DE19838838A1

DE19838838A1 - Diesel ram

Info

Publication number: DE19838838A1
Application number: DE1998138838
Authority: DE
Inventors: Winfried Scheid; Nikodemus Heinz; Stefan Mewes
Original assignee: Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld GmbH and Co
Current assignee: Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld GmbH and Co
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2000-03-02
Also published as: WO2000012825A1; JP2002523657A; CN1314963A; CA2341680A1; EP1108094A1

Abstract

According to the invention, the composition of the air-fuel mixture in a diesel rammer is controlled depending on the momentary working conditions of said diesel rammer. For this purpose, different sensors, especially a fall height sensor, are provided, said fall height sensor consisting of individual position detectors (64-i) which are mounted spaced from the cylinder (12) in axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dieselramme gemäß dem Ober begriff des Anspruches 1.The invention relates to a diesel ram according to the Ober Concept of claim 1.

Derartige Dieselrammen sind seit vielen Jahren auf Bau stellen im Einsatz, um Pfähle oder anderes Rammgut wie Spundwände und dergleichen ins Erdreich zu treiben. Die mit derartigen Dieselrammen, deren Schlagkolben typi scherweise ein Gewicht zwischen 1 t und 5 t haben, läßt sich Rammgut rasch und verhältnismäßig kostengünstig in das Erdreich rammen.Such diesel rams have been under construction for many years put in use to pile or other ramming like To drive sheet piling and the like into the ground. The with such diesel rams, the percussion pistons typi weight between 1 t and 5 t pile is quick and relatively inexpensive ram into the ground.

Die Rammen arbeiten unter manueller Steuerung der Kraft stoffzufuhr. Ein Rammenführer bestimmt jeweils die benö tigte Kraftstoffmenge, indem er visuell das Fortschreiten des Einrammens und die Sprunghöhe des Schlagkolbens kontrolliert. Dabei gilt generell, daß es bei zu weichen Böden dazu kommen kann, daß ein Teil der Schlagenergie vom Zylinder selbst aufgenommen werden muß, da das Schlag stück nur einen begrenzten Hub hat und bei zu weichem Boden an die Zylinderstirnwand anschlägt. Umgekehrt kann es bei sehr hartem Untergrund vorkommen, daß der Schlagkolben sehr hoch springt, so daß ebenfalls die Gefahr einer Beschädigung der Dieselramme besteht oder sogar damit gerechnet werden muß, daß der Schlagkolben unkontrolliert aus dem oberen Ende des Zylinders heraus schießt, was zu schlimmen Unfällen führt.The rams operate under manual control of the force fabric feed. A ram driver determines the required amount of fuel by visually checking the progress of driving and the jump height of the percussion piston controlled. The general rule is that it is too soft Soils can cause some of the impact energy must be picked up by the cylinder itself, since the blow piece has only a limited stroke and is too soft Strikes the bottom of the cylinder end wall. Vice versa it can happen with a very hard surface that the Percussion piston jumps very high, so that also There is a risk of damage to the diesel ram or it can even be expected that the percussion piston out of control from the top of the cylinder shoots, which leads to bad accidents.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Diesel ramme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiter gebildet werden, daß automatisch eine Dosierung der pro Schlag zugeführten Kraftstoffmenge gemäß den jewei ligen Betriebsbedürfnissen erfolgt.The present invention is therefore intended to be a diesel ram according to the preamble of claim 1 so on are formed that automatically a dosage of amount of fuel supplied per stroke according to the respective current operational needs.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Dieselramme mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a Diesel ram with the features specified in claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Dieselramme wird die jeweils für den nächsten Schlag benötigte Kraftstoffmenge aus der momentanen Dynamik des gerade abgewickelten Schlages abgeleitet. Aus der Sprunghöhe des Schlagkolbens kann man, wie schon oben angedeutet, die Härte des Untergrun des und damit die beim Auftreffen des Schlagkolbens auf das Schlagstück zu erwartenden weiteren Vorschub des Rammgutes abschätzen. Vergleichbare Information liefert die Bewegung des Schlagstückes beim letzten Schlag. Ein Maß für die jeweils erhaltene Schlagkraft ist auch die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Schlag kolben nach dem Zünden des Gemisches an einer vorgege benen Meßstelle vorbeibewegt. Weitere Parameter, die bei der Kraftstoffdosierung berücksichtigt werden können, sind die im Brennraum oder die im Auslaß erreichte Tem peratur und/oder der im Brennraum herrschende Druck. Ein Maß für die Vollständigkeit der Verbrennung des Kraft stoffes ist der Rußgehalt im Abgas.In the diesel ram according to the invention, the amount of fuel required for the next stroke the momentary dynamics of the currently processed field derived. From the jump height of the percussion piston one, as indicated above, the hardness of the background the and thus the impact of the percussion piston further feed to be expected on the striking piece estimate the pile. Comparable information delivers the movement of the hammer on the last one Blow. A measure of the impact strength received is also the speed at which the blow piston after igniting the mixture on a predetermined moved past measuring point. Other parameters that can be taken into account in fuel metering, are the temperatures reached in the combustion chamber or in the outlet temperature and / or the pressure prevailing in the combustion chamber. On Measure of the completeness of the combustion of the force is the soot content in the exhaust gas.

Bei einfachen Anforderungen an die Güte der automati schen Kraftstoffdosierung kann man nur einen einzigen der vorgenannten Fühler verwenden. Bei aufwendigeren Dosierungen kann man auch mehrere der im Anspruch 1 genannten Fühler verwenden und deren Ausgangssignale in vorgegebener Hierarchie zur Regelung der Kraftstoff menge verwenden oder in vorgegebener Weise gewichtet gemeinsam zur Dosierung der Kraftstoffmenge verwenden. With simple demands on the quality of the automati You can only use one fuel meter use the aforementioned sensors. With more complex ones Dosages can also be several of those in claim 1 Use the sensors mentioned and their output signals in a given hierarchy to regulate the fuel Use quantity or weight in the specified way Use together to dose the amount of fuel.

Es versteht sich, daß man analog auch die Menge der zur Verbrennung gebrachten Luft steuern kann, um das jeweils gewünschte Rammergebnis einzustellen. Insgesamt wird erfindungsgemäß die Zusammensetzung des im Ver brennungsraum zur Zündung gebrachten Kraftstoff/Luft- Gemisches bedarfsgerecht gesteuert.It goes without saying that the quantity of air burned can control the set the desired pile result. All in all according to the invention, the composition of the ver combustion chamber ignited fuel / air Mixtures controlled as required.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Unter claims specified.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf eine besonders präzise Dosierung der Kraftstoffabgabe von Vorteil.The development of the invention according to claim 2 with regard to a particularly precise dosage of Fuel delivery is an advantage.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist dann vorteilhaft, wenn für die Kraftstoffabgabe insgesamt nur eine beschränkte Zeit zur Verfügung steht, trotzdem aber die Kraftstoffmenge Pro Zyklus in weiten Grenzen verstellt werden soll.The development of the invention according to claim 3 is then advantageous if for total fuel delivery only a limited amount of time is available, anyway but the fuel quantity per cycle within wide limits should be adjusted.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 gestat tet es, die Intensität des nächsten Schlages noch dann kurzfristig zu steuern, wenn schon Kraftstoff in den Brennraum gegeben wurde.The development of the invention according to claim 4 allows then the intensity of the next stroke to control at short notice when fuel is already in the Combustion chamber was given.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist im Hinblick auf eine robuste und auch unter harten Ein satzbedingungen zuverlässig arbeitende Lagemessung des Schlagkolbens von Vorteil.The development of the invention is according to claim 5 with regard to a robust and also under tough one operating conditions reliable working position measurement of the Percussion pistons an advantage.

Gemäß Anspruch 6 kann ein einziger Detektor gleichzeitig zur Lagemessung und zur Geschwindigkeitsmessung verwen det werden.According to claim 6, a single detector can simultaneously use for position measurement and speed measurement be det.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 gestattet es, die verschiedenen Lagedetektoren so auf dem Zylinder der Dieselramme zu verteilen, daß keine unzulässigen lokalen Schwächungen der mechanischen Festigkeit resul tieren.The development of the invention according to claim 7 allows it, the different position detectors so on the cylinder to distribute the diesel ram that no impermissible local weakening of mechanical strength animals.

In denjenigen Zylinderbereichen, in denen der Zylinder keinen großen internen Drucken standhalten muß und über wiegend Führungsaufgaben hat, kann man die Lagedetektoren auch gemäß Anspruch 8 anordnen, was mechanisch und auch von der Verkabelung her einfacher ist.In those cylinder areas in which the cylinder does not have to withstand large internal pressures and over weighing management tasks, you can use the location detectors also arrange according to claim 8, what is mechanical and also the wiring is easier.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 wird im Hinblick auf einfache Montage der Lagedetektoren und einfache Verkabelung bevorzugt.The further development of the invention according to claim 9 is with regard to easy installation of the position detectors and preferred simple wiring.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird erreicht, daß die Detektor-Tragleiste über lange Zeiten hinweg standfest ist und die Bewegung des Schlag kolbens nicht beeinträchtigt.With the development of the invention according to claim 10 is achieved that the detector support bar for a long time Stable at times and the movement of the punch piston not affected.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 gestattet eine Lagemessung des Schlagkolbens ohne mechanische Eingriffe in den Zylinder. Damit eignet sich diese Weiter bildung insbesondere für die Nachrüstung einer automati schen Kraftstoffdosierung an schon existierenden Diesel rammen.The development of the invention according to claim 11 allows a position measurement of the percussion piston without mechanical Interventions in the cylinder. This further is suitable education especially for retrofitting an automat fuel metering on existing diesel ram.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 gestattet es, schon früh über die zu erwartende Sprunghöhe des Schlagkolbens zu informieren. Je früher die zu erwarten de Sprunghöhe des Schlagkolbens bekannt ist, umso mehr Zeit steht für die Dosierung der Kraftstoffmenge zur Verfügung.The development of the invention according to claim 12 allows it early on over the expected jump height of the Inform percussion piston. The sooner to be expected de jump height of the percussion piston is known, all the more Time is available for metering the amount of fuel Available.

Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 13 wird erreicht, daß eine zu erwartende zu große Sprunghöhe automatisch erkannt wird.With the training according to claim 13 it is achieved that an expected too high jump height automatically is recognized.

Bei einer Dieselramme gemäß Anspruch 14 wird die Kompression bzw. die zur Verfügung stehende Verbrennungsluft reduziert, wenn sich eine zu hohe Sprunghöhe des Schlagkolbens ab zeichnet.In the case of a diesel ram, the compression or reduce the available combustion air, if the percussion piston jumps too high draws.

Bei einer Dieselramme gemäß Anspruch 15 wird automatisch überwacht, wann die zu erwartende Sprunghöhe des Schlag kolbens zu einem Sicherheitsproblem führen könnte.With a diesel ram according to claim 15 is automatic monitors when the expected jump height of the field piston could lead to a safety problem.

Gemäß Anspruch 16 kann dieses automatische Erkennen einer aus Sicherheitsgründen bedenklichen Situation zum sofortigen Beenden auf den Schlagkolben wirkender Antriebs kräfte und zum Verhindern eines nachfolgenden Schlagzyklus verwendet werden, und zwar auch dann, wenn schon eine Kraftstoffmenge für den nächsten Zyklus in den Verbren nungsraum eingebracht wurde.According to claim 16, this automatic detection a situation of concern for security reasons immediate stop of the drive acting on the percussion piston forces and to prevent a subsequent impact cycle be used, even if there is already one Amount of fuel in the combustion for the next cycle space was introduced.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 17 ist einerseits im Hinblick auf ein zuverlässiges Verbinden des beweglichen Wandsegmentes mit dem Zylinder von Vorteil, wie es für das normale Arbeiten der Dieselramme gewünscht wird. Zugleich kann aber das bewegliche Wandsegment auch rasch in seine Offenstellung bewegt werden.The training according to claim 17 is on the one hand in With regard to a reliable connection of the movable Wall segment with the cylinder as advantageous for the normal operation of the diesel ram is desired. At the same time but can also quickly move the movable wall segment into its Open position to be moved.

Gemäß Anspruch 18 erhält man einen mechanisch besonders zuverlässigen und einfachen Stellungsgeber für den Schlag kolben.According to claim 18 you get a mechanically special reliable and simple position transmitter for the stroke piston.

Gemäß Anspruch 19 kann man das Ausgangssignal des Kraft fühlers so korrigieren, daß man ein insgesamt linear mit der Stellung des Schlagkolbens veränderliches Signal erhält. According to claim 19, the output signal of the force Correct feelers so that you get an overall linear signal variable with the position of the percussion piston receives.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 erhält man den Vorteil, daß man die Dichte bei der Verbren nung erhaltener Rußpartikel unverdünnt mißt. Außerdem mißt man die Dichte der Rußpartikel an einer Stelle, an der sowohl beim Ausstoßen der Verbrennungsgase als auch beim Ansaugen von frischer Verbrennungsluft hohe Strömungsgeschwindigkeit herrscht, so daß eine gute Selbstreinigung der Lichtschranke erhalten wird.With the development of the invention according to claim 20 you get the advantage that you have the density when burning measured soot particles obtained undiluted. Moreover if you measure the density of the soot particles at one point, at both when expelling the combustion gases as also high when sucking in fresh combustion air Flow rate prevails, so a good one Self-cleaning of the light barrier is obtained.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 21 ist im Hinblick auf eine gute Selbstreinigung der Lichtschranke von Vorteil.The development of the invention according to claim 21 is the best for self-cleaning Light barrier is an advantage.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 22 wird eine gut laminare Strömung in der Nachbarschaft der optischen Glieder der Lichtschranke erhalten.With the development of the invention according to claim 22 becomes a well laminar flow in the neighborhood the optical elements of the light barrier.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 23 ge stattet es, den Einfluß der verschiedenen Fühler auf die Kraftstoffdosierung gemäß der ihnen jeweils beige messenen Bedeutung vorzugeben.The development of the invention according to claim 23 ge equips it with the influence of the various sensors the fuel metering according to the respective beige to give measured meaning.

Gemäß Anspruch 24 kann man das gewichtete Zusammensetzen der verschiedenen Fehlersignale auf einfache Weise vor nehmen.According to claim 24, the weighted composition can be made of the various error signals in a simple manner to take.

Bei einer Dieselramme gemäß Anspruch 25 kann man solche Istwerte, die schon stabil und gut in der Nachbarschaft ihres Sollwertes liegen, aus dem Regelkreis ganz herausneh men oder ihren Einfluß auf die Regelung zurücknehmen und dann die Regelung unter bevorzugter Berücksichtigung anderer Parameter verfeinern, z. B. nach Einregelung stabiler Sprunghöhen die weitere Dosierung der Kraftstoff menge in bevorzugter Abhängigkeit von der Konzentration der in den Verbrennungsgasen mitgeschleppten Rußpartikel und/oder in Abhängigkeit vom CO-Gehalt der Verbrennungs gase vornehmen.With a diesel ram according to claim 25 one can Actual values that are already stable and good in the neighborhood of their setpoint are completely out of the control loop men or their influence on the regulation and then the regulation with preferential consideration refine other parameters, e.g. B. after adjustment stable jump heights the further metering of the fuel amount depending on the concentration the soot particles entrained in the combustion gases and / or depending on the CO content of the combustion make gases.

Unregelmäßigkeiten im Arbeiten von Dieselramme können sich auch aus Unregelmäßigkeiten in der Verteilung einer an sich konstanten Kraftstoffmenge im Verbrennungsraum ergeben. Bei einer Dieselramme gemäß Anspruch 26 erfolgt das Zuführen des Kraftstoffes zu der in der Oberseite des Schlagstückes ausgebildeten Kraftstoffmulde durch Lei tungen, nicht als Freistrahl. Der Kraftstoff verteilt sich dann in der Kraftstoffmulde weitgehend unabhängig von den möglicherweise instabilen Strömungsverhältnissen im Verbrennungsraum.Irregularities in the work of diesel rammers can also from irregularities in the distribution of a a constant amount of fuel in the combustion chamber surrender. With a diesel ram according to claim 26 feeding the fuel to the one in the top of the Percussion trained fuel trough by lei not as free jet. The fuel is distributed then largely independent in the fuel well of the possibly unstable flow conditions in the combustion chamber.

Die Schmiermittel, die in Dieselrammen verwendet werden, werden zumindest teilweise bei einem Verbrennungsvorgang mit verbrannt. Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 27 gestattet es, den durch die Verbrennung der Schmiermittel erhaltenen Beitrag zum Antreiben des Kolbens mit zu berücksichtigen.The lubricants used in diesel rams are at least partially during a combustion process with burned. The development of the invention according Claim 27 allows the combustion the lubricant received contribution to driving the Pistons to be taken into account.

Bei einer Dieselramme gemäß Anspruch 28 wird das Ein dringen des Rammgutes ins Erdreich laufend überwacht. Aus dem pro Schlag (vorgegebener Energie) erhaltenen Vorschub des Rammgutes kann man auf die Härte der gerade durchstoßenen Bereiche des Erdreiches schließen.In a diesel ram according to claim 28, the on penetration of the pile is continuously monitored. From the per stroke (given energy) received Feed of the pile can be adjusted to the hardness of the straight close penetrated areas of the ground.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 29 erhält man auf einfache Weise eine präzise Positionsbe stimmung des Rammgutes bis hin zum Ende der Rammarbeiten. Durch das Zusammenarbeiten des Vorschubgebers mit dem Ende des Rammgutes, insbesondere mit einer auf letzteres aufgesetzten Schlaghaube wird erreicht, daß die Vorschub messung nicht durch die beim Rammen selbst auftretenden Erschütterungen beeinflußt wird, da die Vorschubmessung in denjenigen Zeiten erfolgen kann, in welchen das Ramm gut zwischen aufeinander folgenden Schlägen stillsteht.With the development of the invention according to claim 29 you can easily get a precise position tuning of the pile to the end of the pile driving. By cooperating with the feeder End of the pile, especially with one on the latter attached hood is achieved that the feed measurement not by those occurring during ramming Vibration is affected because the feed measurement can take place in those times when the ram stands still well between successive blows.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 30 ist im Hinblick auf das Fernhalten von ruckartigen Bewegun gen und Erschütterungen vom eigentlichen Aufnehmer von Vorteil. Beim Schlagen des Rammgutes wird das flexible Meßmittel entlastet und stellt sich unter später der auf es wirkenden Vorspannung sanft auf die neue Stellung des Rammgutes ein.The development of the invention according to claim 30 is with a view to keeping jerky movements away and vibrations from the actual transducer of Advantage. When hitting the pile, it becomes flexible Measuring equipment relieves and later turns on it acting gently on the new position of the Rammggut a.

Mit einer Dieselramme gemäß Anspruch 31 kann man die gesamte Geschichte des Einrammens eines Rammgutes doku mentieren. Man erhält auf diese Weise ein anschauliches Profil der lokalen Härte des Erdreiches.With a diesel ram according to claim 31 you can entire history of driving a pile of rammed doku mentate. In this way you get a clear picture Profile of the local hardness of the soil.

Bei einer Dieselramme gemäß Anspruch 32 hat man einen Überblick über die während des Einrammens des Rammgutes insgesamt abgegebenen Kraftstoffmengen. Auch hieraus läßt sich die Härte der verschiedenen Erdschichten er kennen. Die gespeicherten Einspritzmengen können auch beim Rammen eines weiteren Rammgutes in unmittelbarer Nähe als Ausgangswerte für die Anpassung der Kraftstoff menge an die lokale Härte des Erdreiches dienen.With a diesel ram according to claim 32 one has one Overview of the while driving the pile total amount of fuel delivered. From this too the hardness of the different layers of the earth know. The stored injection quantities can also when ramming another pile in the immediate vicinity Proximity as baseline for fuel adjustment serve the local hardness of the soil.

Gemäß Anspruch 33 erhält man eine genauere Messung der lokalen Härte des Erdreiches und eine laufende dynami sche Bestimmung der aktuellen Tragfähigkeit des Rammgutes. Man kann so, falls gewünscht, das Einrammen nach Erhalten einer vorgegebenen Tragfähigkeit abbrechen und so insge samt Rammzeit einsparen.According to claim 33, a more accurate measurement of the local soil hardness and an ongoing dynami determination of the current load capacity of the pile. If you want, you can ram it in after receiving it cancel a given load capacity and so in total save with ramming time.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 34 erlaubt eine Dokumentation der Entwicklung der Tragfähigkeit des Rammgutes über die gesamte Rammzeit hinweg. Auch dies gibt einen anschaulichen Überblick über die Härte und Belastbarkeit der durchdrungenen Erdschichten und gestattet zum Beispiel, beim Einrammen eines weiteren Rammgutes in der Nachbarschaft das Rammen gezielt in einer harten Erdschicht abzubrechen, unterhalb derer wieder eine weichere Schicht liegt.The development of the invention according to claim 34 allows a documentation of the development of the load-bearing capacity of the ramming material over the entire ramming time. Also this gives a clear overview of the hardness and resilience of the permeated layers of earth and allows, for example, when ramming another Ramming good in the neighborhood ramming targeted to break off a hard layer of earth below which there is a softer layer again.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention will now be further elucidated with reference to the following play explained with reference to the drawing. In this show:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Dieselramme sowie ein Prinzipschaltbild einer Einrich tung zum automatischen Dosieren der pro Zyklus zugeführten Kraftstoffmenge in Ab hängigkeit von den jeweiligen Betriebsbe dingungen; Fig. 1 is an axial section through a diesel hammer, and a schematic diagram of a Einrich processing for automatically metering the per cycle amount of fuel supplied in dependence from conditions of the respective ready for operation;

Fig. 2 eine Abwicklung der Innenfläche des Zylinders der in Fig. 1 gezeigten Dieselramme; FIG. 2 shows a development of the inner surface of the cylinder of the diesel ram shown in FIG. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines mit dem Schlag kolben der Dieselramme zusammenarbeitenden Lage- und Geschwindigkeitsdetektors; Fig. 3 is a block diagram of a position and speed detector working with the piston of the diesel ram;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Schaltung, die ein der zu erwartenden Sprunghöhe des Schlag kolbens entsprechendes Ausgangssignal bereit stellt; Fig. 4 is a block diagram of a circuit which provides an output signal corresponding to the expected jump height of the blow piston;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Fehlersignalein heit, die in der Einrichtung zur automati schen Kraftstoffdosierung verwendet wird; Fig. 5 is a block diagram of an error signal unit which is used in the device for automatic fuel metering;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Bildung eines Gesamtfehlersignales aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Betriebs parametern zugeordneten Einzelfehlersignalen; Fig. 6 is a block diagram of a circuit for forming a total error signal from a plurality of different operation parameters assigned to individual error signals;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Steuerstufe der automatischen Kraftstoff-Dosiereinrichtung der Dieselramme; Fig. 7 is a block diagram of a control stage of the automatic fuel metering device of the diesel hammer;

Fig. 8 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, in welcher jedoch ein abgewandelte Dieselramme gezeigt ist. Fig. 8 is a representation similar to Fig. 2, but in which a modified diesel ram is shown.

Fig. 8 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, in welcher jedoch eine Variante der Dosierung des Kraftstoffes und der Zufuhr des Kraft stoffes zum Verbrennungsraum dargestellt ist; Fig. 8 is a similar representation to Figure 1, but in which a variant of the metering of the fuel and the supply of the fuel to the combustion chamber is shown.

Fig. 9 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, in welcher jedoch eine abgewandelte Diesel ramme gezeigt ist; und Fig. 9 is a similar representation to Figure 2, but in which a modified diesel ram is shown. and

Fig. 10 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, in welcher jedoch eine abgewandelte Diesel ramme gezeigt ist. Fig. 10 is a similar representation as Fig. 1, but in which a modified diesel ram is shown.

In Fig. 1 ist mit 10 schematisch eine Dieselramme bezeich net. Sie hat einen Zylinder 12, der nach oben offen ist und unten durch eine Stirnwand 14 verschlossen ist. Die Stirnwand 14 hat eine mittige Öffnung 16, in welcher ein Schaftabschnitt 18 eines insgesamt mit 20 bezeich neten Schlagstückes geführt ist. In Fig. 1, 10 schematically denotes a diesel ram. It has a cylinder 12 which is open at the top and closed at the bottom by an end wall 14 . The end wall 14 has a central opening 16 , in which a shaft portion 18 of an overall designated 20 impact piece is guided.

Das Schlagstück 20 hat einen Kolbenabschnitt 22, der Dichtringe 24 trägt und im unteren Abschnitt des Zylinders 12 läuft. Am außerhalb des Zylinders 12 gelegenen Ende des Schaftabschnittes 18 ist ein Schlagabschnitt 26 vorgesehen, dessen untere Stirnfläche 28 sphärisch gekrümmt ist.The striking piece 20 has a piston section 22 which carries sealing rings 24 and runs in the lower section of the cylinder 12 . At the end of the shaft section 18 located outside the cylinder 12 , a striking section 26 is provided, the lower end face 28 of which is spherically curved.

Das Schlagstück 20 arbeitet mit der Oberseite einer Schlaghaube 30 zusammen, die in Fig. 1 ebenso gestri chelt eingezeichnet ist wie ein sie tragender Pfahl 32, der ins Erdreich zu rammen ist.The striking piece 20 works with the top of a striking hood 30 , which is also shown in dashed lines in FIG. 1 as a pile 32 carrying it, which is to be rammed into the ground.

Im Inneren des Zylinders 12 ist ein insgesamt mit 34 bezeichneter Schlagkolben geführt. Dieser hat einen Kolbenabschnitt 36 mit Dichtringen 40. Über dem Kolben abschnitt 36 liegt ein große axiale Abmessungen aufwei sender Gewichtsabschnitt 44. Typischerweise liegt das Gewicht des Schlagkolbens 34 im Bereich zwischen 1 t und 5 t.In the interior of the cylinder 12 , a percussion piston, designated 34 in total, is guided. This has a piston section 36 with sealing rings 40 . About the piston section 36 is a large axial dimensions aufwei sending weight section 44th The weight of the percussion piston 34 is typically in the range between 1 t and 5 t.

Der Schlagkolben 34 begrenzt zusammen mit dem Schlag stück 20 und dem Zylinder 12 einen Verbrennungsraum 46. Der Verbrennungsraum 46 steht über einem Arbeits stutzen 48 mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung. Der Arbeitsstutzen 48 hat eine schräg nach oben anstei gende Achse und dient dazu, dem Verbrennungsraum frische Verbrennungsluft zuzuführen und aus dem Verbrennungs raum Verbrennungsgase abzuführen, wie bei Zweitakt- Dieselmotoren üblich.The percussion piston 34 , together with the percussion piece 20 and the cylinder 12, defines a combustion chamber 46 . The combustion chamber 46 is connected to the working atmosphere 48 with the surrounding atmosphere. The working nozzle 48 has an inclined upward axis and serves to supply fresh combustion air to the combustion chamber and to remove combustion gases from the combustion chamber, as is customary in two-stroke diesel engines.

In den unteren Abschnitt der Umfangswand des Zylinders 12 ist eine Einspritzdüse 50 eingesetzt. Diese ist über ein 2/2-Magnetventil 52 mit dem Ausgang einer Kraftstoff- Förderpumpe 54 verbunden, die aus einem Kraftstoff-Vor ratsbehälter 56 ansaugt. Die Kraftstoff-Förderpumpe 54 ist vorzugsweise eine durch einen Hydraulikmotor 58 angetriebene Förderpumpe. Der Hydraulikmotor 58 wird aus dem Hydrauliknetz eines die Dieselramme 10 tragenden nicht dargestellten Fahrzeuges gespeist. Zur Begrenzung des Förderdruckes der Kraftstoff-Förderpumpe 54 ist ein Überdruckventil 60 vorgesehen, welches von der För derseite der Förderpumpe 54 zum Vorratsbehälter 56 zu rückführt.An injection nozzle 50 is inserted into the lower portion of the peripheral wall of the cylinder 12 . This is connected via a 2/2-way solenoid valve 52 to the output of a fuel delivery pump 54 , which draws in from a fuel storage container 56 . The fuel feed pump 54 is preferably a feed pump driven by a hydraulic motor 58 . The hydraulic motor 58 is fed from the hydraulic network of a vehicle (not shown) carrying the diesel ram 10 . To limit the delivery pressure of the fuel delivery pump 54 , a pressure relief valve 60 is provided, which leads from the conveyor side of the delivery pump 54 to the reservoir 56 .

Die Ansteuerung des Magnetventiles 52 erfolgt durch eine Steuereinheit 62, die in Abhängigkeit einer Mehrzahl von Fühlern arbeitet.The solenoid valve 52 is controlled by a control unit 62 , which operates as a function of a plurality of sensors.

Die Steuereinheit 62 arbeitet in erster Linie abhängig von der Momentanstellung des Schlagkolbens 34. Um diese bestimmen zu können, sind in die Wand des Zylinders 12 längs einer wendelförmigen Linie in regelmäßigen Abständen axial und in Umfangsrichtung aufeinander fol gend Lagedetektoren 64-1, 64-2, . . . 64-i bündig eingesetzt.The control unit 62 works primarily depending on the instantaneous position of the percussion piston 34 . In order to determine this, are in the wall of the cylinder 12 along a helical line at regular intervals axially and in the circumferential direction consecutive position detectors 64-1 , 64-2,. . . 64 -i inserted flush.

Die Lagedetektoren 64 können, wie in Fig. 3 dargestellt, beispielsweise nach dem Wirbelstromprinzip arbeiten. Eine Fühlerspule 66 ist mit einer Betriebsschaltung 68 verbunden, durch welche in der Fühlerspule 66 ein Wechselstrom aufrechterhalten wird. Je nachdem, ob der Fühlerspule 66 ein Abschnitt des Schlagkolbens 34 gegen übersteht oder nicht, wird die Fühlerspule 66 unter schiedlich bedämpft. Dies kann von der Betriebsschal tung 68 festgestellt werden, und diese ist insgesamt so aufgebaut, daß sie an ihrem Ausgang ein der Bedämp fung der Fühlerspule 66 entsprechendes Ausgangssignal bereitstellt. Dieses Ausgangssignal zeigt durch großen Wert die Gegenüberstellung des Schlagkolbens 34 und durch niederen Wert ein Nicht-Gegenüberstehen des Schlag kolbens 34 an. Aus der Steilheit der zwischen den beiden Ausgangsspannungswerten liegenden Signalflanken kann man die Geschwindigkeit ableiten, mit welcher der Schlagkolben 34 an der Fühlerspule 66 vorbeiläuft. Das Ausgangssignal der Betriebsschaltung 68 wird zum einen auf einer Aus gangsleitung 70 bereitgestellt, zum anderen auf einen Differenzierkreis 72 gegeben. Dieser stellt auf einer weiteren Ausgangsleitung 74 somit ein Signal dar, welches der Kolbengeschwindigkeit entspricht.The position detectors 64 can, for example, operate according to the eddy current principle, as shown in FIG. 3. A sensor coil 66 is connected to an operating circuit 68 , by means of which an alternating current is maintained in the sensor coil 66 . Depending on whether the sensor coil 66 protrudes, or a portion of the impact piston 34 against not, the sensor coil 66 is damped by different. This can be determined by the operating circuit 68 , and this is constructed overall so that it provides an output signal corresponding to the damping of the sensor coil 66 at its output. This output signal is a high value by the juxtaposition of the percussion piston 34 and by the lower value of a non-fronting of the impact piston 34 at. The speed at which the percussion piston 34 passes the sensor coil 66 can be derived from the steepness of the signal edges lying between the two output voltage values. The output signal of the operating circuit 68 is provided on the one hand on an output line 70 , on the other hand is given to a differentiating circuit 72 . This thus represents a signal on a further output line 74 , which corresponds to the piston speed.

Die verschiedenen Lagedetektoren 64-i sind mit Eingängen der Steuereinheit 62 verbunden, wie für einige der Lage detektoren angedeutet. Durch Auswertung der Ausgangs signale der Lagedetektoren 64-i kann somit die Steuer einheit 62 feststellen, wo sich gerade die Unterkante des Schlagkolbens 34 befindet und mit welcher Geschwindig keit sie sich nach oben oder unten bewegt. Damit bilden die Lagedetektoren 64 zusammen einen kombinierten Lage- und Geschwindigkeitsfühler 76, der mit dem Schlagkolben 34 zusammenarbeitet.The various position detectors 64- i are connected to inputs of the control unit 62 , as indicated for some of the position detectors. By evaluating the output signals of the position detectors 64- i, the control unit 62 can thus determine where the lower edge of the percussion piston 34 is located and at what speed it is moving up or down. The position detectors 64 thus together form a combined position and speed sensor 76 which cooperates with the percussion piston 34 .

Es versteht sich, daß die Lagedetektoren 64-i nicht nur mit der untersten Kante des Kolbenabschnittes 36 zusammenarbeiten, wie oben bei der Beschreibung der Arbeitsweise der Lagedetektoren 64-i der Einfachheit halber zunächst angenommen. Auch die obere Kante des Kolbenabschnittes 36 und die untere Kante des Kolben abschnittes 38 arbeiten mit den Lagedetektoren in ana loger Weise zusammen. Um die Auflösung der Wegmessung zu verbessern, sind diese Kanten so gegen die Unter kante des Kolbenabschnittes 36 versetzt, daß diese weite ren Steuerkanten des Schlagkolbens 34 mit den Lage detektoren 64-i jeweils dann zusammenarbeiten, wenn sich der Schlagkolben 34 um ein Drittel bzw. zwei Drittel des Abstandes zwischen zwei benachbarten Lagedetektoren 64-i weiterbewegt hat. Welche der Steuerkanten gerade einen Lagedetektor betätigt hat, kann die Steuereinheit 62 unter Berücksichtigung der zuletzt erhaltenen Aus gangssignale erkennen.It is understood that the position detectors 64 -i do not only cooperate with the lowermost edge of the piston section 36 , as initially assumed above for the sake of simplicity in the description of the operation of the position detectors 64 -i. The upper edge of the piston section 36 and the lower edge of the piston section 38 cooperate with the position detectors in an analogous manner. In order to improve the resolution of the displacement measurement, these edges are offset against the lower edge of the piston section 36 such that these wide control edges of the percussion piston 34 cooperate with the position detectors 64- i each time the percussion piston 34 is a third or has moved two thirds of the distance between two adjacent position detectors 64 -i. The control unit 62 can recognize which of the control edges has just actuated a position detector, taking into account the last received output signals.

Am Arbeitsstutzen 48 des Zylinders 12 ist ferner eine insgesamt mit 78 bezeichnete Lichtschrankeneinheit ange bracht. Diese umfaßt ein Sendeteil 80, welches einen mit vorgegebener Frequenz getakteten IR-Laserstrahl abgibt, und ein entsprechend getaktetes Empfangsteil 82, welches die Laserstrahlen empfängt.At the working nozzle 48 of the cylinder 12 , a total of 78 light barrier unit is also introduced. This comprises a transmitting part 80 , which emits an IR laser beam clocked at a predetermined frequency, and a correspondingly clocked receiving part 82 , which receives the laser beams.

Das Sendeteil 80 hat ein optisches Ausgangsteil 84, z. B. ein Quarzteil, welches eine in den Arbeitsstutzen 48 ragende kalottenförmig polierte Stirnfläche aufweist. Entsprechend hat das Empfangsteil 82 ein optisches Ein gangsteil 86, welches ebenfalls aus Quarz gefertigt sein kann und welches eine in den Arbeitsstutzen 48 ragende kalottenförmige Stirnfläche hat. Ausgangsteil 84 und Eingangsteil 86 sind so positioniert, daß ihre beiden Stirnflächen 86, 90 mit ihrer Basislinie auf der Innen fläche des Arbeitsstutzens 48 liegen. Auf diese Weise sind die Stirnflächen 86, 90 den Strömungen im Arbeits stutzen 48 ausgesetzt und werden ständig freigespült. Aus der Schwächung des vom Sendeteil 80 zum Empfangsteil 82 laufenden Laserstrahles kann man die Dichte der Rußpartikel in den Verbrennungsgasen messen.The transmitting part 80 has an optical output part 84 , for. B. a quartz part which has a dome-shaped polished end surface projecting into the working nozzle 48 . Correspondingly, the receiving part 82 has an optical input part 86 , which can also be made of quartz and which has a dome-shaped end face projecting into the working nozzle 48 . Output part 84 and input part 86 are positioned so that their two end faces 86 , 90 lie with their base line on the inner surface of the working nozzle 48 . In this way, the end faces 86 , 90 are exposed to the flows in the working neck 48 and are constantly flushed out. The density of the soot particles in the combustion gases can be measured from the weakening of the laser beam running from the transmitting part 80 to the receiving part 82 .

Zur Erhöhung der Empfindlichkeit kann man die Achse des Laserstrahles auch stärker parallel zu der Achse des Arbeitsstutzens 48 ausrichten, wozu man z. B. das Empfangs teil 82 an die in Fig. 1 gestrichelt angedeutete Stelle versetzen kann und die Achsen von Sendeteil 80 und Emp fangsteil 82 entsprechend verkippen kann. To increase the sensitivity, the axis of the laser beam can also be aligned more parallel to the axis of the working nozzle 48 , for which purpose e.g. B. can receive the receiving part 82 to the position indicated in dashed lines in Fig. 1 and the axes of the transmitting part 80 and Emp catch part 82 can tilt accordingly.

Das freie Ende des Arbeitsstutzens 48 trägt ferner einen CO-Fühler 88, einen CH-Fühler 90 und einen Temperaturfühler 92. Diese sind im Strömungsweg der durch den Arbeitsstutzen 48 strömenden Gase angeordnet und messen den Gehalt der Verbrennungsgase an Kohlenmonoxid bzw. unververbrannten Kohlenwasserstoffen und die Temperatur der in den Ver brennungsraum 46 angesaugten frischen Verbrennungsluft und der aus dem Verbrennungsraum 46 austretenden Verbren nungsgase. Die Ausgänge der Fühler 88, 90 und 92 sind mit weiteren Eingängen der Steuereinheit 62 verbunden.The free end of the working nozzle 48 also carries a CO sensor 88 , a CH sensor 90 and a temperature sensor 92 . These are arranged in the flow path flowing through the work piece 48 gases and measure the content of the combustion gases to carbon monoxide and non-combusted hydrocarbons and the temperature of the air sucked into the Ver brennungsraum 46 fresh combustion air and the exiting from the combustion chamber 46 Burn drying gases. The outputs of the sensors 88 , 90 and 92 are connected to further inputs of the control unit 62 .

Ein weiterer Temperaturfühler 94 ist im unteren Abschnitt des Verbrennungsraumes 46 angeordnet. Es kann sich hierbei um einen druckfest in die Umfangswand des Zylinders 12 eingesetzten Temperaturfühler handeln. Für manche Anwendungen ist es auch ausreichend, im Bereich des Verbrennungsraumes einen Temperaturfühler an die Außenseite der Umfangswand des Zylinders 12 anzukoppeln.Another temperature sensor 94 is arranged in the lower section of the combustion chamber 46 . This can be a temperature sensor inserted pressure-tight in the peripheral wall of the cylinder 12 . For some applications it is also sufficient to couple a temperature sensor to the outside of the peripheral wall of the cylinder 12 in the area of the combustion chamber.

Im unteren Abschnitt des Verbrennungsraumes 46 ist ferner ein Druckfühler 96 vorgesehen, der druckfest in die Außenwand des Zylinders 12 eingelassen ist und den Druck verlauf beim Komprimieren der Verbrennungsluft, beim Abbrennen des Kraftstoff/Luft-Gemisches und bei der Expan sion der Verbrennungsgase mißt. Der Temperaturfühler 94 und der Druckfühler 96 sind mit weiteren Eingängen der Steuereinheit 62 verbunden.In the lower section of the combustion chamber 46 , a pressure sensor 96 is also provided, which is embedded in the pressure-tight in the outer wall of the cylinder 12 and measures the pressure when compressing the combustion air, when burning the fuel / air mixture and when expanding the combustion gases. The temperature sensor 94 and the pressure sensor 96 are connected to further inputs of the control unit 62 .

Ferner ist im unteren Bereich des Verbrennungsraumes 46 eine Entlastungsöffnung 98 vorgesehen. Diese ist über eine Drossel 100 und ein 2/2-Magnetventil 101 mit einem Pufferbehälter 102 verbunden. Die Ansteuerung des normalerweise geschlossenen Magnetventiles erfolgt durch die Steuereinheit 62. Furthermore, a relief opening 98 is provided in the lower region of the combustion chamber 46 . This is connected to a buffer tank 102 via a throttle 100 and a 2/2 solenoid valve 101 . The normally closed solenoid valve is controlled by the control unit 62 .

Für das Schlagstück 20 ist ein insgesamt mit 104 bezeich neter Stellungsfühler vorgesehen. Dieser umfaßt einen Kraftfühler 106, der in eine tiefere achsparallele Sack bohrung 108 der Stirnwand 14 eingelassen ist. Am Kraft fühler 106 greift eine Fühlerfeder 110 an, die mit ihrem oberen Ende an der Unterseite des Kolbenabschnittes 22 anliegt. Das Ausgangssignal des Stellungsfühlers 104 wird ebenfalls auf die Steuereinheit 62 gegeben, die dieses Ausgangssignal gemäß einer vorgegebenen Kenn linie, die z. B. durch einen durch das digitalisierte Ausgangssignal adressierbaren Korrekturspeicher gebildet sein kann, linearisiert.For the striker 20 , a total of 104 designated position sensor is provided. This includes a force sensor 106 which is embedded in a deeper axially parallel blind bore 108 of the end wall 14 . At the force sensor 106 engages a sensor spring 110 , which abuts with its upper end on the underside of the piston section 22 . The output signal of the position sensor 104 is also given to the control unit 62 , the output signal according to a predetermined characteristic line, the z. B. can be linearized by a correction memory addressable by the digitized output signal.

Fig. 2 veranschaulicht in Abwicklung der Innenfläche des Zylinders 12 die Lage der verschiedenen Lagedetekto ren 64-i, des CO-Fühlers 88, des CH-Fühlers 90, des Temperaturfühlers 94 und des Druckfühlers 96 sowie des Arbeitsstutzens 48 und der Entlastungsöffnung 98. Fig. 2 illustrates in development of the inner surface of the cylinder 12, the location of the various position detectors Ren 64 -i, the CO sensor 88 , the CH sensor 90 , the temperature sensor 94 and the pressure sensor 96 as well as the working nozzle 48 and the relief opening 98 .

Fig. 4 zeigt, wie die Ausgangssignale der verschiedenen Lagedetektoren 64 dazu verwendet werden können, die Sprunghöhe des Schlagkolbens 34 jeweils schon beginnend kurz nach Zündung des Kraftstoff/Luft-Gemisches vorherzu sagen. FIG. 4 shows how the output signals of the various position detectors 64 can be used to predict the jump height of the percussion piston 34 starting shortly after the fuel / air mixture is ignited.

Die verschiedenen Lagedetektoren 64-1, 64-2, usw., die neben dem Lagesignal auch ein Geschwindigkeitssignal bereitstellen, wie obenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, sind mit verschiedenen Eingängen eines Extrapolators 112 verbunden.The various position detectors 64-1 , 64-2 , etc., which in addition to the position signal also provide a speed signal, as described above with reference to FIG. 3, are connected to different inputs of an extrapolator 112 .

Nach dem Zünden des Gemisches erhält der Extrapolator 112 zunächst von dem untersten Lagedetektor 64-1 ein Signal, welches anzeigt, daß die Unterkante des Schlag kolbens gerade an diesem Lagedetektor vorbeiläuft. Ferner erhält der Extrapolator 112 vom Lagedetektor 64-1 Infor mation darüber, mit welcher Geschwindigkeit der Schlag kolben 34 den Detektor passiert. Aus diesen beiden Wer ten kann der Extrapolator 112 nach einem vorgegebenen Algorithmus (freier Fall) oder aus durch Versuch ermittel ten abgespeicherten Werten ermitteln, wie hoch der Schlag kolben 34 voraussichtlich ansteigen wird. Kurze Zeit später erhält der Extrapolator 112 vom Lagedetektor 64-2 ein ähnliches Signalpaar. Aus diesem kann der Extra polator eine neue voraussichtliche Sprunghöhe des Schlag kolbens 34 bestimmen, wobei er aus der Abweichung zwi schen der ersten Vorausberechnung und der zweiten Voraus berechnung eine Information über auf den Schlagkolben 34 einwirkende Reibungskräfte ableiten kann. Diese Infor mation kann der Extrapolator dann bei einer weiteren Extrapolation der voraussichtlichen Sprunghöhe verwenden, die der Extrapolator 112 dann vornimmt, wenn er vom Lagedetektor 64-3 dessen Ausgangssignalkombination bekommt.After the mixture has been ignited, the extrapolator 112 first receives a signal from the lowest position detector 64-1 , which indicates that the lower edge of the percussion piston is just passing this position detector. Furthermore, the extrapolator 112 receives information from the position detector 64-1 about the speed at which the percussion piston 34 passes the detector. From these two values, the extrapolator 112 can determine how high the percussion piston 34 is likely to rise, according to a predetermined algorithm (free fall) or from values determined by experiment. A short time later, the extrapolator 112 receives a similar pair of signals from the position detector 64-2 . From this, the extra polator can determine a new probable jump height of the percussion piston 34 , whereby it can derive information about friction forces acting on the percussion piston 34 from the deviation between the first precalculation and the second precalculation. The extrapolator can then use this information for a further extrapolation of the probable jump height which the extrapolator 112 then undertakes when it receives its output signal combination from the position detector 64-3 .

Auf diese Weise erhält man an einem Ausgang H des Extra polators 112 ein Ausgangssignal, welches zunächst sehr rasch aber noch mit einem gewissen Fehler behaftet, dann aber zunehmend genau die voraussichtliche Sprunghöhe des Schlagkolbens 34 wiedergibt. Es versteht sich, daß man am Ausgangssignal des Extrapolators 112 dann auch erkennen kann, wann der Schlagkolben 34 seine volle jeweilige Sprunghöhe erreicht hat.In this way, an output signal is obtained at an output H of the extra polator 112 , which initially very quickly but still has a certain error, but then increasingly accurately reproduces the expected jump height of the percussion piston 34 . It goes without saying that the output signal of the extrapolator 112 can then also be used to recognize when the percussion piston 34 has reached its full respective jump height.

Der Extrapolator 112 gibt an einem weiteren Ausgang V ein der Momentangeschwindigkeit des Schlagkolbens 34 entsprechendes Ausgangssignal ab.The extrapolator 112 outputs an output signal corresponding to the instantaneous speed of the percussion piston 34 at a further output V.

Die Lagedetektoren 64-i und der Extrapolator 112 gestatten in analoger Weise ausgehend vom oberen Totpunkt des Schlagkolbens 34 den voraussichtlichen Aufschlag-Zeitpunkt des Schlagkolbens 34 auf dem Schlagstück 20 vorauszuberech nen. Ein entsprechendes Signal wird an einem Ausgang Z be reitgestellt.The position detectors 64- i and the extrapolator 112 permit, in an analogous manner, the anticipated impact time of the percussion piston 34 on the striker 20 to be predicted from the top dead center of the percussion piston 34 . A corresponding signal is provided at an output Z.

Gemäß Fig. 4 arbeitet der Extrapolator 112 mit einem Kompressionswertspeicher 114 zusammen, in dem (bei neuer Dieselramme durch Versuche ermittelt, später durch Selbst lernen aus den Ausgangssignalen des Druckfühlers 96 abgeleitet) diejenigen Kompressionswerte abgespeichert sind, welche man in der Regel (Mittelwertbildung über eine vorgegebene Anzahl vorhergehender Schlagzyklen, z. B. 50 Zyklen) erhält, wenn der Schlagkolben 34 beim Aufsteigen bzw. beim Fallen einen bestimmten Lagedetektor 64-i mit bestimmter Geschwindigkeit passiert. Aus diesen Kompres sionswerten kann man direkt auch die Menge der zum späteren Zünden im Verbrennungsraum 46 zur Verfügung stehenden Verbrennungsluft berechnen. Ein entsprechendes Ausgangs signal wird an einem Ausgang P des Extrapolators 112 abgegeben.According to FIG. 4, the extrapolator 112 cooperates with a compression value memory 114 , in which (in the case of new diesel rams determined by tests, later derived by self-learning from the output signals of the pressure sensor 96 ) those compression values are stored which are usually (averaging over a predetermined number of previous impact cycles, for example 50 cycles) is obtained when the impact piston 34 passes a certain position detector 64 -i at a certain speed when climbing or falling. From these compression values, the amount of combustion air available for later ignition in the combustion chamber 46 can also be calculated directly. A corresponding output signal is output at an output P of the extrapolator 112 .

In der oben beschriebenen Art und Weise läßt sich somit die Bewegung des Schlagkolbens 34 und die Menge sowie der Druck der im Verbrennungsraum 46 befindlichen Ver brennungsluft schon deutlich vor der nächsten Zündung von Gemisch bestimmen. Man hat also Zeit, die Kraftstoff menge so zu dosieren, wie dies im Hinblick auf die ge wünschte Rammleistung, das gewünschte Mischungsverhält nis und im Hinblick auf Umweltgesichtspunkte gewünscht wird. Dabei kann das Zugeben von Kraftstoff über einen längeren Zeitraum gestreckt werden, was ein reproduzier bares Zuführen des Kraftstoffes begünstigt. Bei den bekannten Dieselrammen erfolgt dagegen die Abgabe eines vorgegebenen Kraftstoffvolumens in den Verbrennungsraum 46 immer innerhalb einer kurzen Zeitspanne kurz vor dem Erreichen des unteren Totpunktes des Schlagkolbens 34, da dessen Unterkante einen Betätigungshebel einer Kraft stoff-Einspritzpumpe direkt mechanisch bedient.In the manner described above, the movement of the percussion piston 34 and the amount and pressure of the combustion air in the combustion chamber 46 can thus be determined clearly before the next ignition of the mixture. So you have time to dose the amount of fuel as is desired with regard to the desired piling performance, the desired mixing ratio and with regard to environmental considerations. The addition of fuel can be stretched over a longer period of time, which favors a reproducible supply of fuel. In the known diesel rams, on the other hand, the delivery of a predetermined fuel volume into the combustion chamber 46 always takes place within a short period of time shortly before reaching the bottom dead center of the percussion piston 34 , since its lower edge mechanically operates an actuating lever of a fuel injection pump.

Die Berücksichtigung der Ausgangssignale der Fühler 78 und 88 bis 96 und des Ausgangssignales des Extrapolators 112 bei der Kraftstoffdosierung kann wie folgt durchgeführt werden:The output signals from sensors 78 and 88 to 96 and the output signal of extrapolator 112 can be taken into account when metering fuel:

Für jeden dieser Fühler, die in Fig. 5 neutral mit 116-i bezeichnet sind, ist ein Analog/Digitalwandler 118-i vor gesehen. Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 118-i ist mit dem einen Eingang eines digitalen Subtrahierkreises 120-i verbunden. Dieser erhält sein zweites Eingangssignal von einer Speicherzelle 122-i eines zur Steuereinheit 62 gehörenden Rechners 124. Diese Speicherzelle enthält den Sollwert für die jeweils betrachtete Meßgröße. Am Ausgang des Subtrahierkreises 120-i erhält man ein dem betrachteten Meßwert zugeordnetes Fehlersignal E-i. Die durch die Komponenten 116-122 gebildete Einheit wird nachstehend als Fehlersignalgenerator bezeichnet und trägt das Bezugszeichen 126-i.For each of these sensors, which are neutral in Fig. 5 with 116 -i, an analog / digital converter 118 -i is seen before. The output signal of the A / D converter 118 -i is connected to the one input of a digital subtracting circuit 120 -i. The latter receives its second input signal from a memory cell 122 -i of a computer 124 belonging to the control unit 62 . This memory cell contains the setpoint for the measured variable under consideration. An error signal Ei associated with the measured value under consideration is obtained at the output of the subtracting circuit 120 -i. The unit formed by components 116-122 is referred to below as an error signal generator and bears the reference symbol 126 -i.

Der Extrapolator 112 und die an ihn angeschlossenen Lagedetektoren 64-i bilden ebenfalls eine Fühler-Digita lisierungseinheit, entsprechend der Hintereinanderschaltung eines Fühlers 116-i und eines A-D-Wandlers 118-i im Sinne von Fig. 5.The extrapolator 112 and the position detectors 64 -i connected to it likewise form a sensor digitization unit, corresponding to the connection in series of a sensor 116 -i and an AD converter 118 -i in the sense of FIG. 5.

Fig. 6 zeigt, wie man die Ausgangssignale der verschie denen Fehlersignalgeneratoren 126-i zu einem Gesamt-Feh lersignal gewichtet zusammensetzen kann, wobei durch die Gewichtung, die im Laufe der Zeit veränderbar ist, vorgegeben werden kann, welche der Meßgrößen bei der Steuerung der Gemischzusammensetzung mehr, welche weni ger beitragen soll. Fig. 6 shows how the output signals of the various error signal generators 126 -i can be weighted to form a total error signal, the weighting, which can be changed over time, being used to determine which of the measured variables in the control of the Mixture composition more, which should contribute less.

Hierzu enthält ein insgesamt mit 128 bezeichneter Fehler signal-Kombinationskreis 128 Multiplikatoren 130-i, deren eine Eingänge mit den Ausgängen der verschiedenen Fehlersignalgeneratoren 126-i verbunden sind. Die anderen Eingänge der digitalen Multiplikatoren 130-i sind mit Speicherzellen 132-i des schon oben in Verbindung mit den Speicherzellen 124-i angesprochenen Rechners der Steuereinheit 162 verbunden. Die Speicherzellen 132-i enthalten veränderbare Multiplikationsfaktoren. Die Ausgangssignale der Multiplikatoren 130-i werden durch einen digitalen Addierkreis 134 zu einem Gesamt-Fehler signal E zusammengefaßt.For this purpose, a total of 128 error signal combination circuit designated 128 contains multipliers 130 -i, one of whose inputs are connected to the outputs of the various error signal generators 126 -i. The other inputs of the digital multipliers 130 -i are connected to memory cells 132 -i of the computer of the control unit 162 already mentioned above in connection with the memory cells 124 -i. The memory cells 132 -i contain changeable multiplication factors. The output signals of the multipliers 130 -i are combined by a digital adding circuit 134 to form an overall error signal E.

Ein Gewichtungssteuerkreis 136, der durch einen program mierbaren Mikroprozessor gebildet sein kann, erhält ebenfalls die Ausgangssignale der Fehlersignalgenerato ren 126-i. Der Gewichtungssteuerkreis 136 bestimmt aktuell unter Berücksichtigung der Fehlersignale E-i nach vorge gebenen Kriterien, mit welchem Gewicht die einzelnen Fehlersignalgeneratoren 126-i zur Kraftstoffmengensteuerung beitragen sollen. So kann der Gewichtungssteuerkreis 136 vorgeben, daß dann, wenn über eine Mehrzahl von Zyklen hinweg eine gleichbleibende Sprunghöhe des Schlagkolbens 34 festgestellt worden ist, weitere Arbeitszyklen der Dieselramme 12 unter vorwiegender Berücksichtigung von Umweltparametern betrieben wird, also im Hinblick auf Minimierung der Rußpartikelabgabe. Umgekehrt kann der Gewichtungssteuerkreis 136 dann, wenn er gefährliche Betriebsbedingungen feststellt, die entsprechende Meßwert größe bevorzugt für die Kraftstoffmengendosierung verwenden, wobei dann die anderen Meßwerte hintangestellt werden. So kann der Gewichtungssteuerkreis 136 z. B. dann, wenn er feststellt, daß das Schlagstück 20 bei einem Schlag so weit bewegt wurde, daß die Unterseite seines Kolbenab schnittes 22 der Oberseite der Stirnwand 14 gefährlich nahe kommt, die Kraftstoffmenge für den nächsten Schlag zyklus ausschließlich oder überwiegend in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Stellungsfühlers 104 vornehmen, indem er die diesem Meßwert zugeordnete Multiplikator- Speicherzelle 132-i entsprechend hoch setzt.A weighting control circuit 136 , which can be formed by a programmable microprocessor, also receives the output signals of the error signal generators 126 -i. The weighting control circuit 136 currently determines, taking into account the error signals Ei according to predetermined criteria, the weight with which the individual error signal generators 126- i should contribute to the fuel quantity control. Thus, the weighting control circuit 136 can stipulate that if a constant jump height of the striking piston 34 has been determined over a plurality of cycles, further working cycles of the diesel rammers 12 are operated with predominant consideration of environmental parameters, that is to say with a view to minimizing the emission of soot particles. Conversely, if the weighting control circuit 136 detects dangerous operating conditions, it is preferable to use the corresponding measured value size for metering the fuel quantity, in which case the other measured values are put aside. So the weight control circuit 136 z. B. if he determines that the striker 20 has been moved so far in a stroke that the underside of his Kolbenab section 22 is dangerously close to the top of the end wall 14 , the amount of fuel for the next stroke cycle exclusively or predominantly depending on the output signal of the position sensor 104 by setting the multiplier memory cell 132 -i assigned to this measured value accordingly high.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist für extreme Gefahren fälle in dem unteren Bereich der Umfangswand des Zylin ders 12 eine Klappe 138 vorgesehen. Diese ist um schema tisch angedeutete Scharniere 140 verschwenkbar und norma lerweise über Schließteile 142 in einer Stellung gehalten, in welcher sie dicht in der Umfangswand des Zylinders 12 sitzt. Die Schließteile 142 haben Sollbruchstellen 144, welche durch elektrisch steuerbare Sprengkapseln 146 geöffnet werden können. Diese werden durch die Steuerein heit 62 betätigt.As can be seen from Fig. 1, for extreme danger cases in the lower region of the peripheral wall of the cylinder 12, a flap 138 is provided. This is pivoted around schematically indicated hinges 140 and normally held in a position via locking parts 142 in which it sits tightly in the peripheral wall of the cylinder 12 . The closing parts 142 have predetermined breaking points 144 which can be opened by electrically controllable detonators 146 . These are operated by the Steuerein unit 62 .

Zur Feststellung des Bevorstehens eines extremen Gefah renfalles ist der Ausgang des Sprunghöhen-Extrapolators 112 mit einem digitalen Komparator 148 verbunden (vgl. Fig. 4). Dessen zweiter Eingang ist mit einer Speicher zelle 150 des in der Steuereinheit 62 enthaltenen Rechners 124 verbunden, in welcher eine maximale Sprunghöhe steht, bei welcher mit Schädigungen der Dieselramme oder einem Herausschleudern des Schlagkolbens 34 aus dem Zylinder 12 gerechnet werden muß. Der Komparator 148 erzeugt dann ein Ausgangssignal, wenn die vom Extrapolator 112 voraus gesagte Sprunghöhe größer ist als die in der Speicherzelle 150 abgelegte maximal tolerierbare Sprunghöhe.To determine the impending extreme danger, the output of the step height extrapolator 112 is connected to a digital comparator 148 (see FIG. 4). Whose second input is connected to a memory cell 150 of the computer 124 contained in the control unit 62 , in which there is a maximum jump height at which damage to the diesel ram or a knocking out of the percussion piston 34 from the cylinder 12 must be expected. The comparator 148 then generates an output signal if the jump height predicted by the extrapolator 112 is greater than the maximum tolerable jump height stored in the memory cell 150 .

Durch das Ausgangssignal des Komparators 148 wird, wie in Fig. 7 dargestellt, ein vierstelliger Zähler 152 hochgezählt. Wird somit beim Aufsteigen des Schlagkolbens 34 viermal festgestellt, daß die maximal zulässige Sprung höhe voraussichtlich überschritten wird, so wird am Ausgang des Zählers 152 ein Signal erzeugt, durch welches über einen Verstärker 154 die Sprengkapseln 146 gezündet werden. Hierdurch wird der Innenraum des Zylinders 112 unmittelbar druckentlastet.As shown in FIG. 7, a four-digit counter 152 is counted up by the output signal of the comparator 148 . If, when the percussion piston 34 rises, it is found four times that the maximum permissible jump height is likely to be exceeded, a signal is generated at the output of the counter 152 , by means of which the detonators 146 are ignited via an amplifier 154 . As a result, the interior of the cylinder 112 is immediately relieved of pressure.

Wie ebenfalls auf Fig. 7 ersichtlich, wird das Sprunghöhen- Ausgangssignal H des Extrapolators 112 ferner auf die Steuerklemme einer in ihrer Impulslänge steuerbaren monostabilen Kippschaltung 156 gegeben. Deren Ausgangs signal wird über ein UND-Glied 158 und einen Leistungsver stärker 160 zum Ansteuern des Elektromagneten des Magnet ventiles 52 verwendet. Damit wird in den Verbrennungsraum 46 eine Kraftstoffmenge eingespeist, wie sie notwendig ist, damit der Schlagkolben im nächsten Schlagtakt diesel be gewünschte Höhe erhält.As can also be seen in FIG. 7, the step height output signal H of the extrapolator 112 is further applied to the control terminal of a monostable multivibrator 156 which can be controlled in its pulse length. Their output signal is used via an AND gate 158 and a power amplifier 160 to control the electromagnet of the solenoid valve 52 . In this way, a quantity of fuel is fed into the combustion chamber 46 , as is necessary so that the percussion piston receives the desired height in the next stroke cycle.

Der zweite Eingang des UND-Gliedes 158 ist mit dem durch einen Inverter 162 invertierten Ausgangssignal des Kompa rators 148 beaufschlagt. Damit wird die Kraftstoffzu führung in den Verbrennungsraum 46 so lange unterbrochen, wie eine unzulässig hohe Sprunghöhe im momentanen Arbeits takt vorhergesagt wird.The second input of the AND gate 158 is acted upon by the output signal of the comparator 148 inverted by an inverter 162 . The fuel supply to combustion chamber 46 is thus interrupted as long as an impermissibly high jump height is predicted in the current working cycle.

Das Ausgangssignal des Komparators 148 dient ferner dazu, eine monostabile Kippschaltung 164 anzustoßen, deren Ausgangssignal über einen Verstärker 166 eine als Lautsprecher dargestellte Alarmeinrichtung 168 betä tigt.The output signal of the comparator 148 also serves to trigger a monostable multivibrator 164 , the output signal of which actuates an alarm device 168 shown as a loudspeaker via an amplifier 166 .

Durch den dem Druck im Verbrennungsraum zugeordneten Fehlersignalgenerator 118-P wird ein Entlastungs-Steuer kreis 174 beaufschlagt. Dieser wird nur dann vom Rechner der Steuereinheit 62 aktiviert, wenn in den Verbrennungs raum 46 schon mehr Kraftstoff abgegeben wurde, als nach den neuesten Informationen über die Betriebsbedingungen der Dieselramme für den nächsten Schlagzyklus notwendig ist, wofür das durch einen weiteren Inverter 175 inver tierte Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung 156 charakteristisch ist. Der Entlastungssteuerkreis 174 steuert über ein UND-Glied 176, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Inverters 175 verbunden ist, und über einen Verstärker 176 den Magneten des Magnetventiles 101 an. Damit wird dann ein Teil der komprimierten Luft im Verbrennungsraum 46 in den Pufferbehälter 102 abgegeben, wo sie für Verbrennungszwecke nicht mehr zur Verfügung steht. Der schon dem Verbrennungsraum 46 zugeführte Kraftstoff wird somit unter schlechteren Verbrennungsbe dingungen verbrannt, wodurch sich eine Leistungsreduzierung für den laufenden Schlagzyklus ergibt.By the pressure in the combustion chamber associated error signal generator 118- P, a relief control circuit 174 is applied. This is only activated by the computer of the control unit 62 when more fuel has already been dispensed into the combustion chamber 46 than is necessary for the next impact cycle according to the latest information about the operating conditions of the diesel ram, for which the output signal inverted by a further inverter 175 the monostable multivibrator 156 is characteristic. The relief control circuit 174 controls the magnet of the solenoid valve 101 via an AND gate 176 , the second input of which is connected to the output of the inverter 175 , and via an amplifier 176 . A portion of the compressed air in the combustion chamber 46 is then released into the buffer container 102 , where it is no longer available for combustion purposes. The fuel already supplied to the combustion chamber 46 is thus burned under poorer combustion conditions, which results in a reduction in output for the current impact cycle.

Beim abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 erfolgt die Brennstoffzuführung direkt zu einer im Schlag stück 22 ausgebildeten Kraftstoffmulde 178 über einen im Schlagstück ausgebildeten radialen Kraftstoffkanal 180, welcher in der Nachbarschaft der Kraftstoffmulde 178 ein Rückschlagventil 182 enthält, das in Richtung zur Kraftstoffmulde 178 öffnet, in entgegengesetzter Richtung sperrt. Der Kraftstoffkanal ist wie aus der Zeichnung ersichtlich abgewinkelt und hat einen axialen, das Rückschlagventil 182 enthaltenen Abschnitt sowie einen radialen zur Umfangsfläche des Kolbenabschnittes 22 führenden Abschnitt. Der Kolbenabschnitt 22 des Schlag stückes 20 hat nun größere axiale Abmessung, so daß der Kraftstoffkanal 180 in allen Stellungen dicht mit einem in axialer Richtung verlaufenden Kraftstoffabgabeschlitz 184 in Verbindung steht, der in der Umfangswand des Zylinders 12 ausgebildet ist und mit einer Kraftstoff- Zuführöffnung 186 in Verbindung steht. Das Magnetventil 52 ist an den Kraftstoffzuführöffnung 186 angeschlossen. Auf diese Weise erhält man eine ruhige, von Strömungen im Verbrennungsraum unabhängige und in Umfangsrichtung gleichförmige Zuführung des Kraftstoffes zur Kraftstoff mulde.At the alternative embodiment of FIG. 8, the fuel feed is carried out directly to a piece in the impact 22 formed fuel recess 178 which contains at least one trained beatpiece radial fuel passage 180, in the vicinity of the fuel recess 178, a check valve 182, which opens towards the fuel recess 178, in blocks in the opposite direction. As can be seen from the drawing, the fuel channel is angled and has an axial section containing the check valve 182 and a radial section leading to the circumferential surface of the piston section 22 . The piston portion 22 of the striking piece 20 now has a larger axial dimension, so that the fuel channel 180 is tightly connected in all positions with an axially extending fuel delivery slot 184 which is formed in the peripheral wall of the cylinder 12 and with a fuel supply opening 186 communicates. The solenoid valve 52 is connected to the fuel supply opening 186 . In this way, one obtains a smooth supply of the fuel to the fuel trough which is independent of flows in the combustion chamber and is uniform in the circumferential direction.

Den oben geschilderten Ausführungsbeispielen ist gemein sam, daß die Dosierung der dem Verbrennungsraum 46 zu geführten Kraftstoffmenge nach unterschiedlichen Kri terien optimiert automatisch und ohne menschliches Zu tun erfolgt. Man erhält so ein effektiveres und schonen deres Einrammen des Rammgutes.The above-described embodiments is common sam that the metering of the amount of fuel to be fed to the combustion chamber 46 is optimized automatically according to different criteria and without human intervention. You get a more effective and gentle ramming of the pile.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 unterscheidet sich von demjenigen nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß diejenigen der Lagedetektoren 64-i, welche sich im kälte ren Bereich des Zylinders 12 befinden, in welchem auch keine hohen Drucke auftreten, auf einer Trägerleiste 188 angeordnet sind. Dabei haben die Lagedetektoren, die auf der Trägerleiste 188 angeordnet sind, den gleichen axialen Abstand wie die auf einer Wendellinie angeordne ten Lagedetektoren im unteren Bereich des Zylinders 12. Die Trägerleiste 188 ist aus einem hitzebeständigen Kunststoffmaterial gefertigt, welches zu Metall geringe Reibung aufweist. Die gesamte Trägerleiste ist in eine Nut 190 eingelassen, die in die Innenfläche des Zylinders eingearbeitet ist. Dies erleichtert das Montieren und Verkabeln der Lagedetektoren 64-i.The embodiment of FIG. 9 differs from that of FIGS . 1 and 2 in that those of the position detectors 64 -i, which are located in the cold ren area of the cylinder 12 , in which no high pressures occur, on a carrier strip 188 are arranged. The position detectors, which are arranged on the carrier strip 188 , have the same axial distance as the position detectors arranged on a helical line in the lower region of the cylinder 12 . The carrier strip 188 is made of a heat-resistant plastic material which has little friction with metal. The entire support bar is embedded in a groove 190 which is machined into the inner surface of the cylinder. This facilitates the mounting and wiring of the position detectors 64 -i.

Das weiter abgewandelte Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 zu nächst dadurch, daß anstelle einer Vielzahl von in axialer Richtung verteilten Lagedetektoren 64-i ein einziger Lagefühler 198 vorgesehen ist, der von einem am oberen Ende des Zylinders 12 angebrachten Stab 200 auf der Achse des Zylinders 12 liegend über dem oberen Zylinder ende angeordnet ist, so daß er vom Schlagkolben 34 unter allen normalen Betriebsbedingungen nicht erreicht wird. Der Lagefühler 198 arbeitet nach dem Radarprinzip, wobei als Wellen entweder Licht, insbesondere Infrarot-Strahlung, elektromagnetische Wellen im MHz- und GHz-Bereich oder Ultraschallwellen in Frage kommen. Derartige Lagefühler sind dem Fachmanne an sich bekannt. Die Steuereinheit 62 wertet das Ausgangssignal des Lagefühlers 198 kontinuier lich aus und kann wiederum durch Differenzierung ein Geschwindigkeitssignal ableiten. Die Auswertung des Lagesignales und des Geschwindigkeitssignales, wie vom Lagefühler 198 abgegeben werden, erfolgt wieder analog wie oben stehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 beschrieben.The further modified embodiment according to FIG. 10 differs from that according to FIG. 1 in that instead of a plurality of position detectors 64 -i distributed in the axial direction, a single position sensor 198 is provided, which is attached by one to the upper end of the cylinder 12 Rod 200 is arranged on the axis of the cylinder 12 lying above the upper cylinder end, so that it is not reached by the percussion piston 34 under all normal operating conditions. The position sensor 198 works according to the radar principle, the waves being either light, in particular infrared radiation, electromagnetic waves in the MHz and GHz range or ultrasonic waves. Such position sensors are known per se to the person skilled in the art. The control unit 62 continuously evaluates the output signal of the position sensor 198 and can in turn derive a speed signal by differentiation. The evaluation of the position signal and the speed signal, as emitted by the position sensor 198 , is again carried out analogously as described above with reference to FIGS. 1 to 7.

Ein weiterer Unterschied der Dieselramme 10 nach Fig. 10 zu derjenigen nach Fig. 1 besteht darin, daß das Magnetventil 52 von der Steuereinheit 62 jeweils für eine konstante Zeitspanne in die Offenstellung gebracht wird. Dazu verbindet man den steuerbaren Taktgeber 156 einfach mit einer Konstantsignalquelle, die die Breite des erzeugten Impulses fest vorgibt. Die Regelung der Kraftstoffmenge erfolgt bei der Dieselramme nach Fig. 10 dadurch, daß in die Verbindungsleitung zwischen dem Magnetventil 52 und der Einspritzdüse 50 eine variable Drossel 202 eingefügt ist, welche durch einen Stellmotor 204 verstellt wird. Letztere wird wieder von der Steuer einheit 62 hergesteuert.Another difference between the diesel ram 10 according to FIG. 10 and that according to FIG. 1 is that the solenoid valve 52 is brought into the open position by the control unit 62 for a constant period of time. To do this, the controllable clock generator 156 is simply connected to a constant signal source which specifies the width of the pulse generated. The control of the fuel quantity takes place in the diesel ram according to FIG. 10 in that a variable throttle 202 is inserted into the connecting line between the solenoid valve 52 and the injection nozzle 50 and is adjusted by a servomotor 204 . The latter is controlled again by the control unit 62 .

Wie in den Fig. 1 und 10 dargestellt, trägt der Zylinder 12 an einer höhergelegenen Stelle in Umfangsrichtung verteilt eine Mehrzahl von Schmiermitteldüsen 206, die mit dem Ausgang eines 2/2-Magnetventiles 208 verbunden sind. Dieses wird ebenfalls durch die Steuereinheit 62 betätigt und verbindet jeweils für eine vorgegebene, im Hinblick auf eine benötigte Schmiermittelmenge gewählte Zeitspanne die Schmiermitteldüsen 206 mit dem Ausgang einer Schmiermittelpumpe 210, die aus einem Schmiermittel- Vorratsbehälter 212 ansaugt. Zur Begrenzung des Schmier mitteldruckes ist ein vom Ausgang der Schmiermittelpumpe 210 zum Vorratsbehälter 212 zurückführendes Überdruckventil 214 vorgesehen.As shown in FIGS. 1 and 10, the cylinder 12 carries a plurality of lubricant nozzles 206 distributed at a higher location in the circumferential direction, which are connected to the outlet of a 2/2 solenoid valve 208 . This is also actuated by the control unit 62 and connects the lubricant nozzles 206 to the outlet of a lubricant pump 210 , which draws in from a lubricant reservoir 212 , for a predetermined period of time selected with regard to a required amount of lubricant. To limit the lubricant pressure, an overpressure valve 214 is provided which returns from the outlet of the lubricant pump 210 to the reservoir 212 .

Aus der von ihm selbst vorgegebenen Öffnungszeit für das Magnetventil 208 weiß die Steuereinheit 62, welche Schmiermittelmenge bei dem gegebenen Förderdruck der Schmiermittelpumpe 210 von den Schmiermitteldüsen 206 ins Innere des Zylinders 12 abgegeben wurde. Erfahrungs gemäß verbrennt ein Teil dieser Schmiermittelmenge beim nächsten Verbrennungszyklus. In Kenntnis der Schmiermit telmenge kann dann die Steuereinheit 62 den bei der späteren Verbrennung von dem verbrennenden Anteil der Schmiermittelmenge geleisteten Energiebeitrag von der zur Erreichung der gewünschten Sprunghöhe des Schlag kolbens 34 benötigten Kraftstoffmenge abziehen.From the opening time for the solenoid valve 208 , which he himself specifies, the control unit 62 knows which amount of lubricant has been delivered into the interior of the cylinder 12 by the lubricant nozzles 206 at the given delivery pressure of the lubricant pump 210 . Experience has shown that part of this amount of lubricant burns during the next combustion cycle. Knowing the quantity of lubricant, the control unit 62 can then subtract the amount of energy required in the subsequent combustion from the burning portion of the quantity of lubricant from the amount of fuel required to achieve the desired jump height of the percussion piston 34 .

Es versteht sich, daß die Öffnungszeit der Schmiermittel düsen 206 phasenmäßig so gelegt werden kann, daß diese Schmiermittel auf die Mantelfläche des Schlagkolbens 34 aufsprühen (und zwar entweder beim Aufwärtshub und/oder beim Abwärtshub), und/oder auch so gelegt werden kann, daß die Schmiermitteldüsen 206 Schmiermittel direkt auf die Zylinderwand sprühen, wenn sich der Schlagkolben 34 oberhalb der Schmiermitteldüsen 206 befindet. Je nachdem, in welcher Phasenlage die Schmiermitteldüsen 206 aufgesteuert werden, werden unterschiedliche Teil mengen der eingespritzten Schmiermittelmenge verbrennen. Auch dies berücksichtigt die Steuereinheit 62. It is understood that the opening time of the lubricant nozzles 206 can be phased so that these lubricants spray onto the outer surface of the percussion piston 34 (either during the upward stroke and / or the downward stroke), and / or can also be so laid that the lubricant nozzles 206 spray lubricant directly onto the cylinder wall when the percussion piston 34 is above the lubricant nozzles 206 . Depending on the phase position in which the lubricant nozzles 206 are opened, different partial quantities of the injected quantity of lubricant will burn. The control unit 62 also takes this into account.

Wie aus den Fig. 1 und 10 ersichtlich, arbeitet mit der Schlaghaube 30 ein insgesamt mit 216 bezeichneter Vorschubgeber zusammen. Dieser umfaßt ein flexibles Meßteil 218, dessen oberes Ende an einem von der Schlag haube 30 getragenen Arm 220 befestigt ist. Das Meßseil 218 ist in seinem unteren Abschnitt auf eine Trommel 224 aufgewickelt. Deren Winkelstellung wird durch einen Drehmelder 226 gemessen, der mit einem Eingang der Steuer einheit 62 verbunden ist. Die Trommel 224 wird über eine magnetische Rutschkupplung 228 unter konstanter Drehmomentbelastung gehalten, die durch einen Hydraulik- oder Elektromotor 230 angetrieben wird. Auf diese Weise wird das Meßseil 218 normalerweise unter konstanter Zugspannung gehalten. Erfolgt ein Schlag auf die Schlag haube 30, bildet sich zunächst ein Durchhang im Meßseil 218, so daß der übrige Teil des Vorschubgebers 216 keine abrupte Belastung erfährt. In derjenigen Zeit, die dann bis zum nächsten Schlag verstreicht (Nachobenschleudern und Wiedernachuntenfallen des Schlagkolbens 34) hat dann der Motor 230 über die Rutschkupplung 228 ausreichend Zeit, das Meßseil 218 wieder zu spannen. Das nun geänderte Ausgangssignal des Drehmelders 226 läßt genau erkennen, um wieviel der Fall 32 beim betrachteten Schlag ins Erdreich eingerammt wurde. Die Steuereinheit 62 übernimmt beim ersten Schlag des Ausgangssignales des Drehmelders 226 als Referenzwert und weiß dann nach jedem weiteren Schlag, wie weit die Spitze des Pfahles 32 unter der Erdoberfläche liegt.As can be seen from FIGS. 1 and 10, a feed encoder, generally designated 216 , cooperates with the striking hood 30 . This comprises a flexible measuring part 218 , the upper end of which is attached to an arm 220 carried by the striking hood 30 . The measuring cable 218 is wound on a drum 224 in its lower section. Their angular position is measured by a resolver 226 , which is connected to an input of the control unit 62 . The drum 224 is held under constant torque load via a magnetic slip clutch 228 , which is driven by a hydraulic or electric motor 230 . In this way, the measuring cable 218 is normally kept under constant tension. If there is a blow to the blow hood 30 , a sag first forms in the measuring cable 218 , so that the remaining part of the feed encoder 216 does not experience an abrupt load. During that time, which then passes until the next blow (spinning upwards and falling down again of the percussion piston 34 ), the motor 230 then has sufficient time via the slip clutch 228 to tension the measuring cable 218 again. The now changed output signal of the resolver 226 shows exactly how much the case 32 was rammed into the earth during the impact considered. The control unit 62 takes over the output signal of the resolver 226 as a reference value at the first impact and then knows after each further impact how far the tip of the pile 32 lies below the surface of the earth.

Wie aus den Fig. 1 und 10 ersichtlich, ist der Steuer einheit 62 ein Speicher 232 zugeordnet. In diesem liegt die Steuereinheit 62 in Abhängigkeit von der Nummer des gerade ausgeführten Schlages die eingespritzte Kraft stoffmenge und das Ausgangssignal des Drehmelders 226 ab. As can be seen from FIGS. 1 and 10, the control unit 62 is associated with a memory 232. In this, the control unit 62 is dependent on the number of the stroke just executed, the amount of fuel injected and the output signal of the resolver 226 .

Aus diesen Werten kann man später (oder kann die Steuer einheit 162 in Echtzeit) die Tragfähigkeit des Pfahles berechnen, da hierfür der Quotient aus eingespritzter Kraftstoffmenge und mit dieser Kraftstoffmenge erhalte nem weiteren Vorschub des Pfahles ein Maß ist.From these values you can later (or the control unit 162 in real time) calculate the load-bearing capacity of the pile, since the quotient of the quantity of fuel injected and the amount of fuel obtained with this further feed of the pile is a measure.

Durch Ausgabe der im Speicher 232 gehaltenen Daten bzw. der fortgeschriebenen Entwicklung der Tragfähigkeit des Pfahles erhält man ein aussagekräftiges Protokoll über den gesamten Rammvorgang und so einen Qualitäts nachweis über die durchgeführte Arbeit. Ein solcher Qualitätsnachweis war bisher nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand zu erbringen.By outputting the data held in the memory 232 or the updated development of the load-bearing capacity of the pile, a meaningful log of the entire ramming process is obtained and thus a quality certificate of the work carried out. Up to now, such proof of quality could not be provided or only with great effort.

Wie aus der obigen Beschreibung von Ausführungsbeispielen ersichtlich, ermöglicht es eine erfindungsgemäße Diesel ramme somit mit geringem Energieeinsatz, geringer Umwelt verschmutzung (Ruß, Abgase) und dokumentierter Qualität Rammgut ins Erdreich zu treiben.As from the above description of exemplary embodiments can be seen, it enables a diesel according to the invention ramming with low energy consumption, low environment pollution (soot, exhaust gases) and documented quality To drive the pile into the soil.

Claims

1. Diesel ram with a cylinder ( 12 ), with an impact piece ( 20 ) guided in a lower end wall ( 14 ) of the cylinder ( 12 ), with an impact piston ( 34 ) guided in the cylinder ( 12 ), which with the impact piece ( 20 ) cooperates and, together with the latter and the cylinder ( 12 ), delimits a combustion chamber ( 46 ) which communicates with the environment via a working opening ( 48 ) provided in the peripheral wall of the cylinder ( 12 ) and which is supplied via a fuel supply ( 50 to 56 ) fuel is supplied, characterized in that gene from the cylinder (12) at least one sensor from the following group of probes GETRA: one with the percussion piston (34) along processing border position sensor (76), a co-operating with the percussion piston (34) speed sensor ( 76 ), with the combustion chamber ( 46 ) thermally coupled temperature sensor ( 94 ), with the combustion chamber ( 46 ) in connection with pressure sensor ( 96 ), one with the Working opening (48) communicating particle sensor (78), a standing working opening (48) in conjunction CO-sensor (88), a stationary with the work opening (48) in conjunction CH-sensor (90) and with the firing pin piece (20 ) cooperating position sensor ( 104 ); and that a Steuerein unit ( 62 ) is provided which controls the composition of the fuel / air mixture generated in the combustion chamber ( 46 ) in dependence on the output signal of at least one of these sensors.

2. Diesel ram according to claim 1, characterized in that the control unit ( 62 ) controls the fuel delivery time of the fuel supply ( 50 to 56 ).

3. Diesel ram according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit ( 62 ) controls the fuel delivery rate of the fuel supply ( 50 to 56 ).

4. Diesel ram according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit ( 62 ) controls the amount of air in the combustion chamber ( 46 ).

5. Diesel ram according to one of claims 1 to 4, characterized in that the position sensor ( 76 ) has a plurality of successive position detectors in the axial direction ( 64- i).

6. Diesel ram according to claim 5, characterized in that the position detectors ( 64- i) in addition to a position signal additionally provide a speed signal, for which they z. B. are each connected to a differentiating circuit ( 72 ), which generates a speed signal from the edges of the output signal of the connected position detector ( 64- i).

7. Diesel ram according to claim 5 or 6, characterized in that at least part of the position detectors ( 64- i) is arranged along a helical line on the cylinder ( 12 ).

8. Diesel ram according to one of claims 5 to 7, characterized in that at least an upper group of position detectors ( 64- i) is arranged along a surface line of the cylinder ( 12 ).

9. Diesel ram according to claim 8, characterized in that at least some of the position detectors ( 64- i) arranged along a surface line are arranged on a detector support bar ( 188 ) inserted, preferably flush, in the inner surface of the cylinder ( 12 ).

10. Diesel ram according to claim 9, characterized in that the detector support strip ( 188 ) is made of a temperature-resistant plain bearing material, in particular of a heat-resistant plastic which has low friction on metal.

11. Diesel ram according to one of claims 1 to 4, characterized in that the position sensor ( 198 ) is a contactless sensor with an end face of the percussion piston ( 34 ), in particular one based on the electromagnetic radar principle, the infrared radar principle or the ultrasonic sensor. Radar principle works.

12. Diesel ram according to one of claims 1 to 11, characterized by an extrapolator ( 112 ) which extrapolates from the output signal of the position sensor ( 76 ) the expected jump height of the percussion piston ( 34 ).

13. Diesel ram according to claim 12, characterized in that a step height comparator ( 72 ), which is acted upon by the step height output signal (H) of the extrapolator ( 112 ), responds when the expected step height of the percussion piston ( 34 ) is greater as a desired jump height.

14. Diesel ram according to claim 13, characterized by a with the combustion chamber ( 46 ) communicating servo pressure relief valve ( 101 ), which is controlled by the output signal of the step height comparator ( 72 ).

15. Diesel ram according to one of claims 11 to 14, characterized by a safety comparator ( 148 ) which is connected to the step height output signal (H) of the extrapolator ( 112 ) and provides an output signal when the latter provides an output signal which is larger as a maximum allowable jump height.

16. Diesel ram according to claim 15, characterized in that a movable wall segment ( 138 ) of the cylinder ( 12 ), which forms part of the limitation of the combustion chamber ( 46 ), is controlled in an open position by the output signal of the safety comparator ( 148 ) .

17. Diesel ram according to claim 16, characterized in that the movable wall segment ( 138 ) via predetermined breaking points ( 144 ) is connected to the cylinder ( 12 ), which can be broken open by detonators ( 146 ), which are dependent on the output signal of the safety comparator ( 148 ) can be ignited.

18. Diesel ram according to one of claims 1 to 17, characterized in that the position sensor ( 104 ) on the striker ( 20 ) engaging and via a force sensor ( 106 ) on the cylinder ( 12 ) supported sensor spring ( 110 ).

19. Diesel ram according to claim 18, characterized by one with the output signal of the force sensor adres based correction memory.

20. Diesel ram according to one of claims 1 to 19, characterized in that the particle sensor has a light barrier ( 78 ) which extends through a working nozzle ( 48 ) forming the working opening.

21. Diesel ram according to claim 20, characterized in that the light barrier ( 78 ) has a transmitting part ( 80 ) and a receiving part ( 82 ), the optical fen ster elements ( 84 , 86 ) reach into the interior of the work nozzle ( 48 ).

22. Diesel ram according to claim 21, characterized in that the window elements ( 84 , 86 ) have spherical, preferably spherical end faces.

23. Diesel ram according to one of claims 1 to 22, characterized in that the various sensors ( 118 -i) serving to control the fuel combustion each have an associated error circuit ( 120 -i, 122 -i), which is a deviation of the respective sensor output signal from a setpoint signal corre sponding signal provides, and that an error signal combination circuit ( 128 ) is provided which weighted the output signals of the various error circuits ( 118- i) to an overall error signal (E).

24. Diesel ram according to claim 23, characterized in that the error signal combination circuit ( 128 ) for each of the error signals received has a multiplication circuit ( 130- i) which, in addition to the corresponding error signal, the output signal of an associated multiplicator memory ( 132 - i) receives, and has an adding circuit ( 134 ) which adds the output signals of the various NEN multiplier circuits ( 130 -i).

25. Diesel ram according to claim 24, characterized by a multiplier control circuit ( 136 ) which is acted upon by the various error signals and, depending on the latter, sets the contents of the multiplier memory ( 132- i).

26. Diesel ram according to one of claims 1-25, characterized in that the power supply device ( 50 to 56 ) has a fuel feed channel ( 180 ) formed in the striking piece ( 20 ) which leads to a fuel trough formed in the upper side of the striking piece ( 20 ) ( 178 ) leads.

27. Diesel ram according to one of claims 1-26, which has a lubricant supply device ( 206 to 214 ), characterized in that the control unit ( 62 ) in controlling the composition of the fuel / air mixture that of the lubricant supply device ( 206 to 214 ) lubricant quantity taken into account.

28. Diesel ram according to one of claims 1-27, characterized marked by a with the control unit ( 62 ) connected feed transmitter ( 216 ) which emits a signal corresponding to the current penetration depth of a pile ( 32 ) into the ground.

29. Diesel ram according to claim 28, characterized in that the feed encoder ( 216 ) cooperates with the upper end of the pile ( 32 ), in particular with an impact cap ( 30 ) placed on the upper end of the pile ( 32 ).

30. Diesel ram according to claim 29, characterized in that the feed encoder ( 216 ) has a flexible measuring means ( 218 ) which cooperates with a biased Aufwic keltrommel ( 224 ) which in turn is connected to an angle encoder ( 226 ).

31. Diesel ram according to claim 30, characterized by a memory ( 232 ) connected to the control unit ( 62 ), in which the output signals of the feed transmitter ( 216 ), which are present after a ramming cycle, are stored.

32. Diesel ram according to any one of claims 1-31, characterized by a memory ( 232 ) connected to the control unit ( 62 ), in which the fuel quantities emitted during a ramming cycle are stored.

33. Diesel ram according to any one of claims 29-32, characterized in that the control unit (62) calculates the load capacity the pile (32) for each Rammzyklus from the fuel feed amount and the pile (32).

34. Diesel ram according to claim 33, characterized in that the control unit ( 62 ) stores the load-bearing capacity values of the rammed material ( 32 ) obtained in successive ramming cycles in a memory ( 232 ) as a function of the feed.