegsam 1st und sich mit jeder Bewegung des Luftfedergehäuses 154 bewegt, um die Dichtung aufrechtzuerhalten.

Die Schmierölpumpe 322 j}22 saugt Ol aus dem Sumpf innerhalb des Gehäuses h über einen Schlauch 400 an und fördert öl unter Druck in einen Schlauch 401. Der Schlauch 401 führt zu einem verstellbaren Druckminderventil (nicht gezeigt), das durch eine Rücklaufleitung mit dem Gehäuse h für das unter zu hohem Druck geförderte öl versehen ist. Der Hauptförderauslaß aus dem Druckminderventil ist mit einem Schlauch 405 (Fig. H) verbunden, der zu einem AnschlußstUck 4o6 führt, welches am Rand des Luftfederdeckels 143 angeordnet ist. Das Anschlußstück 4o6 steht mit einem ölkanal im Deckel 157 in Verbindung und erstreckt sich nach oben und duroh den rohrförmigen unteren Endteil I78 der Hülse I80, von dem aus das Öl in den Raum benachbart der Lagerbüchse gelangt, so daß diese geschmiert wird. Dieses öl steigt ferner

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durch nicht gezeigte geeignete ölnuten an, um Büchsen 213 und 215 zu schmieren. Es sind in den Zeichnungen verschiedene Olkanäle dargestellt« für die jedoch keine nähere Beschreibung erforderlich ist und durch die Schmieröl zu den verschiedenen Lagern des Mechanismus gelangt.

Ein innerhalb des Gehäuseteils 319 angeordnetes Anschlußstüok «eist ein äußeres Verbindungsstück auf« das von einer nicht gezeigten geeigneten Quelle über einen Schlauch ein Gemisch «us Ol und Druckluft zuführt. Die Luft nimmt das Schmieröl in fein verteilten Teilchen als Nebel mit und verteilt es auf die von der Luft erreichten Lagerflächen.

Dieses Anschlußstück ist mit einem Schlauch 414 (Fig. 8 und 12) verbunden, der zu einem Anschlußstück 415 am Rand des Luftfederdeckels 14j3 führt. Ein Kanal 416 im Luftfederdeckel 14} verbindet das Anschlußstück 415 mit einem Ringkanal 417, der den Luftfederkopf 126 zwischen Kolbenringen 145 umgibt und über einen Kanal 418 mit dem unteren Ende eines Rohres 419 (Fig. 6) verbunden ist, das in den Kopf 126 eingesetzt ist und sich von diesem nach oben durch den Schaft 132 in eine Bohrung 420 in der Unterseite des Vibrator-• fußes 156 erstreckt. Das obere Ende des Rohres 419 ist in der

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Bohrung 420 abgedichtet und steht mit ölkanälen 422 in Verbindung, welche durch entgegengesetzte Seiten des Fußteils 136 des Vibratorkörpers I37 nach außen führen.

An den Mündungen der Kanäle 422 sind Gehäuse 424 (Fig. 6 und IjJ) mit hohlen Armen 425 angeordnet, die sich zu den Achsen der beiden Kurbelwellen 284 erstrecken und bei 426 in geeigneter Weise mit hohlen Armen 427 gekuppelt sind, welche sich von Kappen 428 aus erstrecken, die an den Endplatten 276 an den Seiten des Vibratorgehäuses angeordnet sind, welche den Antriebswellen 265 abgekehrt sind. Die Arme 427 weisen Bohrungen 4^0 auf, welche mit den hohlen Armen 425 in Verbindung stehen,und die Kappen 428 haben innere rohrförmige Ansätze 4351, welche mit den Bohrungen 4j5O und den Längsbohrungen 4^2 durch die Kurbelwellen 284 in Verbindung stehen, wobei die Ansätze 4^1 sich in Aussenkungen in den Enden der Kurbelwellen erstrecken und mit diesen abgedichtet sind, wie in Fig. I3 gezeigt. Der auf diese Weise dem Rohr 419 zugeführte ölnebel wird daher zu den Bohrungen 432 in den Kurbelwellen gefördert. Mit diesen Bohrungen 4^2 stehen Wangenplattenbohrungen 440 in Verbindung, welche Abzweigungen 441 und 442 aufweisen, die zu den verschiedenen Lagerflächen im Kurbelmechanismus und im Servorollensystem führen und diese mit Schmierölnebel beliefern. Die Einzel-

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heiten dieser Anordnungen bedürfen keiner Beschreibung, da sie beliebig abgeändert werden können, was durch den Fachmann ohne weitere Schwierigkeiten geschehen kann.

Wie aus Fig. 2, 4 und 5 ersichtlich, ist zur Führung des Vibrators durch die Führungsrohr J>6 jedes der letzteren aus einer Anzahl Rohrabschnitte ?6d hergestellt, die an ihren Enden mit aneinander anliegenden und verschraubten KupplungsflansGhen 450 versehen sind. An die einander zugekehrten Seiten der Rohrabschnitte 36d sind voneinander in Abstand befindliche parallele Führungsschienen 452 angeschweißt, die sich in der Längsrichtung der Rohrabschnitte erstrecken und Fübrungsbahnen W zur Aufnahme von Führungsblöcken 45 j5 und 454 (Fig. 5 und 5a) bilden, die sich in senkrechten Abständen voneinander befinden und von den Trägerarmen 75 abstehen. Vorzugsweise 'sind die oberen und die unteren Enden der Rohre 36 durch Platten 450a abgeschlossen, während die zwischenliegenden Kupplungsflansche 450 eine Verbindung zwischen den aufeinanderfolgenden Rohrabschnitten (Fig. 2) zulassen, so daß die Rohre 36 mit Wassersäulen gefüllt werden können, um das Gewicht der Führungen zu erhöhen. Der Grund hierfür ergibt sich aus dem Nachfolgenden.

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Bei dem Einraramen in einen hohen Widerstand ent-.gegensetzenden Untergrund 1st es manchmal wünschenswert, eine zusätzliche Auflast für den Vibrator vorzusehen. Für diesen Zweck dient eine Verseilung mit Verbindungen am oberen Ende des Vibrators und mit nicht gezeigten Mitteln am Fahrzeug zur Ausübung eines Zuges auf das Seil. Mit den Rahmenarmen 75 sind zwei Glieder 460 an ihren oberen Enden bei 461 (Fig. 5) verbunden, von wo aus sie sich winkelig nach unten erstrecken und an ihren unteren Enden ein waagrechtes Rohr 462 (Fig. 8) tragen. Das Rohr 462 ist seinerseits durch Streben 463 versteift, die Gleitblöcke 464 tragen, welche sich in den Führungsbahnen W befinden. Die Streben 463 sind mit den Gliedern 460 starr verbunden. Mit dem Rohr 462 1st ein Seil 467 verbunden und nach unten unter eine Rolle 465 an den unteren Enden der Führungen geführt, von wo aus es zu einer nicht gezeigten Kraftwinde innerhalb des Fahrzeugs 30 verläuft. Hieraus ergibt sich, daß die nach unten gerichtete Kraft, welche auf diese Weise auf den Vibrator und den Pfahl ausgeübt werden kann, durch das Gewicht der Führungen begrenzt ist, da die Seile infolge der Herumführung unter der von den Führungen getragenen Rolle 465 das Bestreben haben, die Führungen anzuheben. Aus diesem Grunde ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, daß die Führungen dadurch beschwert werden können, daß die Rohre mit Wasser gefüllt werden.

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Die hydraulische Einspannvorrichtung zum Einspannen des oberen Endes des Pfahles weist eine Bohrung innerhalb des Einspannapfes 118 (Fig. 6) auf, in welche sich lose oder mit einem gewissen Spiel der obere Endteil eines Stahlrohrpfahles P erstreckt. Innerhalb dieses Napfes 118 befindet sich ein Dorn 504, der im wesentlichen die Form eines nach oben konvergierenden umgekehrten Kapfes hat, dessen Seltenwände mit einer Anzahl von sich im wesentlichen senkrecht erstreckenden Schlitzen 502 versehen ist, welche senkrechte Seiten 5OJ und nach unten und außen geneigte Unterseiten aufweisen. Eine Aufwärtsbewegung des Doms Innerhalb des Napfes 118 hat zur Folge, daß Qleitkelle (die am Herausfallen durch eine Leiste 508 gehindert werden) und verzahnte Einsätze auf den Gleitkeilen radial nach außen gegen den Pfahl gedrückt werden, um diesen am Napf zu sichern. Da Einspannvorrichtungen an sich in verschiedenen Arten bekannt sind und die Erfindung mit verschiedenen Formen von Einspannvorrichtungen angewendet werden kann, werden hier keine Einzelheiten der Gleitkeile oder des hydraulischen Systems zum Bewegen des Domes näher beschrieben.

Zu Beginn der Pfahlrammarbeit, ruht der einzutreibende Pfahl üblicherweise waagrecht auf oder über Erdbodenhöhe. Der gesamte Vibrator wird in den Führungen

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durch den Piaschenzug 66 und die erwähnte Winde auf dem Fahrzeug 30 abgesenkt, bis der Drehpunkt T sich etwa mit dem Ende des waagrechten Pfahles in einer Linie befindet. Der Zapfenteil R des Vibrators, der um die Zapfen 76 schwenkbar ist, wird dann nach oben in eine waagrechte Stellung verschwenkt, wie durch die strichpunktierten Linien in Fig. 3 und 4 dargestellt. Dies geschieht mit Hilfe von zwei teleskopischen Druckluftstreben 550, welche die Form von Arbeitszylindern haben. Die Zylinder 55I dieser Streben sind an ihren oberen Enden gelenkig mit den Überkopf-Trägern 48 bei 552 verbunden, während die Kolbenstanden 553 bei 554 gelenkig mit Armen 555 verbunden sind, die von der Gehäusezylinderwand 104 abstehen, wobei die Gelenkverbindung 554 von der Achse der Zapfen J6 seitlich versetzt „ist, wie sich aus den Zeichnungen ergibt. Geeignete Druckluftleitungen 556 und 557 (Fig. 5) und nicht gezeigte Steuerventile dienen zur Regelung und Betätigung der beschriebenen verkürzbaren Streben, durch deren Verkürzung die schwenkbare Einheit in die in Fig. 3 und 4 mit gestrichelten Linien gezeichnete Stellung verschwenkt werden kann.

Sodann wird der Pfahl P in die Einspannvorrichtung 40 eingeführt und in dieser durch die Anheben des Dorns 504 gesichert. Hierauf wird der Vibrator in den Führungen durch

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den Flaschenzug 66 angehoben und der Pfahl In eine senkrechte Stellung gezogen, wobei die geneigte Einheit R des Vibrators allmählich in ihre normale senkrechte Stellung zurückschwingt.

Das Fahrzeug JO, der Ausleger 33 und die Abstützung 38 werden so betätigt, daß der Pfahl an die Stelle gebracht wird, an welcher er eingerammt werden soll, worauf der Pfahl in den Führungen durch den Flaschenzug abgesenkt wird, bis sein unteres Ende auf dem Erdreich aufruht. Die Motoren werden für den Antrieb des Vibrators in Gang gesetzt und der Flaschenzug 66 durch eine entsprechende Betätigung der Kraftwinde entspannt, so daß ein Teil des Gewichtes oder das gesamte Gewicht des Vibrators auf das obere Ende des Pfahles wirksam wird. Die Motoren treiben die keilverzahnten Wellen 86 und 96 an und über diese Wellen die Kegelräder I92 und den Zahnkranz 200, der seinerseits die Kegelräder 222 der Revolveranordnung 224 antreibt und über die Zahnrädersätze in den beiden Revolverantriebsgehäusen 250 die beiden Vibratorantriebswellen 2β5» Hierdurch werden die umlaufenden Ringe 280 des Vibrators angetrieben und wird, wie vorangehend beschrieben, eine senkrecht --, schwingende Reaktionskraft dem VibratorkSrper 137 raitgeteilt, von dem sie über die Säule 41 auf das obere Ende

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. Pfahles wirksam wird. Die Motoren werden mit einer solchen Drehzahl angetrieben, daß die Frequenz dieser senkrecht schwingenden Kraft der Eigenfrequenz des Pfahles P einschließlich der schwingenden Masse des Vibrators, der mit diesem gekoppelt 1st, entspricht, so daß im Pfahl eine stehende Dehnungswelle erzeugt wird. Das Verhalten des Pfahls unter der Einwirkung dieser stehenden Dehnungswelle ist im wesentlichen wie in dem vorgenannten Patent beschrieben, weshalb es hier nicht wiederholt wird.

Das obere Ende des Pfahles, die Säule 41 einschließlich der Luftfederkolben 124 und des Vibratorkörpers Ij57 nehmen dann an einer senkrechten Schwingung teil, deren Größe von der Größe der Einrichtung und der durch den Vibrator entwickelten Kraft abhängt.

Infolge der bogenförmigen Keilverzahnungen an den Enden der Vibratorantriebswellen 265* die praktisch eine Art Universalgelenk bilden, erfahren diese Wellen eine winkelige zyklische Querbiegung oder -Vibration in senkrechten Ebenen im Takt der senkrechten Schwingung des Vibratorkörpers, jedoch wird die senkrechte Vibration nicht im wesentlichen Maße durch sie auf die Revolveranordnung übertragen.

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Das Gewicht der Teile des Vibrators außerhalb der Teile, die unmittelbar und von diesem getragen auf dem Pfahl angeordnet sind, d. h. die Teile einschließlich der Motoren, des Rahmenwerks, der Zahnrädersätze usw., mit Ausnahme der hydraulischen Einspannvorrichtung, der Säule 41 einschließlich der Luftfederkolben und des Vibratorkörpers, sind alle auf dem Luftfedergehäuse gelagert und werden daher von der unter Druck stehenden Luft in den Luftfederkammern oberhalb der Luftfederkolben 124 nachgiebig getragen» Die Luftfederkolben können daher senkrecht schwingen, ohne daß eine wesentliche Vibration auf das Luftfedergehäuse und Teile des auf diesem aufruhenden Vibrators übertragen werden, die praktisch von dem schwingenden Vibrator und dem Pfahl isoliert sind. Die Drücke in der Luftfeder werden selbsttätig geregelt, wie vorangehend beschrieben, so daß sie eine einwandfreie kontinuierliche nachgiebige Lagerung für die auf dem Luftfedergehäuse aufruhenden Teile bildet.

Der Vibrator paßt sich den Dreh- und Neigungsbewegungen des Pfahles an, wie vorangehend beschrieben, und die Antriebsverbindungen zwischen den Motoren und dem Pfahl umfassen biegsame Antriebselemente, wie z. B. die verschiedenen bogenförmig keilverzahnten Antriebswellen, die die erwähnten Anpassungen erleichtern.

Unter"bestimmten Umständen und bei besonders schwierigem Untergrund wird es wünschenswert oder notwendig werden, die Auflast auf dem Pfahl zu erhöhen. Dies kann durch einen zusätzlichen Ballast auf dem Vibrator oder dadurch geschehen, daß dieser durch die Seile 464 nach unten gezogen wird, wie vorangehend beschrieben.

Für eine mäßige Antriebskraft braucht nur einer der beiden Motoren verwendet zu werden. In der Tat ist ein Antrieb durch einen einzigen Motor meist ausreichend und ist ein Antrieb durch zwei Motoren nur bei schwerster Arbeit erforderlich.

Der Vibrator kann auch dazu verwendet werden, einen Pfahl aus dem Erdreich zu ziehen. In diesem Falle muß die Auflast auf dem Pfahl eine Gegenwirkung erfahren und eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt werden. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß das Hebeseil 68 mit Hilfe der Kraftwinde auf dem Fahrzeug 30 aufgewickelt wird. Dies hat zur Folge» daß eine aufwärts gerichtete Kraft durch das Seil 68 auf den Hauptträger 46 des Vibrators und die an diesem Träger aufgehängten Teile des Vibrators ausgeübt wird, so daß, wenn der Vibrator unter diesen Bedingungen betrieben wird, der Pfahl aus dem Erdreich gehoben wird. Die

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Winde wird während dieses Arbeitsvorgangs so angetrieben* daß das Seil 68 gespannt bleibt und bei der Anhebung des Pfahls aufgewickelt wird.. Während dieses He be Vorgangs arbeitet die Luftfeder 112 ebenso wie beim Rammen, jedoch in der umgekehrten Richtung. Dies bedeutet, daß, wenn die auf das Luftfedergehäuse ausgeübte, nach oben gerichtete Kraft einen bestimmten Wert überschreitet, das Gehäuse mit Bezug auf die Kolben 124 angehoben wird, so daß die Öffnungen 162 ganz oder teilweise mit den Kammerräumen oberhalb der Kolben in Verbindung treten. Es tritt daher eine bestimmte Luftmenge von oberhalb der Kolben aus, so daß ein Druckunterschied an den Kolben in Aufwärtsrichtung entsteht. Dies hat zur Folge, daß auf das Luftfedergehäuse eine nach unten gerichtete Kraft wirksam wird, so daß es das Bestreben hat, sich mit Bezug auf die Kolben abzusenken» Das beschriebene System ergibt einen geregelten Druckunterschied an den Kolben, so daß diese nachgiebig in einer zentrierten Stellung im Luftfedergehäuse gehalten werden und Schwingungen der Kolben mit dem Pfahl und dem Vibrator zulassen, während das Luftfedergehäuse und die Hauptteile der Ramme, die an diesem befestigt sind, praktisch von der Vibration isoliert sind.

Nach der vorangehenden Beschreibung ©ines? vollständigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vibrations-

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Pfahlramme werden einige der wichtigsten Faktoren bezüglich des Aufbaus und des Betriebs sowie andere Ausführungsformen, welche diesen Paktoren noch besser Rechnung tragen, beschrieben.

Eine sehr bemerkenswerte Eigenschaft der Vibrations-Pfahlramme ist das Ansprechen auf die Leistung. Mit anderen Worten, die beschriebene besondere Ausführungsform des Vibrators ist sehr empfindlich bezüglich der Antriebsleistung im Hinblick auf die Rammleistung. Eine hohe Antriebsleistung ergibt eine sehr hohe Leistung des Vibrators,und zwar nicht im proportionalen Verhältnis. Mit anderen Worten, oberhalb eines bestimmten Schwellenwert-Antriebsleistungspegels wird, je nach dem Zustand des Erdreiches, bei einer Verdopplung der Antriebsleistung beispielsweise eine wesentlich höhere als eine verdoppelte Antriebsleistung erzielt. Es ist daher wünschenswert, alles daranzusetzen, um eine maximale Antriebsleistung im Rammpfahl zu erhalten. In diesem Zusammenhang 1st es daher wichtig festzustellen, daß der Leistungswirkungsgrad des im Schallfrequenzbereich arbeitenden Vibrators sehr hoch sein soll. Mit anderen Worten, es ist nicht erwünscht, daß der im Schallfrequenzbereich arbeitende Vibrator für sich selbst eine zu große Masse hat. Eine große Masse des Schallfrequeüiviur-ators führt zu einer Verlagerung des

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Schwingungsbauches der inneren Spannungen nach oben hin nahe dem Vibrator, so daß sich dieser selbst nicht mit einem wesentlichen Hub und damit mit einer wesentlichen Eingangsleistung bewegt. Es ist daher wünschenswert, daß der Vibratorkörper ein ziemlich geringes Gewicht hat. Dies bedeutet dann natürlich, daß der Vibrator eine Vorrichtung mit hohem Wirkungsgrad sein muß, um eirie beträchtliche Leistung zu entwickeln.

Hinsichtlich dieser Leistungscharakteristik ist zu erwähnen, daß der vorangehend beschriebene "Orbital-Vibrator" besonders wirksam ist, da seine Leistungsabgabe infolge der Fliehkraftwirkung der massiven, um ihre Laufbahn umlaufenden Unwuchtkörper sehr hoch ist. Von gleicher Wichtigkeit ist naürlich der Umstand, daß zur Handhabung einer hohen Leistung eine Antriebseinrichtung vorhanden sein muß, welche diese großen Unwuchtkörper wirksam antreibt.

Um den großen Unwuchtkörper eine beträchtliche Leistung zuzuführen, ist es meist wünschenswert, daß die Antriebskraft ihre Antriebswirkung auf den Körper so weitgehend wie möglich symmetrisch ausgeglichen ausübt. Mit anderen Worten, es ist wünschenswert, die Kraft dem Rotor in einer Weise zuzuführen, die keine Unwucht oder Unsymmetrischen Kräfte verursacht, welche das Bestreben haben, den

Rptor aus seiner Bahn zu bringen, wenn dieser umläuft. Es ist daher wünschenswert, den Rotor so anzutreiben, daß die Antriebskraft an der Massenmittellinie angreift. Hierdurch wird es möglich, eine größtmögliche Kraft dem Rotor zuzuführen, so daß er um die Laufbahn herumrollt, ohne daß er aus der optimalen Umlaufbahn gedrückt wird und eine Reibung außen an den Führungen auftritt, welche den Rotor auf seiner Rollbahn halten sollen.

Hieraus folgt, daß bei einer wünschenswerten Bauform des Vibrators eine Antriebseinrichtung verwendet wird,. durch welche der große Rotor von einem Punkt aus innerhalb des Rotors selbst angetrieben wird. Bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform kann, wie ersichtlich, dieser Antrieb viele verschiedene Formen haben. Es ist jedoch zu erwähnen, daß in allen Fällen der Antrieb sich innerhalb des Rotors selbst befinden soll.

Zur Anordnung des Antriebs innerhalb des Rotors muß dieser für einen Betrieb unter hohen Spannungsbelastungen gebaut sein,und es muß der Umstand Berücksichtigung finden, daß notwendigerweise sehr hohe Spannungsbelastungen im Antrieb auftreten, die sich in der Mitte des Rotors konzentrieren.

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Außerdem wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, daß dann, wenn der durch die Vibrationspfahlramme eingetriebene Pfahl während seiner Abwärtsbewegung im Erdreich auf harte Gegenstände, wie Felsen u. dgl·., auftrifft, möglicherweise Vibrationsstoßwellen durch den Pfahl nach oben zurückreflektiert werden. Dies ist offenbar durch den Umstand bedingt, daß die im Pfahl nach unten laufende Vibrationsenergie an der Stelle, an der sie auf solche Gegenstände auftrifft, eine hohe Energiedichte hat, so daß Stoßwellen sehr hoher Energie erzeugt werden. Die Stoßwellen kommen daher oben am Vibrator mit beträchtlicher Energie an. Diese Stoßwellen werden durch die sich bewegenden Rotoren in den Antrieb innerhalb der Rotoren als Drehimpulse übertragen. Beiif Vibrationsrammen wurde daher festgestellt, daß beträchtliche Stöße auf den inneren Antrieb in den. Rotoren auftreffen können.

,Diese überraschende Feststellung dieser auf den inneren RotoreHantrieb einwirkenden, von außen herkommenden Belastungen hat zur Entdeckung des Prinzips der neuartigen Innenantriebskombinationen geführt, wie sie in verschiedenen Formen in den Zeichnungen gezeigt slnd„ Insbesondere ist su erwähnen., daß eine flexible oder elastische Antriebswelle zwischen der Motorkraftquelle und -der¹ lingsagsseit© d©3 Viteafeorantriebs verwendet wird. Unter einer flexiblen

Antriebswelle ist hier ein schlankes Glied, wie bei 265 •(Pig. 13) gezeigt, zu verstehen, bei dem eine Torsionselastizität besteht, um die Stofibelastungen aufzunehmen, die dem inneren Mechanismus des Rotors als Folge der vorerwähnten, im Pfahl nach oben wandernden Stoßwellen wirksam werden. Die flexible oder drehelastische Antriebswelle ermöglicht, daß der erwähnte innere Antriebsmechanismus plötzlich seine Winkelstellung ändert, ohne daß er den vom Pfahl zurückwirkenden Stoßkräften ausgesetzt wird oder versu^it^- die Motordrehung zu beschleunigen. *

Hielaus ergibt sich, daß ein sehr wichtiges Merkmal der. Erfindung In «tj^neuartigen Verwendung einer besonderen Antriebswelle zwischen dem Antriebsmotor und ■" der Eingangsseite des Vibrators besteht.

Mit einer solchen Antriebswelle sind noch weitere unerwartete Vorteile einschließlich des Umstandes verbunden, daß sie an jedem Ende mit einem Universalgelenk versehen werden kann, so daß der vorerwähnte Innenantrieb des Vibrators durch den Vibratorkörper selbst erhalten werden kann. Der Innenantrieb des Vibrators ist im vorliegenden Fall derjenige Teil, der innerhalb des Rotors angeordnet ist, wie vorangehend beschrieben. Das hier zu beachtende wichtige Merkmal besteht

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darin, daß der erwähnte Innenantrieb, da er vom Vibratorgehäuse getragen wird, sehr genau mit Bezug auf den Rotor festgelegt wird, so daß dem Rotor durch die beschriebenen Mittel große Kräfte zugeführt werden können. Hieraus ergibt sich, daß durch die Verwendung der Universalgelenk-Antriebswelle ein wesentlicher neuartiger Vorteil erzielt wird, welcher eine Kombination des innen angetriebenen Rotors mit am Gehäuse angeordnetem Antrieb in einem Vibrator ermöglicht, bei welchem das Gehäuse selbst beträchtliche Beschleunigungskräfte erfährt. Dieses neuartige Merkmal ist natürlich nur bei einer Vibrationspfahlramme wichtig, bei welcher die Beschleunigungskräfte sehr hoch sind.

Die vorangehend beschriebene exzentrische Büchse für die Servorolle 282 hat sich in einem Prüfmodell der Vibrationspfahlramme als zufriedenstellend erwiesen. Diese Bauform ist jedoch etwas empfindlich hinsichtlich der Genauigkeit der Herstellung, da eine Anzahl von Lagereinheiten zugleich in genauer Ausfluchtung sein muß. Dies bedeutet, daß die Hauptlager 286, welche die Kurbelwelle lagern, in genauer Ausfluchtung sein müssen, die Bohrungen in den Kurbelarmen 290 für den Bolzen 29I in genauer Ausfluchtung mit den Hauptlagern sein müssen, der Bolzen 29I selbst und die exzentrische Büchse 292 mit sehr hoher Genauigkeit hergestellt

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sein müssen und schließlich die Servorolle 282 sehr genau hinsichtlich der Ausfluchtung und der Konzentrizität ihrer Innenbohrung mit Bezug auf ihren Außendurchmesser bearbeitet sein muß. Wenn nicht alle diese Bedingungen mit einem außerordentlich hohen Genauigkeitsgrad erfüllt sind, werden sehr hohe Belastungen auf das Nadel- oder Zapfenlager 295 wirksam, das innerhalb der Servorolle gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Servorolle muß gewichtsmäßig sehr gleichmäßig auf dem Innendurchmesser der Hauptwalze 28O abgestützt sein, da sonst eine beträchtliche Unwucht und eine außerordentliche Belastung einiger Teile des Lagers innerhalb der Servorolle die Folge ist.

Zur Überwindung des vorstehenden Problems kann die in Fig. 21 und 22 dargestellte Ausführungsform bei den erfindungsgemäßen Vibrationspfahlrammen verwendet werden, bei welcher ein Zapfenlager 295a sich innerhalb der Servorolle 282 auf einer Achse 292a mit ziemlich großer Durchbohrung dreht. Das Lager 295a kann ein Nadellager sein, wie in Fig. I5 und 18 gezeigt. An der Achse 292a liegt ein Bolzen 28^a von kleinerem Durchmesser an, der zwischen den Wangen 290 der Kröpfung der Kurbelwelle 284 angeordnet ist.. Wie ersichtlich, kann infolge des Spiels zwischen der Bohrung der Achse 282a und dem Antriebsbolzen 28^a eine optimale

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Ausfluchtung dieser Achse mit dem Antriebsbolzen erreicht werden. Hierdurch wird jegliche Neigung zur Unwucht der Lagerbelastungen der Zapfen- oder Nadellager stark gemildert. Die ölzufuhr geschieht über Bohrungen, -zu denen die Bohrungen 4^2 und 440 gehören, wie vorangehend ausführlich beschrieben. Das öl erreicht die Zapfen- oder Nadellager durch Bohrungen 292b in der Achse und eine Nut 295b im Zapfen©lager. Diese Lager stellen ein sehr stark belastetes Element im Gesamtsystem dar, da sie sehr hohenDrehzahlen unterworfen sind und sehr hohe Kräfte auftreten, und zwar unter Bedingungen, bei welchen starke Fliehkräfte das öl aus dem Lagersystem herauszuschleudern suchen. Mit anderen Worten, es bestehen günstige Schmierbedingungen nur für die äußeren Nadellager oder die Außenfläche des Zapfenlagers. Dieses System ist daher sehr empfindlich bezüglich der Ausfluchtung, so daß die selbsttätige Ausfluchtung des losen Äntriebsbolzens innerhalb der Bohrung in der Antriebsachse einen wesentlichen Vorteil darstellt. Die Teile 270, 2γ4 und 280 sind,wie vorangehend beschrieben, ausgebildet.

Pig. 23 und 24 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das vorangehend beschriebene Nadeloder Zapfenlagerproblem völlig ausgeschaltet ist. Bei dieser Ausfüteungsform ist das Lager öuroh ein einfaches Gleitelsment

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282a ersetzt, das auf einem drehbaren Zapfen 283b gelagert 1st, der durch die Wange 290 der Kurbelwelle 284a und einen Träger 290a, der mit der Kurbelwelle verschraubt ist, drehbar gelagert ist. Der Zapfen 283b besitzt einen exzentrischen, raittig zylindrischen Teil 283c, auf dem das Gleitelement 282a drehbar ist. Durch die Drehung des Zapfens 283b wird eine radiale Freiheit für das Gleitelement 282a erzielt. Dieses Gleitelement gleitet um die Innenseite der Rolle 280 in der Weise herum, daß nur ein einfacher Zapfenlagerkontakt dazwischen vorgesehen zu werden braucht. Mit anderen Worten, das Gleitelement gleitet lediglich auf einem Ölfilm, der durch eine Austrittsbohrung 442a aus der Kurbelwelle 284a erhalten wird, welche Austrittsbohrung einen Ölfilm auf die Innenfläche der Bohrung innerhalb der Hauptwalze 280 leitet· Wie ersichtlich, ist das Gleitelement 282 so geformt, daß es einen schweren hinteren oder nacheilenden Teil 282b aufweist, so daß es eine kleinere Nasse an der Vorderkante (in Fig. im Uhrzeigersinn gesehen) hat, wodurch eine Annäherung an den Ölfilm mit einer geneigten Fläche erhalten wird. Durch diesen keilförmigen Ölfilm wird erreicht, daß das Gleitelement an der Oberseite des Ölfilms ähnlich Schlittenkufen gleitet. Da das Gleitelement auf einem ziemlich beträchtlichen Ölfilm gleitet, sind die Abmessungen der Gesamtanordnung nicht so sehr kritisch, da sich der Ölfilm geringen Ausfluchtungsfehlern

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des Gleitelements anpassen kann. Außerdem sind infolge der beträchtlichen Kontaktfläche mit diesem Ölfilm die Belastungen des Gleitelements je Flächeneinheit im Vergleich zu dem vorerwähnten Nadel- oder Zapfenlager sehr niedrig.

Wie ersichtlich, gleitet bei allen Ausführungsforraen der Erfindung das Servoelement, unabhängig davon,, ob es eine Rolle oder ein Gleitelement ist, normalerweise dem Kontaktpunkt etwas^voraus, an welchem die Hauptwalze, d. h. der Rotor, die Hauptrollbahn berührt. Dies ist durch den Umstand bedingt, daß die Servoeinheit dem System Leistung zuführt. Wenn nun Stoßirapulse auf den Rotor 280 als Folge der übertragung von Stoßimpulsen im Pfahl nach oben übertragen werden, so verursacht dies plötzliche Drehmomentstöße an der Antriebswelle 265. Der wichtige Punkt besteht hier darin, daß die Kurbelwelle 284 oder 284a plötzlich ihre Winkelstellung verändern kann, um die Belastung der Servovorrichtung, unabhängig davon, ob es sich um ein Gleitelement oder um eine Rolle handelt, zu erniedrigen. Der Grund dafür, daß die Kurbelwelle ihre Winkelstellung plötzlich verändern kann, besteht darin, da3 eine elastische Nachgiebigkeit/einen geringen Durchmesser aufweisenden Welle 265 besteht.

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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann zahlreiche Abänderungen erfahren.

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Claims (5)

-'61 - PATENTANSPRÜCHE

1. Vibrations-Pfahlramme mit einem Vibrator zur Erzeugung einer Wechselkraft in Eintreibrichtung des Pfahls, wobei der Vibrator eine Antriebswelle, einen Schwingkörper, eine Kupplung zum Verbinden des Schwingkörpers mit dem Pfahl, einen Motor und ein Getriebe zum Antrieb der Antriebswelle aufweist und wobei ein die Schwingungen dämpfender Träger vorgesehen ist, der mit dem Schwingkörper verbunden ist und den Motor sowie das Getriebe trägt, derart, daß der Motor und das Getriebe von der Wechselkraft isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe eine Kupplungswelle aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Eintreibrichtung des Pfahls (P) verläuft, mit der Antriebswelle axial ausgefluchtet ist und Universalgelenkkupplungen an ihren entgegengesetzten Enden aufweist, daß der Vibrator (42) einen großen, massiven Umlaufkörper (280) aufweist, der im Schwingkörper (IJT) um eine Rollbahn umläuft, und daß die Antriebswelle so •angeordnet ist, daß sie die Antriebskraft innerhalb einer Bohrung (281) des Rotors (28o) abgibt.

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2. Ramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle eine kleinere Rolle antreibt, die innerhalb der Bohrung des Rotors (280) abrollt.

3· Ramme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Rolle mit der Antriebswelle derart verbunden ist, daß eine radiale Stellungsfreiheit der Rolle gewährleistet ist.

4. Ranne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle den Rotor (28o) über ein Gleitelement antreibt,, das innerhalb der Bohrung des Rotors gleitet.

5. Ranne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitelement mit der Antriebswelle derart verbunden ist, daß eine radiale Stellungsfreiheit des Gleitelements gewährleistet ist.

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Leersfttte