DE19548835C1 - Rammbohrgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rammbohrgerät mit einer Steuerung für den Vor- und den Rücklauf mit einem in einer Bohrung eines Gehäuses axial verschieb­ baren Schlagkolben und einem dessen Vor- und Rückbewe­ gung durch Überfahren von im Schlagkolben befindli­ chen, radialen Steueröffnungen steuernden, im Gehäuse angeordneten Steuerrohr

Bei derartigen Rammbohrgeräten ergibt sich das Pro­ blem, sie aus einer Erdbohrung zurückzuholen, wenn sie steckengeblieben sind bzw. beim Erstellen von Stich­ bohrungen. Dabei muß gewährleistet sein, daß sich das Umschalten vom Vorwärts- auf den Rückwärtslauf leichtgängig durchführen läßt und ein Wiederanspringen des Rammbohrgeräts gewährleistet ist. Dies gilt auch, wenn das Rammbohrgerät sehr weit ins Erdreich eingelaufen ist. Bei bekannten Rammbohrgeräten läßt sich das Umschalten von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf durch axiales Verschieben des Steuerrohrs bewerkstel­ ligen. Wird dieses axiale Verschieben mittels Druck­ luftbeaufschlagung durchgeführt, nachdem eine Verrie­ gelung des Steuerrohrs gelöst wurde, ist zwar ein Umschalten von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf möglich, ohne die Druckluftzufuhr zu unterbrechen. Ein erneutes Umschalten von Rückwärtslauf auf Vorwärtslauf erfordert jedoch ein Unterbrechen der Druckluftzufuhr, da sich das Steuerrohr gegen den herrschenden Luft­ druck nicht ohne weiteres wieder in seine Stellung für den Vorwärtslauf zurückziehen läßt. Es ist jedoch besonders nachteilig, die Druckluftzufuhr zum Ramm­ bohrgerät beim Umschalten zu unterbrechen, da der Schlagkolben in dem Gehäuse Totpunktstellungen einneh­ men kann, aus denen ein selbsttätiges Wiederanlaufen nicht möglich ist. Beim Umschalten mit Druckunterbre­ chung wird die Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens jedoch unterbrochen, und es besteht die Gefahr, daß das Rammbohrgerät nach dem Umschalten nicht wieder anspringt.

Eine weitere bekannte Umsteuerung besteht aus einer in den Schlagkolben eingreifenden Steuerhülse und einem mit der Steuerhülse Zusammenwirkenden, das Umsteuern von Vorwärts- auf Rückwärtslauf bewirkenden, koaxialen drehbaren Steuerrohr. Bei dieser Ausführung sind Abdichtungen zwischen dem Gehäuse und dem Schlagkol­ ben, dem Schlagkolben und der Steuerhülse sowie zwi­ schen der Steuerhülse und dem Steuerrohr erforderlich, d. h. die Anzahl der einem Verschleiß unterliegenden Dichtstellen ist verhältnismäßig hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfa­ che Steuerung für den Vor- und den Rücklauf von vor­ zugsweise druckluftbetriebenen Rammbohrgeräten zu schaffen, die ein Umschalten von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf und umgekehrt ohne Unterbrechung der Druckmedienzufuhr zuläßt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Rammbohrgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Wird durch die Umsteuermittel, die sowohl fernbetätigt am Rammbohrgerät selbst angeordnet sein können, oder sich außerhalb der durch das Rammbohrgerät geschaffe­ nen Erdbohrung in der Nähe der Druckluftquelle befin­ den können, die am Vorderende des Steuerrohrs mündende Druckluftbohrung im Steuerrohr mit Druckluft beauf­ schlagt, die zwischen der ersten Steuerkante und der zweiten Steuerkante mündende Druckluftbohrung nicht von Druckluft beaufschlagt, sondern geschlossen gehal­ ten und die vom Bereich zwischen der zweiten Steuer­ kante und der dritten Steuerkante ausgehende, zum rückwärtigen Ende des Steuerrohrs geführte Auslaßboh­ rung oder -leitung geöffnet gehalten, bewegt sich das Rammbohrgerät im Vorwärtslauf. Der Schlagkolben wird nämlich durch die am Vorderende des Steuerrohrs mün­ dende Druckluftbohrung im Steuerrohr in seinem Inneren mit Druckluft beaufschlagt, im Gehäuse nach vorwärts getrieben, bis er auf die Schlagspitze des Gehäuses aufschlägt. In diesem Moment gelangt die radiale Steu­ eröffnung des Schlagkolbens vor die erste Steuerkante am Steuerrohr, so daß Druckluft durch die am Vorder­ ende des Steuerrohrs mündende Druckluftbohrung auf die Außenseite des Schlagkolbens gelangt und diesen wieder zurücktreibt. Dabei bewegt sich der Schlagkolben so weit zurück, bis die radiale Steueröffnung die zweite Steuerkante überfährt und Druckluft von der Außenseite des Schlagkolbens durch die radiale Steueröffnung und die zwischen der zweiten Steuerkante und der dritten Steuerkante beginnende, zum rückwärtigen Ende des Steuerrohrs geführte Auslaßbohrung und -leitung ins Freie gelangt. Hiernach überwiegt der auf den Innen­ raum des Schlagkolbens wirkende Druck und treibt die­ sen wieder in Richtung zur Schlagspitze des Gehäuses.

Wird mittels der Umsteuermittel die zwischen der ersten und der zweiten Steuerkante mündende Druckluft­ bohrung oder -leitung mit Druckluft beaufschlagt, wäh­ rend die im Bereich zwischen der zweiten Steuerkante und der dritten Steuerkante mündende, zum rückwärtigen Ende des Steuerrohrs geführte Auslaßbohrung oder -lei­ tung geschlossen wird, gelangt Druckluft auf die Außenseite des Schlagkolbens bereits, wenn die Steuer­ öffnungen im Schlagkolben in den Bereich zwischen der ersten und der zweiten Steuerkante gelangt sind. Dem­ gemäß baut sich der Druck auf der Außenseite des Schlagkolbens früher auf und tritt eine Bewegungsum­ kehr ein, bevor er auf die Schlagspitze trifft. Beim Rücklauf des Schlagkolbens wird die Außenseite des Schlagkolbens erst entlüftet, wenn die Steueröffnungen die dritte Steuerkante am Steuerrohr überfahren haben, so daß der Schlagkolben beim Rücklauf hinten im Ramm­ bohrgerätegehäuse anschlägt und so den Rückwärtslauf bewirkt. Eine Unterbrechung der Druckluftzufuhr zum Rammbohrgerät ist nicht erforderlich, wenn ein Umsteu­ ern von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf und umgekehrt stattfindet und das Rammbohrgerät beim Umsteuern nicht stehenbleibt. Am Steuerrohr ist nur eine zusätzliche Dichtkante erforderlich, die sich leicht abdichten läßt, und es bedarf am Steuerrohr bzw. am Rammbohrge­ rät außer dem Schlagkolben keinerlei beweglicher Teile, die einem Verschleiß unterliegen könnten.

Das Steuerrohr kann eine an seinem Vorderende mündende axiale Druckluftbohrung und je eine parallele Druck­ luft- und Auslaßbohrung besitzen, im übrigen jedoch massiv ausgeführt sein.

Ebenso ist es möglich, das Steuerrohr mit einer am Vorderende des Steuerrohrs mündenden axialen Druck­ luftbohrung verhältnismäßig großen Durchmessers zu versehen und darin je ein Druckluft- und Auslaßrohr bzw. Schlauch anzuordnen.

Schließlich kann auch das Steuerrohr so beschaffen sein, daß es ein erstes koaxiales Druckluftrohr mit einer an seinem Vorderende mündenden Öffnung sowie ein zweites, dazu konzentrisches Rohr mit einem zwischen der ersten und der zweiten Steuerkante mündenden Ring­ raum aufweist und sich zwischen dem zweiten Rohr und dem Steuerrohr ein zwischen der zweiten und dritten Steuerkante mündender Auslaßringraum befindet. Hiervon sind die Bohrungen im ersten Druckluftrohr und der Ringraum zwischen dem ersten Druckluftrohr und dem dazu konzentrische Rohr über die Umsteuermittel mit der Druckluftquelle verbunden, während der zwischen dem zweiten Rohr und dem Steuerrohr befindliche Ring­ raum als Druckluftauslaß beim Vorwärtslauf dient.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des nähe­ ren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht eines Rammbohr­ geräts in der Stellung für den Vorwärtslauf in der unteren Hälfte und in der oberen Hälf­ te in der Stellung für den Rückwärtslauf,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Steuerrohrs entspre­ chend den Pfeilen II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise Schnittansicht eines Steuer­ rohrs,

Fig. 4 einen Querschnitt des Steuerrohrs entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine teilweise Schnittansicht eines anderen Steuerrohrs und

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Steuerrohr gemäß Fig. 5 entlang der Linie VI-VI.

Von dem Rammbohrgerät ist in Fig. 1 nur schematisch ein rohrförmiges Gehäuse 1 dargestellt, an dessen nicht dargestelltem Vorderende eine Schlagspitze und an dessen nicht dargestelltem rückwärtigen Ende ein Steuerrohr 9 sowie Druckluftleitungen angeordnet sind.

In einer Bohrung 2 des Gehäuses 1 ist ein Schlagkolben 3 mit seinem Bund 6 abgedichtet geführt. Der Schlag­ kolben 3 weist eine Stirnwand 4 auf, die beim Vor­ wärtslauf des Rammbohrgeräts auf die bereits erwähnte, nicht dargestellte Schlagspitze schlägt. Beim Rückwärts­ lauf schlägt das rückwärtige Ende des Schlagkolbens hinten im Rammbohrgerätegehäuse an. Ein die Stirnfläche 4 mit dem Bund 6 des Schlagkolbens 3 verbindender Rohrabschnitt 5 ist mit seiner Innenboh­ rung 8 abgedichtet auf Steuerkanten 10, 13, 16 des Steu­ errohrs 9 geführt. Im Rohrabschnitt 5 befinden sich ein oder mehrere Radialbohrungen 7, die das Innere des Schlagkolbens 3 mit der Bohrung 2 im Gehäuse 1 verbin­ den.

Zwischen den Steuerkanten 10, 13 sowie den Steuerkanten 13, 16 befinden sich Ringräume 11, 14. Diese sind jedoch nur notwendig, wenn der Kolben 3 gegenüber dem Steuerrohr 9 nicht drehfest angeordnet ist und die Öffnungen 7 mit den Öffnungen 12, 15 nicht fluchten.

Im Steuerrohr 9 verläuft eine Längsbohrung 17, die am Vorderende des Steuerrohrs 9 mündet und mit einer nicht dargestellten Druckluftleitung verbunden ist. Eine weitere mit einer Druckluftleitung verbundene Bohrung 18 verläuft parallel zur Bohrung 17 und mündet über eine Öffnung im Ringraum 11.

Eine weitere parallele Bohrung 39 bildet einen Auslaß für Druckluft und mündet über einer Öffnung 15 im Ringraum 14.

Wenigstens die Druckluftbohrung 18 und die Auslaßboh­ rung 39 sind mit Umsteuermitteln verbunden, die entwe­ der am Rammbohrgerät angeordnet sind und dann von außen fernbetätigt werden oder sich außerhalb der durch das Rammbohrgerät geschaffenen Erdbohrung in der Nähe einer Druckluftquelle befinden und mit dem Ramm­ bohrgerät über Leitungen verbunden sind.

Wird nur der Bohrung 17 Druckluft zugeführt, während die Bohrung 18 verschlossen ist, und ist die Auslaß­ bohrung 39 geöffnet, bewegt sich das Rammbohrgerät vorwärts, wie dies in der unteren Hälfte von Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Fall wird der Innenraum des Schlagkolbens 3 sowie nach Überfahren der Steuerkante 10 durch die Radialbohrungen 7 der Ringraum 21 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Schlagkolben 3 ausschließlich über die am Vorderende des Steuerrohrs 9 mündende Druck­ luftbohrung 17 mit Druckluft beauf­ schlagt, während der Ringraum 21 bei der Rückwärtsbewegung des Schlagkolbens bereits nach dem Überfahren der Steuerkante 13 durch die untere Radialboh­ rung 7 entlüftet wird, da die Druckluft dann über den Ring­ raum 14, das Loch 15 und die Bohrung 39 nach außen entweichen kann.

Wird durch die Umsteuermittel die Bohrung 18 zusätz­ lich zur Bohrung 17 mit Druckluft beaufschlagt, wäh­ rend die Auslaßbohrung 39 verschlossen ist, gelangt Druckluft schon dann in den Ringraum 21 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Schlagkolben 3, wenn die Radialboh­ rungen 7 die zweite Steuerkante 13 überfahren haben, während der Ringraum 21 erst dann entlüftet wird, wenn die obere Radialbohrung 7 die dritte Steuerkante 16 überfahren hat. Hierdurch wird die Druckluftbeauf­ schlagung der Außenseite des Schlagkolbens 3 früher wirksam, so daß eine Bewegungsumkehr stattfindet, bevor die Stirnfläche 4 auf die Schlagspitze trifft, während der Ringraum 21 später entlüftet wird und der Schlagkolben daher mit seiner Rückseite auf das hin­ tere Ende der Gehäusebohrung 2 schlägt und den Rück­ wärtslauf bewirkt.

Die in den Fig. 3, 4 dargestellte Ausführung entspricht in ihrer Wirkungsweise der in den Fig. 1, 2 dargestell­ ten Ausführung; sie unterscheidet sich von der in den Fig. 1, 2 dargestellten Ausführung dadurch, daß das Steuerrohr 19 eine Bohrung 27 mit einem verhältnismä­ ßig großen Durchmesser aufweist, in der eine Druck­ luftleitung 28 und eine Auslaßleitung 41 angeordnet und zum rückwärtigen Ende des Steuerrohrs 19 geführt sind.

Das Steuerrohr 19 weist eine erste Steuerkante 20, eine zweite Steuerkante 23 und eine dritte Steuerkante 26 auf. Zwischen den Steuerkanten 20, 23 und 23, 26 befinden sich jeweils Ringräume 21, 24 mit Mündungen 22, 25 für die Druckluftleitung 28 und die Auslaßlei­ tung 41.

Die in den Fig. 5,6 dargestellte Ausführung eines Steuerrohrs 29 weist ebenfalls erste, zweite und drit­ te Steuerkanten 30, 33 und 36 auf, zwischen denen sich Ringräume 31, 34 befinden. Im Bereich dieser Ringräume 31, 34 sind die Steuerkanten 30, 33, 36 durch Axialstege 32, 35 miteinander verbunden. Bis zur ersten Steuer­ kante 30 ist eine Druckluftbohrung 42 geführt, die am Vorderende des Steuerrohrs 29 mündet. Eine dazu kon­ zentrische Leitung 38 ist bis zum Bereich der zweiten Steuerkante 33 geführt, wobei ein zwischen der Leitung 42 und der Leitung 38 befindlicher Ringraum 43 im Bereich des Ringraumes 31 zwischen der ersten und der zweiten Steuerkante 30, 33 mündet.

Zwischen der Leitung 38 und dem Steuerrohr 29 befindet sich ein weiterer Ringraum 44, der im Bereich des Ringraums 34 zwischen den Steuerkanten 33, 36 mündet.

Die Bohrung 42 des Rohrs 37 ist ständig mit Druckluft beaufschlagt, während sich der Ringraum 43 mittels der nicht dargestellten Umsteuermittel wahlweise mit Druckluft beaufschlagen läßt, wenn das Rammbohrgerät rückwärts läuft. Der Ringraum 44 dient beim Vorwärts­ lauf des Rammbohrgeräts als Auslaßleitung für die Druckluft, während er mittels der nicht dargestellten Umsteuermittel beim Rückwärtslauf des Rammbohrgeräts verschlossen ist, so daß die Druckluft nach Überfahren der Steuerkante 36 um die Außenseite des Steuerrohrs 29 herum entweicht.

Die in Fig. 5 dargestellten, die Steuerkanten 30, 33 verbindenden Stege 32, 35 können auch entfallen. Die Steuerkante 30 ist dann am Rohr 42, die Steuerkante 33 am Rohr 38 und die Steuerkante 36 am Steuerrohr 29 befestigt. Die einzelnen Steuerkanten können auch über ein elastisches Zwischenglied mit den Leitungen ver­ bunden sein.

Das Steuerrohr kann auch nur zwei oder mehr als drei Steuerkanten besitzen. Ebenso können zum Steuern der Schlagzahl bzw. des Kolbenhubs mehr als zwei oder drei Druckluftleitungen und Auslaßleitungen zwischen einer entsprechenden Anzahl von Steuerkanten angeordnet sein.

Claims (8)

1. Rammbohrgerät mit einer Steuerung für den Vor- und den Rücklauf mit

• - einem in einem Gehäuse (1) axial beweglichen Schlagkolben (3),
• - einem dessen Vor- und Rückbewegung durch Über­ fahren von im Schlagkolben befindlichen radia­ len Steueröffnungen (7) steuernden, im Gehäuse angeordneten Steuerrohr (9, 19, 29, 37)
• - im Schlagkolben angeordneten Steuerkanten (10, 13, 16; 20, 23, 26; 30, 33, 36),
• - einer am Vorderende des Steuerrohrs mündenden Druckluftöffnung (17; 27; 37),
• - einer zwischen einer ersten Steuerkante (10; 20; 30) und einer zweiten Steuerkante (13; 23; 33) in einem Raum (11; 21; 31) mündenden Druckluftöffnung (18; 28; 38),
• - einer zwischen der zweiten Steuerkante und einer dritten Steuerkante (16; 26; 36) von einem Raum (4; 24; 34) ausgehenden, zum Hinterende des Steuerrohrs geführten Auslaßbohrung (39; 41; 44) und
• - Steuermitteln zum wahlweisen Beaufschlagen der Druckluftbohrung (18; 28; 38) oder zum Entlüften der Auslaßbohrung.

2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerkanten (10, 13, 16; 20, 23, 26; 30, 33, 36 am Steuerrohr (9; 19; 29) angeordnet sind.

3. Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Steuerkante (30; 33; 36) mit je einem von drei konzentrischen Rohren (42; 38; 29) verbunden ist.

4. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrohr (9) eine an seinem Vorderende mündende Bohrung (17) und je eine Längs-Druckluft- und Auslaßbohrung (18, 39) besitzt.

5. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrohr (19) eine an seinem Vorderende mündende Druckluftboh­ rung (27) und je eine darin angeordnete Druckluft- und Auslaßleitung (28, 41) besitzt.

6. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrohr (29) ein erstes koaxiales Druckluftrohr (42) mit einer an seinem Vorderende mündenden Öffnung (37), sowie ein zweites, dazu konzentrisches Rohr (38) mit einem zwischen der ersten und der zweiten Steuer­ kante (30, 33) mündenden Ringraum (43) aufweist und zwischen dem zweiten Rohr (38) und dem Steuerrohr (29) ein zwischen der zweiten und dritten Steuer­ kante (33, 36) mündender Auslaßringraum (44) ange­ ordnet ist.

7. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ferngesteuerte Umsteuermittel am Rammbohrgerät.

8. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuermittel im Bereich einer Druckluftquelle angeordnet sind und mit dem Rammbohrgerät über Schläuche verbunden sind.