DE19804919C2 - Rammbohrgerät - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Rammbohrgerät zum Her
stellen und Aufweiten von Erdbohrungen, zerstörenden
Ersetzen erdverlegter Leitungen oder zum Einrammen von
Rohren oder dergleichen ins Erdreich.
Rammbohrgeräte dieser Art haben sich außerordentlich
bewährt; sie dienen insbesondere zum grabenlosen Verlegen
von Leitungen und bestehen wie das aus der deutschen
Patentschrift DE 21 57 259 C bekannte Gerät aus einem Gehäuse
mit einer Schlagspitze, die gegen die Kraft einer Feder
beweglich im Gehäuse angeordnet sein kann. An die Stelle
der beweglichen Schlagspitze kann jedoch auch ein in der
Gehäusespitze beweglich gelagertes Werkzeug treten. Im
Gerätegehäuse befindet sich ein hin- und herbeweglicher
Schlagkolben, der sich unter dem Einfluß eines über eine
Leitung zugeführten Druckmittels zwischen einer vorderen
und einer hinteren Endstellung bzw. Umkehrposition peri
odisch hin- und herbewegt. Üblicherweise besitzen solche
Rammbohrgeräte eine mechanisch, elektrisch oder mittels
eines Druckmediums verstellbare Steuerhülse zum Umschal
ten des Geräts von Vorwärts- auf Rückwärtslauf.
Im Vorwärtslauf gibt der Schlagkolben seine kinetische
Energie an eine vordere, beim Rückwärtslauf an eine hin
tere Aufschlagfläche des Gehäuses ab. Die vordere Auf
schlagfläche kann aus einem Innenkragen des Gehäuses
bestehen und einen zentrischen Durchlaß besitzen, in dem
das rückwärtige Ende eines längsbeweglichen Werkzeugs
geführt ist. Wenn das der Fall ist, gibt der Schlagkolben
seine kinetische Energie zunächst an das Werkzeug und dann den Rest an
den Innenkragen bzw. das Gehäuse ab.
In jedem Falle unterliegen die Aufschlagflächen des Gehäuses, des Werk
zeugs und auch des Schlagkolbens einer außerordentlich starken mechani
schen Beanspruchung. So kann die Schlagenergie bei größeren Geräten bis
zu 10.000 Joule erreichen. Das führt angesichts einer Schlagzahl von 180
bis 600 je Minute auf die Dauer zu einer Verformung der Aufschlagflächen
und demzufolge zu einer entsprechend begrenzten Lebensdauer des
Geräts.
Aus Dubbel "Taschenbuch für den Maschinenbau", 1987, Seite E40 ist es
bekannt, daß Werkzeug-, Kaltarbeits-, Warmarbeits- und Schnellarbeits
stähle, d. h. Werkstoffe, die zum Herstellen von Werkzeugen geeignet sind,
die im allgemeinen zum abtragenden oder umformenden Bearbeiten von
Metallen insbesondere von Stahl dienen, eine hohe Härte und Verschleiß
festigkeit sowie im Falle umformender Werkzeuge eine hohe Zähigkeit und
Schlagfestigkeit besitzen müssen.
Des weiteren beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 38 08 285 A1 ein
Laser-Umschmelzverfahren, bei dem in situ aus dem Grundwerkstoff und
einem Zusatzmaterial eine hochschmelzende Hartstoff-Verbindung entsteht;
sie bringt in diesem Zusammenhang zum Ausdruck, daß sich dieses Verfah
ren zum Beschichten verschleißbeanspruchter Teile von Bergbaumaschinen
eignet. Hierbei geht es um ein Niederdruckplasmaspritzen in Gestalt eines
Umschmelzgaslegierens, bei dem an der Werkstückoberfläche karbidische,
nitridische und oxidische Hartstoffe erzeugt werden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Lebensdauer der
besonders beanspruchten vorderen Aufschlagfläche und damit des Ramm
bohrgeräts zu erhöhen.
Die Erfindung trägt dem dadurch Rechnung, daß zumindest die am meisten
beanspruchte, vordere Aufschlagfläche für den Schlagkolben eine höhere
Härte als das Gehäuse besitzt. Dies läßt sich durch Plattieren, Aufhärten
oder durch die Verwendung eines Einsatzes mit hoher Härte erreichen,
während das Gehäuse und auch der Schlagkolben normalerweise aus
einem Stahl mit geringerer Härte, aber hoher Zähigkeit besteht.
Obgleich sich der Schlagkolben im Falle eines Verschleißes an seinen Auf
schlagflächen mit weniger Aufwand ersetzen läßt, sollte zumindest dessen
vordere Aufschlagfläche eine höhere Härte als die Masse des Kolbens
besitzen.
Das Gerätegehäuse kann - ungeachtet der Aufschlagflächenbeschaffen
heit - aus einem vorderen und einem rückwärtigen
Teil bestehen, die über eine Stumpfschweißnaht mit
einander verbunden sind. Dies bietet bei der Gehäusefer
tigung Vorteile, weil sich dann der rückwärtige Teil des
Gehäuses aus einem einfachen Rohr fertigen läßt, während
der vordere Teil mit der Aufschlagfläche aus Vollmaterial
gefertigt werden muß. Ein weiterer Vorteil ergibt sich
daraus, daß sich der vordere Teil bzw. dessen Aufschlag
fläche vor dem Verbinden der Gehäuseteile härten läßt,
während der andere Teil unbehandelt bleibt oder eine
andere Wärmebehandlung erfährt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren
erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Rammbohrge
räts teilweise im Schnitt und
Fig. 2 dessen vorderen, erfindungsgemäß ausgestalteten
Teil.
Das Rammbohrgerät entspricht in seinem prinzipiellen Auf
bau und seiner Betriebsweise dem in der deutschen Patent
schrift DE 21 57 295 C beschriebenen Gerät; es besitzt ein
Gehäuse 1 mit einem vorderen Teil 2, in dem eine
Schlagspitze eingeschraubt ist, und einem Schlagkolben 3.
Der Schlagkolben 3 besitzt in seinem rückwärtigen Teil
eine Druckluftkammer 4 mit radialen Steueröffnungen 5 und
ist auf einem Steuerrohr 6 längsbeweglich in dem Geräte
gehäuse 1 geführt; er gibt seine Schlagenergie beim Auf
treffen auf einen Innenkragen 7 des Gerätegehäuses 1 ab.
Im rückwärtigen Teil des Gerätegehäuses befindet sich ein
Anschlagring 8, durch den das Steuerrohr 6 hindurchragt,
das jenseits des Anschlagrings mit einem Druckluft
schlauch 9 verbunden ist.
An die Stelle der eingeschraubten Schlagspitze mit dem
Werkzeug 10 kann auch ein axial beweglicher oder ein mit
dem Gehäuseteil 2 festverbundener Kopf treten. Eine ein
geschraubte Schlagspitze bietet jedoch den Vorteil, daß
sie sich im Falle eines Verschleißes rasch austauschen
läßt.
Beim Vortrieb des Gerätes bewegt sich der Schlagkolben 3
unter dem Einfluß der über den Druckluftschlauch 9 und
das Steuerrohr 6 in die Schlagkolbenkammer 4 zugeführten
Druckluft in dem Gerätegehäuse 1 hin und her; er gibt
seine Schlagenergie im wesentlichen ausschließlich an den
Innenkragen 7 ab. Nur im Falle einer verhältnismäßig sel
ten notwendig werdenden Umkehr der Bewegungsrichtung
(Rückwärtslauf) wird der Schlagkolben 3 so gesteuert, daß
er mit seinem rückwärtigen Ende auf den Anschlagring 8
trifft. Näheres ergibt sich hierzu aus der deutschen
Patentschrift DE 21 57 295 C.
Im vorderen Teil 2 des Gehäuses mit der Schlagspitze ist
axial beweglich ein Werkzeug 10 geführt, dessen rückwär
tiges Ende 12 den Innenkragen 7 mit der Aufschlagfläche
13 durchragt. Über einen Bund 14 und eine vorgespannte
Feder 15 ist das Werkzeug 10 an der Schlagspitze bzw. am
Gerätegehäuse 1 abgestützt.
Der Innenkragen 7 besitzt eine gehärtete Oberfläche 13
und demgemäß einen höheren Verschleiß- und Verformungswiderstand
als der Werkstoff, aus dem der vordere Teil 2
des Gehäuses gefertigt ist. In gleicher Weise besitzt
auch der Schlagkolben 3 eine gehärtete Oberfläche 16,
wenngleich dies nicht unerläßlich ist, da die Möglichkeit
besteht, den Schlagkolben im Falle eines Verschleißes
seiner Stirnfläche 16 auszuwechseln. Dazu braucht ledig
lich der Anschlagring 8 mit dem Steuerrohr 6 aus dem
Gehäuse geschraubt zu werden.
Des weiteren ist die rückwärtige, ringförmige Aufschlag
fläche 17 des Kolbens 3 und die ihr gegenüberliegende
Aufschlagfläche 18 des Anschlagrings 8 gehärtet, wenn
gleich dies nicht unerläßlich ist, weil das Gerät nur in
Ausnahmefällen im Rückwärtslauf betrieben wird. Demzu
folge sind die Flächen 17, 18 weitaus weniger mechanisch
beansprucht als die Aufschlagflächen 13, 16.
Das Gehäuse besteht - unabhängig von der Beschaffenheit
der Aufschlagflächen - aus zwei Teilen, die über eine
Schweißnaht 19 miteinander verbunden sind; es kann jedoch
auch einstückig ausgebildet sein.
Claims (6)
1. Rammbohrgerät, insbesondere zum Herstellen von Erdbohrungen, mit
einem in einem Gehäuse (1, 2) mit einer vorderen und einer hinteren Aufschlagfläche (13, 18) für einen
pneumatisch oder hydraulisch hin- und herbewegten Schlag kolben (3), bei dem
die vordere Aufschlagfläche (13) eine höhere Härte besitzt als das Gehäuse.
einem in einem Gehäuse (1, 2) mit einer vorderen und einer hinteren Aufschlagfläche (13, 18) für einen
pneumatisch oder hydraulisch hin- und herbewegten Schlag kolben (3), bei dem
die vordere Aufschlagfläche (13) eine höhere Härte besitzt als das Gehäuse.
2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
vordere und/oder die rückwärtige Aufschlagfläche (16; 17) des Kolbens
(3) eine höhere Härte besitzt als die Masse des Kolbens.
3. Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufschlagfläche (13; 16; 17; 18) gehärtet ist.
4. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch einen Einsatz mit der Aufschlagfläche (13; 16; 17; 18).
5. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die vordere Aufschlagfläche (13) einen Durchlaß mit
dem rückwärtigen Ende (12) eines in der Gerätespitze beweglich
geführten Werkzeugs (10) besitzt.
6. Rammbohrgerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem vorderen und
einem rückwärtigen Teil (2) besteht und die Gehäuseteile miteinander
verschweißt sind.
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