DE1908810U - Vibrationsramme. - Google Patents

Description

Betr.: "Vorrichtung zur Drehzahlregelung der Unwuchterreger an Vibrationsrammen."

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Einrichtung zur Veränderung der Frequenz eines hydraulisch angetriebenen Schwingungserregers und zur Abstimmung dieser Frequenz auf die Eigenfrequenz des schwingenden Systems durch die Regelung der Drehzahl des Schwingungserregers ₃ insbesondere für Vibrationsrammen.

Es sind hydraulisch betriebene., durch einen schwingenden Arbeitskolben gesteuerte Vibrationsgeräte bekannt., bei denen die Frequenz des Vibrators an die Eigenfrequenz des Arbeitsgerätes angepaßt werden kann. Wenn der Vibrator in Resonanz mit dem Arbeitsgerät arbeitet ₃ erhält man bekanntlich einen optimalen Wirkungsgrad.

In den Fällen,, in denen das Arbeitsgerät als Ramme ausgebildet ist ₃ wurde vorgeschlagen, die Frequenz des Schwingungserregers an die Eigenfrequenz.des Rammkörpers _s der mit dem ihn einspannenden Boden oder Baugrund ein schwingungsfähiges Gebilde darstellt ₃ anzupassen. So hat man die Frequenz eines elektromagnetischen Schwingungserregers für Vibrationsrammen regelbar gemacht. Durch Resonanzabstimmung der Frequenz des Erregers auf die Eigenfrequenz des Rammpfahls soll insbesondere die Arbeit des Ziehens des Pfahles erleichtert werden.

Bei dem Gegenstand der vorliegenden Neuerung handelt es sich in Gegensatz zu dem Bekannten um eine durch Unwuchten zu Schwingungen erregte Vibrationsramme^ bei der die Unwuchtpaare durch hydraulische Motoren angetrieben werden. Hydraulisch angetriebene Unwuchterreger zum Betrieb von Vibrationsrammen sind an sich bekannt. Der hydraulische Antrieb

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ist bei Vibrationsrammen von Vorteil, da er ein großes Drehmoment bei kleiner Drehzahl liefert, und die Steuerw^ uag einen verhältnismäßig geringen baulichen Aufwand erfordert. Demgegenüber kommen Gleiclistrommotore wegen der erforderlichen Gleichrichter und Drehstrom-Kollektormotoren vjegen ihrer Empfindlichkeit gegen Schwingungsbeanspruchung für Vibrationsrammen nicht in Frage.

Es ist weiter vorgeschlagen, aber noch nicht Stand der Technik, die Vibrationswirkung einer Ramme durch eine statische Vorspannung in Form einer Zugbelastung zu unterstützen. Die erforderliche Größe der Vorspannung ändert sich mit dem Eindringwiderstand, der dem Rammkörper, z.B. Pfahl oder Bohle, entgegenwirkt. Bei normalen Verhältnissen ist der Sindringwiderstand zu Beginn des Rammens, also in den obersten Bodenschichten, praJxtlsch gleich Null und wächst dann mit zunehmender Rammtiefe. Die Vorspannung muß entsprechend dem jeweils vorhandenen Eindringwiderstand eingestellt werden.

Solange zu Beginn der Rammarbeit der Rammkörper frei am Rammgerüst hängt oder nur lose auf dem Boden aufsitzt, sollen langsame und leicht kontrollierbare Schwingungen eingeleitet werden, damit die ganze Rammeinrichtung nicht ins Schlagen oder Taumeln gerät. Mit zunehmender Ramrntief e wächst der Spitzenwiderstand des Rammkörpers, wobei äine Steigerung der Vorspannung die Rammarbeit wesentlich erleichtern kann.

Es hat sich nun als vorteilhaft herausgestellt, gleichzeitig mit der Veränderung der Vorspannung die Frequenz der Schwingungen des Vibrators zu ändern.

^ie Schwingungsfrequenz wird zweckmäßig proportional mit der Vorspannung erhöht, wenn bei zunehmender Rammtiefe der Spitsenwiderstand stetig wächst. Es sind in diesem Falle schneller werdende Schwingungen erwünscht, um die umgebenden Bodenteile dauernd in Bewegung zu halten und damit die

Mantelreibung zu verringern. Bei höheren Frequenzen kann die Spitze des Rammkörpers die harten Bodenschichten durchmeißeln. Diese Arbeitsweise mit hochfrequenten Schwingungen hat gegenüber der "Jirkungsweise bei Schlagrammen den Vorteil j daß die Rammkörper geschont werden. Ein Schlitzen und Verdrehen der Rammkörper wird vermieden, wobei Holzpfähle weder gespalten noch aufgespleißt werden.

I'ienn die Frequenz der Schwingungen in der Nähe der Eigenfrequenz des Bodens liegt, treten bekanntlich größere Schwingungsamplituden und damit größere Störkräfte in der Umgebung auf. Wenn aber in der Nähe von Gebäuden gerammt wird, dürfen diese dLirch die Schwingungen, die sich im Boden fortpflanzen, nicht beschädigt xrerden.

In beiden Fällen wird man-, zweckmäßig die Schwingungsfrequenz des Erregers unabhängig von der Vorspannung verändern, damit man entweder in Resonanz oder unterhalb bzw. oberhalb der Eigenfrequenz des Bodens arbeiten kann.

Bei der Einrichtung nach der vorliegenden Neuerung sind die vorstehend beschriebenen Bedingungen für die optimale Arbeitsweise einer Vibrationsramme berücksichtigt. Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht eine stufenlose Regelung der Drehzahl des Unwuchterregers in Abhängigkeit von der aufgebrachten Vorspannung und zwar so, daß bei geringer Vorspannung mit kleiner Drehzahl und bei großer Vorspannung mit entsprechend grösserer Drehzahl gefahren wird.

Darüberhinaus kann aber auch die Drehzahl des Unwuchterregers unabhängig ^ron der änderung der Vorspannung sum Zwekke des Betriebes der Ramme in Resonanz oder außerhalb der Resonanz mit der Eigenfrequenz des Baugrundes geregelt werden.

Das Hauptmerkmal der Neuerung besteht in einer Einrlclimg, mit deren Hilfa die Drehzahl eines den Unwuchterreger antreibenden hydraulischen Motors durch stetige Veränderung

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der Fördermenge einer den hydraulischen Motor speisenden, mit konstanter Tourenzahl umlaufenden Pumpe stufenlos geregelt wird.

In weiterer Ausbildung der Neuerung ist vorgesehen, dai3 die Regelung der Drehzahl des Unwuchterregers in Abhängigkeit von der aufgebrachten Vorspannung, die sich nach dem Rammwiderstand richtet, selbsttätig erfolgt. Zu diesem Zweck ist nach einem weiteren Merkmal der Neuerung mit der Vorrichtung, mit der die Vorspannung auf den Rammkörper aufgebracht wird, ein geberseitiger Steuerzylinder verbunden, dessen Kolben sich innerhalb des Zylinders in Abhängigkeit von der Vorspannung bewegt, wobei der Kolben ein flüssiges Mittel steuert, das dan Steuerkolben eines pumpenseitigen gfeuerzylinders betätigt, der über einen Hebel die Liefermenge der Förderpumpe stetig regelt.

ZwecLmäßigerweise wird die Regelung der Drehzahl des Unwuchterregers unabhängig von der aufgebrachten Vorspannung durchgeführt. Zu diesem Zweck wird der Hebel, der bisher mit dem Steuerkolben des pumpenseitigen Zylinders verbunden war, von diesem getrennt, wobei die Regelung der Fördermenge der den hydraulischen Motor speisenden Pumpe in einfachster v/eise, z. B. von Hand, vorgenommen wird.

Ein Äusführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in der Abbildung schematisch in einer Ansicht dargestellt.

Mit 1 ist in der Abbildung ein Rammkörper, z. B. ein Pfahl oder eine Spundbohle, bezeichnet, der in der Einspannvorrichtung 2 eingespannt ist, auf der der Schwingungserreger 3 sitzt, der* von den Unwuchtpaaren 4a, 4b zu Schwingungen erregt wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Drehzahlregelung besteht aus hydraulischen Motoren 5a, 5b, die über Leitungen 6 und 6' mit einer Förderpumpe 7 verbunden sind. Die Pumpe wird von einem Motor S mit konstanter Drehzahl angetrieben. Durch Betätigung eines Hebels 9 kann die Fördermenge der Pumpe stetig verändert werden. Der Heüel kann z. B. von Hand bedient werden, wobei sein oberes Ende, ab-

weichend von der Darstellung in der Abbildung, freibeweglich ist.

Zum Zwecke der selbsttätigen Regelung der Drehzahl der hydraulischen Motoren ist eine Zusatzeinrichtung vorgesehen,, deren oberer Teil ein Rollenjoch 10 bildet., über dessen Rollen 11 ein Zugseil 12 läuft, an dessen Enden die erwähnten statischen Vorspannungskräfte in den gezeichneten Pfeilrichtungen angreifen. Das Rollenjoch ist über Druckfedern 13 und eine Gleitführung 14 verschieblich mit der Erreger aufhängung 15 verbunden., die ihrerseits an einem I in der Abbildung nicht dargestellten ) Rammgerüst aufgehängt ist. Die Erregeraufhängung und das Rammgerüst besitzen eine so große Masse, daß sie praktisch keine Schwingungen ausführen. Mit 16 ist ein Steuerzylinder besLchnet, in dem sich der Kolben 17, der mit einem 3nde an der Aufhängung 15 befestigt ist, bewegen kann. Der als Geber tätige Steuerzylinder ist über die ein flüssiges Mittel enthaltenden Rohrleitungen 18 und l8' mit einem eraptangenden Steuerzylinder 19 an der Pumpe 7 verbunden, in dem ein Kolben 20 beweglich angeordnet ist. Der Steuerkolben 20 trägt außerhalb des Zylinders ein Anschlussstück 21, an dem der Hebel 9 mit Hilfe eines Bolzens oder dergleichen,, der in die dargestellten Löcher eingeführt wird, anlenkbar ist. Der Hebel ist ebenfalls mit Löchern für die Aufnahme des genannten BoIsens versehen.

Die vJirkungsweise der ηeuerungsgemäßen Einrichtung ist folgende: vJird die am Seilzug angreifende Vorspannung vergrößert., so bewegt sich das Joch auf die Erregeraufhängung 15 zu, worauf sich der Kolben 17 in dem gebenden Steuerzs^linder 15 nineinbewegt. Dadurch wird der Kolben 20 des pumpenseitigen Zylinders 19 aus den Zylinder, in der Abbildung nach rechts, gedrückt. Hierbei steuert der Hebel die Pumpe in eine Stellung größerer Fördermenge. Bei Entlastung des Jochs vollzieht sich der Vorgang in umgekehrter Richtung.

Die Pumpe stellt sich also immer von selbst so ein, daß der Erreger bei großem Rammwiderstand nit großer und bei geringem

Rammwiderstand mit kleiner Tourenzahl umläuft. Der Drehzahlbereich innerhalb dessen die automatische Einstellung erfolgen soll,, kann als Ganzes verschoben werden. Zu diesem Zweck wird der Anschlußpunkt des Steuerhebels der Pumpe längs des Anschlußstücks des SteuericToens um ein entsprechendes Stück verschoben. Ebenso kann man die Breite des Regelbereichs vergrößern oder verkleineren., indem man den wirksamen Hebelarm des Steuerhebels vergrößert oder verkleinert,, sodaß der Hebel bei der gleichen Kolbenverschiebung einen größeren oder kleineren Winkel überstreicht. Um diese Aufgabe zu erfüllen., sind am Hebel und am Anschlußstück die bereits erwähnten Bohrungen als Anschlußbohrungen angebracht..

Claims (2)

Neue Schutzansprüche

1. Vibrationsramrae mit h\rdraulisch angetriebenen Unwuchterregern zur Erzeugung gerichteter Schwingungen., bei der die Drehzahl der Unwuchterreger durch Änderung der die hjäraulischen Motore antreibenden Flüssigkeitsmenge geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur selbsttätigen Regelung der Drehzahl der hydraulischen Motore in Abhängigkeit von der Vorspannung vorgesehen sind., die aus einem mit der Vorspannungsvorrichtung (10) verbundenenj gebenden hydraulischen Steuerzylinder (16) mit Kolben (20) besteht ₃ der über einen Hebel (9) oder dergleichen die Fördermenge der Förderpumpe {")) stetig regelt _s und daß der Hebel (9) an ein Anschlußstück (21) des Kolbens (20) vorzugsweise verstellbar anlenkbar ist.

2. Vibrationsramme nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das freie Ende des Hebels (9) unabhängig von der Bewegung des Steuerkolbens (20) beweglich ist.

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