DE19858519C2

DE19858519C2 - Pneumatisch umsteuerbares Rammbohrgerät

Info

Publication number: DE19858519C2
Application number: DE19858519A
Authority: DE
Inventors: Alfons Hesse; Franz-Josef Puettmann
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG; Tracto Technik Paul Schmidt Spezialmaschinen KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: GB9929543D0; GB2345928A; GB2345928B; DE19858519A1; US6371220B1; AU6449899A; AU753140B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisch umsteuerbares Rammbohr gerät, insbesondere zum grabenlosen Herstellen von Erdbohrungen und zum Verlegen von Leitungen im Erdreich.

Derartige Rammbohrgeräte werden auch beim Aufweiten von Pilotbohrun gen und zum zerstörenden Ersetzen erdverlegter Rohre eingesetzt; sie besitzen einen in einem Gehäuse mittels Druckluft hin- und herbewegbaren selbststeuernden Schlagkolben, der seine kinetische Energie in einer vorde ren Totpunktlage oder in einer hinteren Totpunktlage auf das Gehäuse über trägt. Auf diese Weise läßt sich das Gerät im Vorlauf oder im Rücklauf betreiben und beispielsweise beim Auftreffen auf ein Bodenhindernis oder beim Herstellen einer Sackbohrung im Rückwärtsgang aus der Erdbohrung herausbewegen.

Um das Gerät beispielsweise von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf umzu schalten, ist eine Umsteuerung erforderlich, die ein Abbremsen des Schlag kolbens in einer vorderen Totpunktlage im wesentlichen ohne Übertragung seiner kinetischen Energie auf das Gehäuse mit Hilfe der Betriebsluft sowie eine Rückwärtsverlegung der hinteren Totpunktlage bewirkt, die sicherstellt, daß der Schlagkolben seine kinetische Energie beispielsweise an einen rückwärtigen Innenkragen des Gehäuses abgibt.

Derartige Umsteuerungen sind in verschiedenen Versionen bekannt. So gibt es mechanisch mit Hilfe des Druckluftschlauchs und pneumatisch oder feder-pneumatisch mit Hilfe der Betriebsluft betätigte Umsteuerungen. Sie können mit einer mechanischen, pneumatischen oder feder-pneumatischen Verriegelung versehen sein, um ein ungewolltes Umschalten von Vorwärts lauf auf Rückwärtslauf und umgekehrt zu verhindern.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 484 839 A2 ist auch bereits ein Rammbohrgerät bekannt, dessen feder-pneumatische Umsteuerung nicht allein von der der Schlagkolbenkammer zugeführten Betriebsluft, sondern auch mit separat zugeführter Steuerluft arbeitet. Um dies zu ermöglichen, besitzt das Gerät ein im Schwanzende gelagertes feststehendes Steuerrohr, das von einem ebenfalls feststehenden konzentrischen kürzeren Steuer luftrohr derart umgeben ist, daß sich ein Ringkanal ergibt, der an eine Steu erluftleitung angeschlossen ist. Der Ringkanal zwischen den beiden Rohren ist über eine Steuerluftöffnung mit einer Umsteuerkammer zwischen dem vorderen Teil des Steuerrohrs und einer Steuerhülse verbunden. Die Steu erhülse ist an ihrem vorderen Ende auf dem Steuerrohr und mit ihrem rück wärtigen Ende auf dem Steuerluftrohr verschiebbar gelagert und wird mit Hilfe der Steuerluft in die Vorlauflage und - nach einem Entlüften der Umsteuerkammer - mit Hilfe der im Arbeitsraum des Schlagkolbens anste henden Betriebsluft in seine Rücklauflage bewegt. Dies geschieht gegen die Kraft einer in der Umsteuerkammer angeordneten vorgespannten Feder.

Nachteilig ist bei diesem Gerät, daß die Steuerhülse mit Hilfe der auf ihre vordere, in der Schlagkolbenkammer angeordneten Stirnfläche wirkenden Arbeitsluft entgegen der Wirkung der in der Umsteuerkammer angeordneten vorgespannten Feder von Vorlauf auf Rücklauf umgestellt wird. Die vordere Stirnfläche der Steuerhülse ist verhältnismäßig groß, weil die Druckfeder in der zwischen dem Steuerrohr und der Steuerhülse befindlichen Umsteuer kammer angeordnet ist und die Kammer daher entsprechend dimensioniert sein muß. Da die Federkraft und die von der Betriebsdruckluft auf die Steu erhülse ausgeübte Kraft in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander ste hen müssen, erfordert die bekannte Umsteuerung im Hinblick auf die Größe der von der Betriebsdruckluft beaufschlagten Stirnfläche der Steuerhülse eine entsprechend bzw. voluminöse starke Feder.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, die von der Betriebsdruckluft beaufschlagte Fläche der Steuerhülse möglichst klein zu halten, um auf diese Weise eine entsprechend schwach dimensionierte Rückstellfeder für die Steuerhülse verwenden zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Rammbohrgerät mit einem in die Arbeitskammer des Schlagkolbens eintauchenden gehäusefe sten Steuerrohr mit mindestens einer Steueröffnung, einer auf dem Steuer rohr verschiebbaren Steuerhülse und einer mit einer Steuerluftleitung ver bundenen Steuerkammer zwischen dem Steuerrohr und der Steuerhülse das vordere Ende dieser Steuerhülse mit einem Kragen am vorderen Steuer rohrende im wesentlichen bündig abschließt.

Der Kragen dient als feststehende Steuerkante für den Vorwärtslauf des Geräts, während herkömmliche Geräte häufig eine mit der Steuerhülse ver schiebbare vordere Steuerkante besitzen. Dies bietet den Vorteil, daß der Kragen die Dichtung gegenüber dem Schlagkolbenmantel aufnehmen kann, die sonst von der Steuerhülse aufgenommen werden müßte. Außerdem bietet die Anordnung der Steuerkante an dem gehäusefesten Steuerrohr den Vorteil, daß sie auch bei einem Verspannen oder Verbiegen des Gerätege häuses ihre Lage nicht ändert, während es bei einer an der Steuerhülse angeordneten vorderen Steuerkante infolge erhöhter Reibung aufgrund eines Verbiegens oder Verspannens des Gehäuses zu einer Verlagerung kommen kann. Zu einem Verbiegen kommt es insbesondere, wenn das Rammbohrgerät unterschiedlich feste Erdformationen und/oder eine Kurven bahn durchführt. Der Kragen bewahrt zudem die axial hinter ihm befindliche Steuerhülse vor einem Verschieben durch den sich nach hinten bewegenden Schlagkolben und dient als Anschlag für die Steuerhülse in ihrer Vorlauf stellung.

Demgemäß ist die vordere Stirnfläche der Steuerhülse durch den Steuer rohrkragen gegen den Betriebsluftdruck in der Schlagkolbenkammer abge schirmt, d. h. die Betriebsdruckluft wirkt in der vorderen Endstellung der Steuerhülse in axialer Richtung ausschließlich auf die Stirnseite des festste henden Steuerrohrs, nicht aber auf die Steuerhülse.

Die Steuerhülse stützt sich vorzugsweise mittels einer vorgespannten Rück stellfeder im Gerätegehäuse axial ab; sie wird dann mit Hilfe von in die Steu erkammer eintretender Steuerluft gegen die Kraft der vorgespannten Rück stellfeder auf dem Steuerrohr von ihrer Vorlaufstellung in ihre Rücklaufstel lung bewegt, ohne daß daran die Betriebsdruckluft nennenswert beteiligt ist. Die Steuerkammer befindet sich vorzugsweise zwischen einer rückwärtigen Schulter des Steuerrohrs und einem Innenkragen der Steuerhülse, deren axiale Bewegung durch eine rückwärtige Anschlagschulter begrenzt sein kann.

Um die Steuerkammer mit Steuerluft zu versorgen, kann die Wandung des Steuerrohrs außen mit einer Längsnut versehen sein, die zusammen mit einem das Steuerrohr konzentrisch umgebenden Führungsrohr einen in die Steuerkammer mündenden Steuerluftkanal bildet. Der Steuerluftkanal ist an eine Steuerluftleitung angeschlossen, die vorzugsweise durch den Druckluft schlauch verläuft, über den das Gerät mit Betriebsluft versorgt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 die Gesamtansicht eines Rammbohrgeräts mit einer erfindungsge mäßen Umsteuerung in vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Umsteuerung mit der Steuerhülse in der Vorlaufstellung und

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch mit der Steuer hülse in ihrer Rücklaufstellung.

Das Rammbohrgerät ist vom Konstruktions- und Arbeitsprinzip her betrachtet so aufgebaut wie das in der deutschen Patentschrift DE 21 57 259 C beschriebene Rammbohrgerät, dessen Umsteuerung jedoch anders beschaffen ist; es besteht aus einem Gehäuse 1, dessen Spitze zentrisch, wie dargestellt, oder exzentrisch ausgebildet sein kann und in dessen rückwärtigem Teil ein Anschlagring 2 mit achsparallelen Abluftkanälen 3 angeordnet ist. Im Anschlagring 2 ist dreh- und verschiebefest ein Steuerrohr 4 gelagert, des sen rückwärtiges Ende mit einem Betriebsluftschlauch 5 verbunden ist. Ist diese Verbindung drehfest, dann besteht die Möglichkeit, das Rammbohrge rät mit Hilfe des Schlauchs von außerhalb des Erdreichs zu drehen. Das Steuerrohr 4 ragt mit seinem vorderen Ende in eine mit Steueröffnungen 6 versehene Kammer 7 eines Schlagkolbens 8.

Zwischen dem Steuerrohr 4 und dem die Schlagkolbenkammer 7 umgren zenden Mantel 9 des Schlagkolbens 8 befindet sich eine axial verschiebbare Steuerhülse 10, deren vorderer Teil auf dem vorderen, durchmessergröße ren Teil 11 des Steuerrohrs 4 verschiebbar gelagert ist. Am vorderen Ende des Steuerrohrs 4 bzw. des durchmessergrößeren Steuerrohrteils 11 befin det sich ein Außenkragen 12, der die vordere ringförmige Stirnfläche der Steuerhülse 10 verdeckt bzw. bündig mit der Steuerhülse 10 abschließt. Des weiteren sind in dem durchmessergrößeren vorderen Teil 11 des Steuer rohrs 4 Steueröffnungen 13 angeordnet, die während des Vorlaufbetriebs des Rammbohrgeräts, wie in Fig. 2 dargestellt, von der Steuerhülse 10 ver schlossen sind. Im rückwärtigen Teil der Steuerhülse 10 befindet sich ein Innenkragen 14, mit dem die Steuerhülse auf einem das Steuerrohr 4 umge benden Rohr 15 geführt ist. Des weiteren befindet sich zwischen dem Innen kragen 14 und einer rückwärtigen Schulter 16 des durchmessergrößeren Steuerrohrteils 11 eine Steuerkammer 17, in die ein Steuerluftkanal 18 mün det. Der Steuerluftkanal 18 besteht aus einer Längsnut in der Wandung des Steuerrohrs 4, die nach außen hin durch das Führungsrohr 15 verschlossen ist.

Die Steuerhülse 10 stützt sich über eine vorgespannte Rückstellfeder 19 an dem Anschlagring 2 ab und liegt in ihrer Vorlaufstellung (Fig. 2) mit ihrem Innenkragen 14 an der Schulter 16 des durchmessergrößeren Steuerrohr teils 11 und in ihrer Rücklaufstellung (Fig. 3) mit ihrem rückwärtigen Ende 20 vor einer Anschlagschulter 21 des Führungsrohrs 15.

Beim Umschalten von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf, d. h. bei einer Ver schiebung der Steuerhülse 10 von ihrer Lage gemäß Fig. 2 in ihre Lage gemäß Fig. 3, wird Steuerluft von außen über den Steuerluftkanal 18 in die Steuerkammer 17 geleitet und die Steuerhülse 10 mit Hilfe dieser Steuerluft gegen die Kraft der Rückstellfeder 19 solange nach hinten verschoben, bis ihr rückwärtiges Ende 20 auf die Anschlagschulter 21 des Führungsrohrs 15 trifft und die Steueröffnungen 13 im durchmessergrößeren Teil des Steuer rohrs freiliegen. Um vom Rückwärtslauf (Fig. 3) in den Vorwärtslauf umzu schalten, wird die Steuerkammer 17 über den Steuerluftkanal 18 entlüftet, so daß die Rückstellfeder 19 die Steuerhülse 10 in die Vorlaufstellung (Fig. 2) zurückbewegt.

Die Steuerhülse 10 wird während ihrer Bewegung zwischen ihren beiden Endstellungen nur dann stirnseitig von der Betriebsdruckluft beaufschlagt, wenn die Steueröffnungen 13 im Steuerrohr 4 offen sind. Dem kommt jedoch keine entscheidende Bedeutung zu, weil die Stirnfläche der Steuerhülse ins gesamt sehr klein ist.

Claims

1. Rammbohrgerät mit einem in einem Gehäuse pneumatisch hin- und her bewegten Schlagkolben (8),
einem gehäusefesten Steuerrohr (4) mit mindestens einer Steueröff nung (13),
einer auf dem Steuerrohr verschiebbaren Steuerhülse (10),
einer mit einer Steuerluftleitung (18) verbundenen Steuerkammer (17) zwischen dem Steuerrohr und der Steuerhülse sowie
einem mit dem vorderen Ende der Steuerhülse bündig abschließen den Außenkragen (12) am vorderen Steuerrohrende (11).

2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnung (13) in Vortriebsrichtung hinter dem Außenkragen (12) angeordnet ist.

3. Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (10) mittels einer vorgespannten Feder (19) im Gerätege häuse (1, 2) axial abgestützt ist.

4. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerkammer (17) zwischen einer rückwärtigen Schulter (16) des Steuerrohrs (4) und einem Innenkragen (14) der Steu erhülse (10) angeordnet ist.

5. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die axiale Bewegung der Steuerhülse (10) durch eine rückwärtige Anschlagschulter (21) begrenzt ist.

6. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerluftkanal (18) im Bereich der rückwärtigen Schulter (16) des Steuerrohrs (4) in die Steuerkammer (17) mündet.

7. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Steuerrohr (4) mit einer in die Steuerkammer (17) mündenden Längsnut (18) versehen und von einem Führungsrohr (15) umgeben ist.