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Hydraulische Spannvorrichtung zum Festklemmen an Ramm- und Ziehgeräten
mit Vibrationsinsbesondere Schnellschlagbären.
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Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Spannvorrichtungen, die
zum schwingungsfesten Anklemmen von Spundbohlen, Pfählen und ähnlichen Rammkörpern
an einem Ramm- und Ziehgerät mit Vibrations- oder Schnellschlagbär dienen. Es sind
hydraulische Spannvorrichtungen bekannt, bei denen zwei gezahnte Platten, sogenannte
Beißbacken, mittels eines Eydraulikzylinders über ein Keilvorgelege oder eine Hebelübersetzung
mit solcher Kraft an den Raminkörper gepreßt werden, daß die vom Bären ausgeübten
Kräfte über das Keilvorgelege oder die Ilebelübersetzung und weiter Über die Beißbacken
auf den Ramrr,körper übertragen werden können. Bei anderen, meist kleineren Ausführungen,
wird auf eine Kraftübersetzung verzichtet, und der Hydraulikzylinder preßt die in
Gleitführungen geführten, seitlich beweglichen Spann- oder Beißbacken
in
direktem Kraftangriff zusammen. Die Rammkräfte des Bären müssen hierbei über die
Gleitführungen vom Gehäuse der Spannvorrichtung auf die Spann- oder Beißbacken übertragen
werden.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungen hydraulischer Spannvorrichtungen
weisen den erheblichen Nachteil auf, daß beim Spannvorgang verschiedene Bauteile
der Spannvorrichtung aufeinander gleiten. Bei den Ausführungen mit Keilen oder Hebeln
als Kraftverstärkung stehen die während des Spannens gleitenden Flächen außerdem
unter einer außerordentlich hohen Flächenpressung, so daß ein ungewöhnlich großer
Verschleiß entsteht. Auch während des Rammvorgangs im festgespannten Zustand kommt
es an den Gleitflächen der Keile, Ilebel oder sonstigen Gleitführungen trotz der
hydraulischen Verspannun zu geringen Relativbewegungen, die unvermeidbar im Zusammenwirken
mt den Fl.chenpressungen zu großem Verschleiß führen, der durch die Einwirkung von
Schmutz und Staub auf Baustellen noch erheblich verstärkt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung der einganges
genannten Art zu schaffen, bei der außer der Solbenbewegung des Hydraulikzylinders
beim Spannen keine gleitenden Bewegungen auftreten. Außerdem sollen die spezifischen,
zum Spannen verwendeten Bauteile so zu einer einfachen Baugruppe zusammengefaßt
sein, daß sie in unveränderter Form für das Spannen von p@aktisch allen vorkommenden
Rammkörpern (Bohlen, Pfählen, Rohren usw.) einer gewissen Gro'ßenklasse verwendet
werden können ?uas rasche und sichere Spannen und Lösen, das die bekannten hydraulischen
Spannvorrichtungen allgemein auszeichnet, sol' nicht beeinträchtigt werden, und
darüberhinaus sollen die erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen die großen Kräfte
und hohen Beschleunigungen aushalten, denen sie beim Einsatz von Schnellschlagbären
unterworfen sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß die Beißbacken
der Spannvorrichtung durch in Anpreßrichtung nachgiebige, aber in Richtung der Kraftwirkung
des Rammbären starre Halteglieder im Gehäuse gehalten sind. Auf diese Weise wird
die Rammkraft vom Vibrations- oder Schnellschlagbären auf den Rammkörper innerhalb
der Spannvorrichtung nur über fest miteinander verbundene Bauteile übertragen, ohne
gleitende oder gefügte Flächen zu belasten.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Halteglieder
Blattfedern, und diese sind leicht konvergent angeordnet und pressen den Rammkörper
beim Schließen der Backen gegen eine Schlagplatte im Gehäuseko£. Mit dieser Maßnahme
wird einer Schlagverformung des Kopfes des Rammkörpers weitgehend vorgebeugt, während
die Reaktionskräfte der Anpreßkraft in den Blattfedern diese auf Zug beanspruchen.
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In Weiterbildung dieser Ausführung können auch die Hydraulikzylinder
leicht schräg gegen den Rammkörper angestellt sein, indem sie im Gehäuse mit ihren
KolLenstange-n rechtwinklig zur Längserstreckung der Blattfedern angeordnet sind,
während die Beißbacken durch jeweils eine Führungsfläche in der Weise geführt sind,
daß die Blattfedern beim Schließen der Beißbacken durch Zugkräfte vorgespannt werden,
die größer sind als die von ihnen auf den Rammkörper zu übertragenden Rüttelkräfte.
Diese Ausführung vermag stärkere Spannkräfte auszuüben und aufzunehmen und eignet
sich daher besonders für Rammen mit Schnellschlagbaren.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Beißbacken
mit ihren Haltegliedern und den Hydraulikzylindern als geschlossene Baugruppen zusammengefaßt
und im Baukastensystem für verschiedenartige prismatische oder flache Rammkörper
zu mehrteiligen Spann=zerrichtungen zusammengebaut werden können.
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Im folgenden wird die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Spannvorrichtung mit eingespanntem Rammkörper,
jedoch ohne Vibrationsramme in einem lotrechten Mittelschnitt; Fig. 2 eine andere
Ausführungsform, ebenfalls im lotrechten Mittelschnitt; Fig. 3 eine weitere Ausführungsmöglichkeit,
insbesondere für die Verwendung bei Vibrationsbären, ebenfalls im lotrechten Mittelschnitt;
Fig. 4 einen lotrechten Teilschnitt durch eine Beißbacke in vergrößertem Maßstab;
Fig. 5 eine Abwandlung der Spannvorrichtung nach Fig. 3 mit schräg gestellten Spann-
und Haltegliedern; Fig. 6 einen Querschnitt durch eine mehrteilige Spannvorrichtung
für Rohre.
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Fig. 1 stellt den grundsätzlichen Aufbau der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
dar, wenn sie zum Rammen von lotrechten Rammkörpern benutzt wird. Über dem Gehäuse
1 der Spannvorrichtung befindet sich der mit ihm schwingungsfest verbundene nicht
gezeichnete Vibrationsbär. Die Beißbacken 2 sind horizontal beweglich und in vertikaler
Richtung schwingungssteif im Gehäuse 1 an jeweils einer einseitig eingespannten
Blattfeder 5 oder einem ähnlich wirkenden federnden Element befestigt. Sie werden
durch die horizontal liegenden Hydraulikzylinder 3 an den vorzugsweise lotrecht
stehenden Rammkörper 4 gepreßt. Die Blattfedern 5 übertragen
die
Rüttelkräfte des Vibrationsbären vom Gehäuse 1 auf die Beißbacken 2, und diese leiten
sie weiter auf den Rammkörper 4. Die Blattfedern 5 sind so ausgelegt, daß die zu
übertragenden Vertikalkräfte kleiner sind als die Knicklast der Blattfedern in der
leicht gekrümmten Form, die sich beim Schließen der Beißbacken ergibt. Die horizontale
Rückstellkraft der Blattfedern ist andererseits nicht so groß, daß dadurch die durch
den Hydraulikzylinder 3 erzeugte Anpreßkraft der Beißbacken 2 merklich gemindert
wird. Bei dem geringen Horizontalhub, den die Beißbacken beim Schließen und Öffnen
ausführen müssen, weicht ihre Bewegungsbahn nur so wenig von der Geraden ab, daß
die Hydraulikzylinder keinen störenden Seitenkräften ausgesetzt sind.
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Die Kolbenstangen 11 der Preßzylinder 3 sind die einzigen gleitenden
Bauteile und kommen überdies nicht unmittelbar mit den verschmutzten Rammkörpern
4 in Berührung. Außerdem sind verschiedene Hydraulikzylinder auf dem Markt, die
speziell für den Einsatz bei verstärkter Schmutzeinwirkung ausgelegt sind. Von den
Rüttelkräften sind die Hydraulikzylinder entlastet, weil die Kräfte senkrecht zur
Kolbenbewegung verlaufen.
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Die Zentrierung der Spannvorrichtung während des Spannens erfolgt
durch Führungen 10 und den Anschlag 9, die bei wechselnder Größe des Rammkörpers
einstellbar ausgeführt sind.
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Bei einer vereinfachten Ausführung der Spannvorrichtung gemäß Fig.
2 ist eine der beiden Beißbacken 2a starr im Gehäuse 1 der Spannvorrichtung befestigt.
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Bei Verwendung der Spannvorrichtung für den Betrieb mit Schnellschlagbären
werden die Blattfedern 5 gemäß Fig. 3 leicht konvergent angeordnet. Der Rammkörper
4 wird so weit in die Spannvorrichtung eingeschoben, daß er an der
Schlagplatte
6 anliegt. Beim Schließen der Beißbacken 2 führen diese nun eine leicht schräg nach
oben gerichtete Bewegung, also zur Schlagplatte hin, aus und pressen dadurch den
Rammkörper an die Schlagplatte 6. Die Schläge des Bären auf die Oberseite des Gehäuses
1 beim Rammen werden über die Schlagplatte 6 infolge der Anpressung verlustlos auf
den Rammkörper 4 übertragen. Außerdem sind die Blattfedern 5 infolge der Reaktionskraft
des Anpreßdrucks auf die Schlagplatte auf Zug vorgespannt und werden deshalb nicht
auf Knj;ckung beansprucht. Wegen der vertikalen Wegkomponente, die beim Schließen
und Öffnen der Beißbacken 2 auftritt, sind die vorzugsweise horizontal angeordneten
Hydraulikzylinder 3 gelenkig gelagert, um seitliche Kräfte quer zur Zylinderachse
auszuschalten. Die Gelenke 7, 7a sind beispielsweise pfannenartig ausgebildet, um
Gleiten und Verschleiß gering zu halten.
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Wenn die Ausführungen der Spannvorrichtung, wie sie in Fig.
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1 und 2 gezeigt -sind, mit Beißbacken 2 versehen werden, die nach
unten geneigte Zähne gemäß Fig. 4 aufweisen, kann der beschriebene Anpreßdruck an
die Schlagplatte 6 ebenfalls erzeugt werden, weil der Rammkörper beim Schließen
der Beißbacken durch die unterschiedliche Neigung der Zahnflanken 12, 12a nach oben
gedrückt wird, während zugleich die Blattfedern 5 auf Zug beansprucht werden.
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Ebenfalls bevorzugt für den Betrieb mit Schnellschlagbären ist die
Spannvorrichtung nach Fig. 5 vorgesehen. Jede keilförmige Beißbacke 2' ist mit einer
Schulter 8 an einer Fläche 8a oben geführt. Schulter- und Fu'hrungsflächen 8, 8a,
Blattfedern 5 und Zylinder 3 sind um ein geringes Winkelmaß in der Weise geneigt,
daß die Beißbacken beim Schließen eine kleine Wegkomponente nach oben ausführen
und den Rammkörper 4 an die Schlagplatte 6 pressen. Die Blattfedern 5 können so
angeordnet sein, daß sie bei geöffneten Beißbacken gerade
und bei
geschlossenen Beißbacken leicht gekrümmt sind. Sie stehen dann nach dem Spannen
unter Zug. Die Zugkraft kann größer sein als die Wechselkraft beim Vibrieren, so
daß keine Knickung der Blattfedern und kein Abheben der Schulter-und Führungsflächen
8, 8a eintritt. Die Preßzylinder 3 sind von Seitenkräften entlastet.
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Die Varianten der Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 bis 5 können ohne
Ausnahme als Baugruppen zur Erstellung von mehrteiligen größeren Spannvorrichtungen
nach Fig. 6 eingesetzt werden.
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Zum Rammen von prismatischen Rammkörern, beispielsweise von runden
oder sechseckigen Pfählen, von Rohren o.dgl., werden mehrteilige Spanntorrichtungen
vorgesehen, bei denen die Bauteile: Beißbacke 2, Blattfeder 5 und Preßzylinder 3
als Baugruppe zusammengefaßt sind. Mehrere Baugruppen werden nach Fig. 6 (rechte
Hälfte) in einem entsprechenden Gehäuse 1' angeordnet. Die eine Hälfte der Beißbacken
2 kann auch in vereinfachter Ausführung entsprechend Fig. 2 starr in das Gehäuse
1" nach Fig. 6 (linke Hälften eingebaut werden.
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Die einfache, robuste Bauweise und die im Verhältnis zu den übertragbaren
Kräften geringe Baugröße ermöglichen zahlreiche weitere Kombinationen, beispielsweise
eine Reihenanordnung nebeneinander für sehr breite Spundbohlen oder als Innen- und
Außenbacken zum Spannen dünnwandiger Rohre. Die nur an Blattfedern geführten Beißbacken
haben auch noch die Möglichkeit, sich kleinen Unebenheiten der amrnkörer anzupas
sen.