DE2250848A1

DE2250848A1 - METHOD AND DEVICE FOR GENERATING A PRESSURE SHAFT IN A LONG ELEVATED BODY

Info

Publication number: DE2250848A1
Application number: DE2250848A
Authority: DE
Inventors: Birger Ludvigson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-10-18
Filing date: 1972-10-17
Publication date: 1973-04-26
Also published as: NO138493B; NO138493C; DK142063C; US3797585A; NL7214079A; SE370099B; GB1374715A; CA960876A; DK142063B; FR2157545A5

Description

Verfahren und Jf orrichtung ζνωι Erzeugen einer üruokvyelle iii einem' 1 ang^e 3 tr eck fcen ICörper 'Method and Jf orrichtung ζνωι generating a üruokvyelle i ii a '1 ^ ang e 3 t r eck fcen ICörper'

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum erzeugen einer Druckwelle in einem langgestreckten Körper, auf dessen eines Ende ein Fallhammer unter Vermittlung durch eine Stoßkappe wirkt, die so ausgebildet ist, daß sie sich in der Stoßrichtung elastisch verformen läßt, um Pfahle, Spundwandprofile, Rohre oder dergleichen in den Boden einzurammen.The invention relates to methods and devices to generate a pressure wave in an elongated body, on one end of which a monkey hammer under negotiation acts through an impact cap which is designed to be elastically deformed in the impact direction Piles, sheet pile profiles, pipes or the like in the Ramming the ground.

Pfähle werden gewöhnlich in- der Weise eingerammt, daß man bewirkt, daß ein kurzer und schwerer Fallhammer wiederholt Schläge auf das als "Pfahlkopf bezeichnete obere Ende des Pfahls ausübt, Läßt man 2u, daß der Fallhammer oder Rammbär unmittelbar in berührung mit' dem Pfahlkopf kommt, Bind die Beanspruchungen, die im Pfahlkopf bei jedem Schlag auftreten, proportional zur Fallgeschwindigkeit des hammers. Da der Kammer bei seiner Berührung mib dem Pfahl schnell abgebremst wird, zeigt dia durch den Stoß erzeugte BruckWlle eine kurze, steile Spitze, jenseits wei cher die Kurve schnell exponentiell absinkt. Da der Eindringwiderstand und damit auch die Tragfähigkeit oder diePiles are usually driven in such a way that a short and heavy drop hammer is caused to repeatedly strike the upper part called the "pile head" At the end of the pile, one lets the drop hammer or battering ram come into direct contact with the head of the pile comes, Bind the stresses that occur in the pile head with each impact, proportional to the speed of fall of the hammer. Since the chamber at his touch mib the The post is braked quickly, shows dia by the impact BruckWlle produced a short, steep point, white beyond the curve drops exponentially quickly. Because the penetration resistance and thus also the load capacity or the

3098 1 7/0 26Ί3098 1 7/0 26Ί

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Bruchlast des Pfahls voraussetzt, daß ein durch den Pfahl aufgebrachter bestimmter Widerstand überwunden werden muß, und da gleichzeitig die Spitzenbeanspruchung nicht zu einer Gefährdung des Pfahls führen darf, liegt es auf der Hand, daß die exponentiell abfallende ßeansprucinmgslturve unbefriedigend isb, und daß der zum biinrammen des Pfahls ausgenutzte Teil der Druckwelle tatsächlich sehr klein ist. Daher ergibt sich bei diesem Verfahren zum Einrammen von Pfählen ein sehr geringer Wirkungsgrad.Breaking load of the pile assumes that a through the pile applied certain resistance must be overcome, and at the same time the peak stress does not result in a Danger to the pile may lead, it is obvious that the exponentially falling ßeansprucinmgslturve unsatisfactory isb, and that he used it to ram the stake Part of the blast wave is actually very small. Therefore, in this method of driving Piles have a very low efficiency.

Ordnet man zwischen dem Pfahl und dem Rammbär oder JB'allhammer eine Stoßkappe an, ist es möglich, die Form der Stoßwelle auf vorteilhafte Weise abzuändern. Gewöhnlich ordnet man einen Klotz aus weichem Holz zwischen dem Fallhammer und dem Pfahl an. Eine solche Stoßkappe erweist sich jedoch in keinem ü'all als eine ideale Lösung, denn die Eigenschaften des Holzklotzes verändern sich im Verlauf des Rammvorgangs, so daß es schwierig ist, die Wirkung, des Aufbringens von Schlagen und die Tragfähigkeit des eingerammten Pfahls zu berechnen.If you place a butt cap between the pile and the battering ram or hammer, it is possible to change the shape of the Modify shock wave in an advantageous manner. The common practice is to place a block of soft wood between the drop hammer and the stake. Such a butt cap does not prove to be an ideal solution in any case, because the Properties of the wooden block change in the course of the ramming process, so that it is difficult to determine the effect of the Application of impact and the bearing capacity of the driven To calculate the pile.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, die es einerseits ermöglichen, Pfähle auf gefahrlosere und wirtschaftlichere Weise einzurammen, als es bis jetzt möglich ist, und die andererseits eine bessere Basis zum Berechnen der Tragfähigkeit des Pfahls nach dem Einrammen liefern, um diese Aufgabe zu lösen, wird die Stoßkappe mit einer Einrichtung versehen, die es gestattet, die Stoßkraft entsprechend den jeweiligen Arbeitsbedingungen einzustellen. Die Bewegungen des tfahlkopfes oder die Änderungen der Beanspruchungen, die in dem Piahlkopf während jedes Stoßes und danach auftreten, werden durch Beobachtung oder mit Hilfe eines Geräts gemessen, und die Stoßkraft wird entsprechend den gewonnenen keßwerten eingestellt. Die Stoßkraft wird so gewählt, daß sich der Pfahlkopf in Ruhe befindet und in ihm Konstante Beanspruchungen vorhanden sind, wenn der Pfahl von der Druckwelle 'durchlaufen worden ist.The invention is now based on the object of creating methods and devices which, on the one hand, make it possible to Driving piles in a safer and more economical way than has been possible up to now, and the on the other hand, to provide a better basis for calculating the bearing capacity of the pile after driving it To solve the problem, the impact cap is provided with a device that allows the impact force according to the respective working conditions. The movements of the head or the changes in the stresses that occur in the Piahlkopf during each impact and afterwards, are measured by observation or with the aid of a device, and the impact force is obtained according to the set values. The impact force is chosen so that the pile head is at rest and is constant in it Stresses are present when the pile has been traversed by the shock wave.

309817/0261309817/0261

BADORlGtNALBADORlGtNAL

Ferner ist durch die Erfindung eine Stoßkappe geschaffen worden, die als Zylinder ausgebildet ist, in dem sich durch einen Fallhammer ein Kolben entgegen der Wirkung eines Gasfüllung bewegen läßt, deren Volumen und Druck in Abhängigkeit von der Messung der Bewegung des Pfahlkopfes und/oder der Änderungen seiner Beanspruchungen bestimmt wird.Furthermore, a butt cap is created by the invention which is designed as a cylinder in which a piston can be moved by a drop hammer against the action of a gas filling, its volume and pressure determined as a function of the measurement of the movement of the pile head and / or the changes in its loads will.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert;.Es zeigt:The invention and advantageous details of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments; it shows:

Fig. 1-die Hauptteile einer Stoßkappe zum Einrammen von Pfählen; "Fig. 1 - the main parts of a butt cap for ramming of piles; "

Fig. 2 in einer graphischen Darstellung das Zusammenwirken des Fallhammers, der Stoßkappe und eines Pfahls;2 shows the interaction in a graphic representation the drop hammer, the butt cap and a stake;

Fig. 3 eine Ausführungsform einer Stoßkappe in einem schematischen Längsschnitt;3 shows an embodiment of a butt cap in one schematic longitudinal section;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Stoßkappe im Längsschnitt;4 shows a second embodiment of a butt cap in longitudinal section;

Fig. 5 eine abgeänderte Ausführungsform des oberen Teils der Stoßkappe nach Fig. 4;Fig. 5 shows a modified embodiment of the above Part of the butt cap according to FIG. 4;

Fig. 6 im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform einer Stoßkappe; und6 shows a further embodiment of a butt cap in longitudinal section; and

Fig. 7 eine Abwandlung der Stoßkappe nach Fig. 6.FIG. 7 shows a modification of the butt cap according to FIG. 6.

Theoretisch soll im Idealfall die Kraft, welche die Bewegungsenergie des Fallhammers in eine sieh innerhalb des Pfahls fortpflanzende Druckwelle umwandelt, während der Wirkungszeit des Stoßes konstant sein. Ist dies der Fall, nimmt die Druckwelle innerhalb des Pfahls die für das Einrammen des Pfahls zweckmäßigste rechteckige Form an. Unter diesen Umständen bewegt sich der Pfahlkopf in der Stoßrichtung mit einer konstanten Geschwindigkeit, solangeTheoretically, the ideal should be the force which the kinetic energy of the drop hammer in a see within of the pile converts the propagating pressure wave, be constant during the duration of the impact. Is that the case, the pressure wave within the pile assumes the most appropriate rectangular shape for driving the pile. In these circumstances the pile head will move in the Direction of thrust at a constant speed as long as

-3098 17/026 1 --3098 17/026 1 -

der Stoß wirksam ist.the shock is effective.

Gleichzeitig wird die Fallbewegung dea Fallhammers abgebremst. Hierbei ist die Bremskraft ebenso wie die Verzögerung" konstant. Da am Pfahlkopf eine konstante Geschwindigkeit erzielt werden soll, ist es nicht möglich, eine direkte Berührung zwischen dem Fallhammer und dem Pfahlkopf herbeizuführen. Vielmehr muß die Bewegungsenergie auf den Pfahl durch einen Körper übertragen werden, der eine Verformung in der Stoßrichtung zuläßt, und der in dem vorstehend genannten Idealfall solche Eigenschaften hat, daß auch die diese Verformung bewirkende Kraft konstant bleibt.At the same time, the falling motion of the drop hammer becomes braked. The braking force is constant, as is the deceleration. The speed at the pile head is constant is to be achieved, it is not possible to have direct contact between the drop hammer and the pile head bring about. Rather, the kinetic energy must be transferred to the pile through a body that causes a deformation in the direction of thrust, and which in the ideal case mentioned above has such properties that also the force causing this deformation remains constant.

Die Art und Weise, in der die genannte Aufgabe durch die Erfindung gelöst wird, geht aus der nachstehenden Untersuchung hervor, die sich mit den theoretischen Erfordernissen befaßt, die erfüllt sein müssen, wenn eine wirtschaftliche Ausnutzung der Bewegungsenergie des Fallhammers erzielt werden soll, während der Widerstand überwunden wird, den der Boden dem Eindringen des Pfahls entgegensetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Fig. 1 veranschaulicht, wo die grundsätzliche Anordnung unter Fortlassung von Führungen und Betätigungseinrichtungen gezeigt ist.The manner in which the stated object is achieved by the invention is evident from the following Study that deals with the theoretical requirements that must be met when a economic utilization of the kinetic energy of the drop hammer is to be achieved while the resistance is overcome that the ground opposes the penetration of the pile. The method according to the invention is shown in FIG. 1 illustrates where the basic arrangement is below The omission of guides and actuators is shown.

Ein Fallhammer 1 mit dem Gewicht H fällt auf ein elastisches Glied 2, das im folgenden als "Stoßkeppe" bezeichnet wird, und das durch eine konstante oder nahezu konstante Kraft P zusammengedrückt wird. Diese Kraft P wirkt auch auf einen Pfahl 3, so daß eine Zusammendrückung bzw. eine Druckwelle auftritt, die sich vom Kopf des Pfahls aus in Richtung auf sein zugespitztes unteres Ende mit der Schallgeschwindigkeit c innerhalb des Werkstoffs des Pfahls fortpflanzt, und deren potentielle Energie ausgenutzt wird, um den Widerstand zu überwinden, den der Boden dem Eindringen des Pfahls entgegensetzt.A drop hammer 1 with the weight H falls on an elastic member 2, hereinafter referred to as "shock head" and which is compressed by a constant or nearly constant force P. This force P also acts on a pile 3, so that a compression or a pressure wave occurs, which extends from the head of the Pile from in the direction of its pointed lower end with the speed of sound c within the material of the stake, and their potential energy is used to overcome the resistance that the Soil opposed to the penetration of the pile.

Während seiner Bewegung in Richtung auf die Stoßkappe 2 wird der Fallhammer 1 durch die Kraft H beschleunigt,During its movement in the direction of the butt cap 2, the drop hammer 1 is accelerated by the force H,

309817/0261309817/0261

und diese Beschleunigung ist die gleiche wie die Erdbeschleunigung g. Im Zeitpunkt des Auftreffens auf die Stoßkappe hat der Fallhammer 1 die Geschwindigkeit ν . Während des Auftreffens wird die Bewegung des Fallhammers zuerst verzögert und dann nach oben beschleunigt. Die auf den Fallhammer 1 wirkende Kraft setzt sich zum Teil aus der durch die Stoßkappe 2 aufgebrachten, nach oben wirkenden Kraft P und zum anderen Teil aus dem nach unten wirkenden Gewicht H des Fallhammers zusammen. Die Beschleunigung des Fallhammers während des Stoßes ist durch die Gleichungand this acceleration is the same as the acceleration due to gravity G. At the time of contact with the The drop hammer 1 has the speed ν of the impact cap. During the impact, the drop hammer will move first decelerated and then accelerated upwards. The force acting on the drop hammer 1 is partly exposed the upward force P applied by the butt cap 2 and the other part from the downward force Weight H of the monkey together. The acceleration of the drop hammer during the impact is given by the equation

P — H ■P - H ■

ag = —g— g gegeben. Während des Einrammens eines Pfahls ist der Wert der Kraft H im Vergleich zu der Kraft P normalerweise klein, so daß-man sagen kann, daß die Beschleunigung ag annähernd gleich (P/H) g ist.ag = —g— g given. While driving a pile is the value of the force H compared to the force P normally small, so that-one can say that the acceleration ag is approximately equal to (P / H) g.

Die Geschwindigkeit des Fallhammers 1 nach dem Augenblick des Stoßes ergibt sich aus der Gleichung Vg = v- a„ t. Sobald die Geschwindigkeit des Fallhammers gleich Null geworden ist, hat der Fallhammer seine gesamte Bewegungsenergie an die Stoßkappe 2 abgegeben. Dies bedeutet, daß dann, wenn man den Zeitpunkt des Stoßes mit ty, bezeichnet, die Gleichung t^ = ^v _o/^aH ^^{e Bed}iⁿS^unS^en beschreibt, unter denen eine optimale Ausnutzung der Bewegungsenergie des Fallhammers möglich ist.The speed of the drop hammer 1 after the moment of impact results from the equation Vg = v-a "t. As soon as the speed of the drop hammer has become zero, the drop hammer has given up all of its kinetic energy to the butt cap 2. This means that if the point in time of the impact is denoted by ty, the equation t ^ = ^v _o / ^a H ^ ^{e Bed} i ⁿ S ^un S ^en describes, under which an optimal use of the kinetic energy of the drop hammer is possible.

Der Teil.w' der gesamten Energie, der im Zeitpunkt t auf die Stoßkappe 2 übertragen wird, ist durch die Gleichung w¹ = (t/t.*) (2 - t/t,-) gegeben, während die Strecke, längs welcher sich der Fallhammer nach dem Stoß bewegt, durch die. folgende Gleichung gegeben ist: Sg = ν t - ag(t /2)..The part w 'of the total energy which is transferred to the butt cap 2 at the time t is given by the equation w ¹ = (t / t. *) (2 - t / t, -), during the distance, longitudinal which the drop hammer moves after the impact through which. the following equation is given: Sg = ν t - ag (t / 2) ..

Während des Stoßes wirkt auf den Pfahlkopf die beim Zusammendrücken der Stoßkappe auftretende Kraft P. Die Geschwindigkeit des Pfahlkopfes ergibt sich dann aus der Gleichung ν = (pc/EA). Diese Geschwindigkeit ist konstant und richtet sich neben der Kraft P nach der Schallgeschwindigkeit c innerhalb des Pfahls, der Querschnittsfläche A des Pfahls sowie dem Elastizitätsmodul E des Pfahlwerkstoffs.During the impact on the pile head acts at Compression of the impact cap occurring force P. The speed of the pile head then results from the Equation ν = (pc / EA). This speed is constant and depends not only on the force P but also on the speed of sound c within the pile, the cross-sectional area A. of the pile and the modulus of elasticity E of the pile material.

309817/0281309817/0281

Somit ergibt sich die Bewegungsstrecke des Pfahlkopfes nach dem Augenblick des Auftreffens aus der Gleichung S_p = v_p t.Thus, the distance of movement of the pile head after the moment of impact results from the equation S _p = v _p t.

Das Ausmaß der Zusammendrückung der Stoßkappe entspricht dem Unterschied zwischen der Bewegungsstrecke des Fallhammers und der Bewegungsstrecke des Pfahls ι daher giltThe amount of compression of the butt cap corresponds to the difference between the distance of movement of the Drop hammer and the distance of movement of the post ι therefore applies

die Gleichung S « S_u - S^ ■ (v - ν )t - a^Ct²/^). Diesthe equation S «S _u - S ^ ■ (v - ν) t - a ^ Ct ² / ^). this

χι ρ ο ρ χιχι ρ ο ρ χι

bedeutet, daß das Ausmaß der Zusammendrückung an dem Punkt T = (2/βττ)(ν - ν ) gleich Null ist, und man erkennt, daß ν größer sein muß als ν , wenn eine Zusammendrückung herbeigeführt werden soll. Auf diese Weise erhält man den Sollwert der Kraft P.means that the amount of compression at the point T = (2 / βττ) (ν - ν) is zero, and it is seen that ν must be greater than ν if compression is brought about shall be. In this way the nominal value of the force P is obtained.

An dem Punkt T » (2/au)(v - ν ) ist die Zusammendrückung der Stoßkappe wieder beseitigt worden, so daß die Stoßkappe wieder die gleiche Lage einnimmt wie vor dem Stoß. Dies bedeutet, daß keine Energie mehr vorhanden ist, die auf die Stoßkappe durch den Stoß übertragen worden ist.At the point T »(2 / au) (v - ν) there is compression the butt cap has been removed again, so that the butt cap assumes the same position as before Push. This means that there is no longer any energy that has been transferred to the butt cap by the impact.

Wenn dieser Punkt mit dem Punkt während der Bewegung zusammenfällt, an dem die Bewegungsenergie des Fallhammers 1 gleich Null ist, d.h. wenn der Fallhammer die Geschwindigkeit Null hat, ist die gesamte in dem Fallhammer im Augenblick des Stoßes enthaltene Bewegungsenergie auf den Pfahl übertragen worden. Die Bedingung, die für diese optimale Übertragung von Energie zwischen dem Fallhammer und dem Bfahl erfüllt sein muß, besteht darin, daß ν gleich 2v ist, d.h. die Geschwindigkeit des Fallhammers im Augenblick des Stoßes muß doppelt so hoch sein wie die Geschwindigkeit des Pfahlkopfes, die durch die Kraft P herbeigeführt wird, welche durch die Stoßkappe übertragen wird.If this point with the point while moving coincides at which the kinetic energy of the drop hammer 1 is zero, i.e. if the drop hammer is at zero speed, the total in the drop hammer is im Moment of impact contained kinetic energy has been transferred to the pile. The condition necessary for this optimal Transfer of energy between the drop hammer and the Bfahl must be fulfilled, is that ν equal 2v, i.e. the speed of the drop hammer at the moment of the impact must be twice as high as that Speed of the pile head caused by the force P transmitted through the butt cap will.

Die Bewegungsenergie des Fallhammers wird jetzt vollständig in potentielle Energie in dem Pfahl verwandelt, und sie erscheint als Druckwelle mit der Druckkraft P und einer Länge Tc. Die Druckwelle ist so lang, daß das GewichtThe kinetic energy of the drop hammer is now complete is transformed into potential energy in the pile, and it appears as a pressure wave with the compressive force P and a length Tc. The pressure wave is so long that the weight

309817/0261309817/0261

des Teils des Pfahls, längs dessen sich die Druckwelle fortpflanzt, gleich dem Zweifachen des Gewichtes des Fallhammers ist; mit anderen Worten, TcA / = 2H; hierin bezeichnet . das Gewicht' einer Raumeiiiheit des Werkstoffs des Pfahls. Ferner "bedeutet dies, daß die weiter oben genannte Beziehung nicht für den Fall gilt, daß das Gewicht des Fallhammers größer ist als dasjenige des Pfahls 3· Ist der Fallhammer zu schwer, wird die Geschwindigkeit des Pfahlkopfes während des letzten Teils der Stoßperiode durch Wellen beeinträchtigt, die am unteren Ende des Pfahls reflektiert werden.the part of the pile along which the pressure wave is propagates is equal to twice the weight of the drop hammer; in other words, TcA / = 2H; referred to herein . the weight of a unit of space of the material of the Stake. Furthermore, "this means that the above-mentioned Relationship does not apply in the event that the weight of the drop hammer is greater than that of the pile 3 · Is the Drop hammer too heavy, the speed of the pile head is caused by waves during the latter part of the shock period that are reflected at the bottom of the pile.

Das Zusammenwirken des Fallhammers, der Stoßkappe und des Pfahls ist in Fig. 2 graphisch dargestellt. Der Fallhammer bewegt sich vom Augenblick des Stoßes (t = 0) längs einer parabolischen Kurve A-B-O. Ableitungen dieser Parabel bestimmen die Geschwindigkeit des Fallhammers in jedem beliebigen Zeitpunkt. Die Neigung einer Linie A-A , die die Parabel am Punkt A tangiert, zeigt die Geschwindigkeit des Fallhammers im Augenblick ν des Stoßes an. Wenn die Linie A-B die Bewegung des Pfahlkopfes in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, repräsentiert die Differenz zwischen der . parabolischen Kurve A-B und der geraden Linie A-B die Zusammendrückung der Stoßkappe, wahrend die Neigung der Linie A-B die Geschwindigkeit ν des Pfahlkopfes bezeichnet. The interaction of the drop hammer, the impact cap and the post is shown graphically in FIG. The monkey moves along a parabolic curve A-B-O from the moment of impact (t = 0). Derivatives of this parabola determine the speed of the drop hammer in any one Time. The inclination of a line A-A, which is tangent to the parabola at point A, shows the speed of the Hammer at the moment ν of the impact. When the line A-B the movement of the pile head in dependence on the Time represents, represents the difference between the. parabolic curve A-B and the straight line A-B the Compression of the butt cap while tilting the Line A-B denotes the speed ν of the pile head.

Wenn ν = ν /2 ist, schneidet die Linie A-B die Parabel an ihrem Scheitelpunkt. B, wo die Geschwindigkeit des Fallhammers gleich Null ist, so daß auch die Zusammendrückung der Stoßkappe gleich Null ist.If ν = ν / 2, the line A-B intersects the parabola at its apex. B where the speed of the drop hammer is equal to zero, so that the compression of the butt cap is also zero.

Ist ν größer als v_Q/2, wie es der Linie A-D entspricht, ist die Zusammendrückung der Stoßkappe natürlich nur dann gleich Null, wenn der Fallhammer eine nach oben gerichtete Bewegung angenommen hat, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch die Ableitung der Parabel für den Punkt D bestimmt ist. Diese Geschwindigkeit entspricht 'If ν is greater than v _Q / 2, as corresponds to the line AD, the compression of the butt cap is of course only zero if the drop hammer has assumed an upward movement, namely at a speed that is determined by the derivation of the parabola is intended for point D. This speed corresponds to '

3 0 9 8 17/02613 0 9 8 17/0261

der Bewegungsenergie, die verloren geht, wenn sie nicht übertragen werden kann, um nutzbare Arbeit dadurch zu leisten, daß sie den Fallhammer hebt, damit er einen weiteren Hub ausführen kann.the kinetic energy that is lost when it cannot be transferred in order to do useful work, that she lifts the monkey to make another one Hub can perform.

1st v_Q/2 kleiner als ν , und ist ν kleiner als ν , ist ersichtlich, daß die Zusammendrückung der Stoßkappe auf Null zurückgegangen ist, während sich der Fallhammer noch nach unten bewegt. Die in dem Pfahl auftretende Druckwelle verläuft dann längs einer exponentiell abfalleilden Druckkurve, wodurch eine geringere Beanspruchung des Pfahls herbeigeführt wird.If v _Q / 2 is less than ν and ν is less than ν, it can be seen that the compression of the butt cap has decreased to zero while the drop hammer is still moving downwards. The pressure wave occurring in the pile then runs along an exponentially decreasing pressure curve, as a result of which the pile is subjected to less stress.

Ist ν größer als ν , wird die Stoßkappe nicht zusammengedrückt, und der Pfahl wird so eingerammt_t als ob keine Stoßkappe vorhanden wäre.Ν is greater than ν, the impact cap is not compressed, and the pile is rammed _t so as if no impact cap would be present.

Was das Zusammenarbeiten des Pfahls mit dem Boden betrifft, wenn die potentielle Energie des Druck© ausgenutzt wird, um den Pfahl in den Boden zu rammen, wird auf H.C. Fischer, "On Longitudinal Impact", Uppsala 1%0, Bezug genommen. Im Band III dieses Werks behandelt Fischer einen Fall, bei dem vom Eindringwiderstand des Bodens angenommen wird, daß er durch eine Reibungskraft F gegeben ist, die konzentriert am spitzen unteren Ende des Pfahls auftritt. Hierbei führt Fischer den Begriff der relativen Reibung f ein, der durch die Gleichung f = F/P^, definiert ist, in der P^ die Kraft bezeichnet, die an der Pfahlspitze auftritt, wenn die Druckwelle von einer festen Unterlage reflektiert wird. Aus den weiter oben benutzten Formelzeichen ergibt sich, daß P^ gleich 2P ist.As for the cooperation of the stake with the ground, if the potential energy of the pressure © is used to drive the pile into the ground, H.C. Fischer, "On Longitudinal Impact", Uppsala 1% 0, reference taken. In Volume III of this work, Fischer deals with a case in which the penetration resistance of the soil is assumed is that it is given by a frictional force F, which occurs concentrated at the pointed lower end of the pile. Here Fischer introduces the concept of relative friction f, which is defined by the equation f = F / P ^, in which P ^ denotes the force that occurs at the pole tip, when the pressure wave is reflected from a solid surface. Results from the formula symbols used above that P ^ equals 2P.

Fischer zeigt ferner, daß der Teil w" der Energie der Druckwelle, der zum Einrammen des Pfahls ausgenutzt wird, von f entsprechend der Gleichung w" « ^f (1 - f) abhängt.Fischer also shows that the part w "of the energy of the pressure wave that is used to drive the pile becomes, from f according to the equation w "« ^ f (1 - f) depends.

1st f größer als 1, wird w" negativ. Dies bedeutet, daß die Eeibungskraft F zu groß ist, und daß daher derIf f is greater than 1, w "becomes negative. This means that the friction force F is too great, and that therefore the

3 0 9 8 17/02613 0 9 8 17/0261

Pfahl nicht in den Boden eindringt. Die Energie der Druckwelle wird reflektiert und erscheint in Form einer nach oben gerichteten Druckwelle. Mir jeden Wert des Eindringwiderstandes F gibt es daher einen Mindestwert der Kraft P, der überschritten werden muß, wenn erreicht werden soll, daß der Pfahl während des Stoßes weiter in den Boden eindringt. Post does not penetrate the ground. The energy of the pressure wave is reflected and appears in the form of an after upward pressure wave. Me every value of penetration resistance F there is therefore a minimum value of the force P which must be exceeded if it is to be achieved that the pile penetrates further into the ground during the impact.

Ist f kleiner als 1 und größer als 1/2, liegt w" zwischen O und 1. In diesem Fall wird ein Teil der Energie ausgenutzt, um den Pfahl in den Boden zu rammen, während der verbleibende Teil (1 - w") der Energie längs des Pfahls nach oben reflektiert wird.If f is less than 1 and greater than 1/2, then w " between O and 1. In this case it becomes part of the energy exploited to drive the pile into the ground while the remaining part (1 - w ") of the energy is along the pile is reflected upwards.

Ist die Länge Tc der Druckwelle größer als 2L, wenn L die Länge des Pfahls bezeichnet, bewirkt die reflektierte Druckwelle eine Verringerung des Stoßdrucks P während letzten Teils der Stoßperiode T. Wie erläutert, ist Tc größer als 2L, wenn H größer ist als AL γ .If the length Tc of the pressure wave is greater than 2L, when L denotes the length of the pile, the reflected pressure wave causes a reduction in the impact pressure P during the latter part of the impact period T. As explained, Tc is greater than 2L when H is greater than AL γ .

Hat f den Wert 1/2, ist W" gleich 1; dies bedeutet, daß die gesamte auf den Pfahl übertragene Stoßenergie zum Einrammen des Pfahls ausgenutzt worden ist.If f has the value 1/2, W "is equal to 1; this means that the entire impact energy transmitted to the pile to the Driving into the pile has been exploited.

_t V _t V

Ist f kleiner als 1/2, jedoch größer als Null, bewirkt der reflektierte Druck der Welle an der Pfahlspitze, daß in dem Pfahl eine Zugspannung entsteht. Die resultierende Druckwelle wird wiederum am Pfahlkopf reflektiert, und eine neue Druckwelle pflanzt sich in Eichtung auf die Pfahlspitze fort. Diese zweite Druckwelle kann dann, wenn ihre Intensität ausreicht, dazu beitragen, den Pfahl weiter einzurammen. Ist Tc größer als 2L, unterstützt die zweite Druckwelle die erste Druckwelle, deren Stoßperiode nochcnicht beendet ist.If f is less than 1/2, but greater than zero, this has the effect the reflected pressure of the wave at the pole tip, that a tensile stress arises in the pile. The resulting pressure wave is in turn reflected at the pile head, and a new pressure wave is planted in the direction of the Pole tip away. This second pressure wave can then, if its intensity is sufficient, help to drive the pile in further. If Tc is greater than 2L, the second pressure wave the first pressure wave whose shock period has not yet ended.

Das Aufbringen solcher kräftiger Stöße kann zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades führen, doch können sioh die hierbei in dem Pfahl auftretenden. Zugspannungen in bestimmten Fällen als schädlich erweisen, und sie könnenApplying such powerful shocks can help achieve lead to a high degree of efficiency, but this can occur in the pile. Tensile stresses in Certain cases prove harmful, and they can

309817/0261309817/0261

bei Pfählen aus Beton nur dann zugelassen werden, wenn die Pfähle durch Längsbewehrungen in einem solchen Ausmaß verstärkt sind, daß das Auftreten unerwünschter Bisse verhindert wird.in the case of piles made of concrete are only permitted if the Piles are reinforced by longitudinal reinforcement to such an extent that the occurrence of undesirable bites is prevented will.

Aus dieser kurzen Zusammenfassung der Arbeit von Fischer ergibt sich, daß die gesamte Stoßenergie sum Einrammen eines Pfahls nur dann ausgenutzt wird, wenn die in der Stoßkappe auftretende Kraft P gleich den Eindringwiderstand des Bodens ist. Eine gleich vorteilhafte Ausnutzung der Energie wird weder bei einer größeren Kraft noch bei einer kleineren Kraft erzielt. Am Kopf des Pfahls läßt sich diese vorteilhafte Energieausnutzung beobachten, wenn sich zeigt, daß der Pfahlkopf nach einem Stoß in Buhe verbleibt, und daß er durch irgendeine reflektierte Druckwelle weder in der Stoßrichtung noch in der Gegenrichtung verlagert wird. Die genannte Arbeit bestätigt somit die eingangs aufgestellte Forderung, daß im theoretischen Idealfall die in der Stoßkappe wirksame Kraft P während der Bauer des Stoßes konstant sein soll.From this brief summary of the work of Fischer shows that the entire impact energy sum driving a pile is only used when the The force P occurring in the butt cap is equal to the penetration resistance of the soil. An equally advantageous use the energy is obtained neither with a larger force nor with a smaller force. At the head of the stake this advantageous energy utilization can be observed, if it is shown that the pile head remains in boom after an impact, and that it is caused by some reflected pressure wave neither in the thrust nor in the opposite direction is relocated. The work mentioned thus confirms the requirement made at the beginning that in the theoretical Ideally, the force P effective in the butt cap while the pawn of the butt should be constant.

In dem genannten Werk behandelt Fischer später einen Fall, bei dem der Eindringwiderstand des Bodens als von Reibungskräften herrührend betrachtet wird, die eich über die ganze Länge des Pfahls verteilen, sowie Fälle, in denen der Eindringwiderstand mit einem elastischen Wideretand kombiniert ist. Alle diese Fälle sind in dem zuerst genannten Bericht behandelt. In the work mentioned, Fischer later deals with one Case where the penetration resistance of the soil is considered to be of Frictional forces are considered to be due to the calibration distribute the entire length of the stake, as well as cases where the penetration resistance with an elastic resistance is combined. All of these cases are covered in the first mentioned report.

Zusammenfassend kann man feststellen, daß es für jede Kombination von Bodenverhältnissen, Eindringwiderstand, Pfahlgewicht und Hammergewicht bestimmte Werte der Fallhöhe h des Fallhammers und der durch die Stoßkappe aufgebrachten Stoßkraft P gibt, die in Kombination miteinander eine maximale Ausnutzung der Stoßenergie zum Einrammen eines Pfahls gewährleisten.In summary, it can be stated that for every combination of soil conditions, penetration resistance, The pile weight and hammer weight determine values of the drop height h of the drop hammer and that applied by the butt cap Impact force P gives, which in combination with each other a maximum utilization of the impact energy for driving a Ensure the stake.

Da sich die Bodenverhältnisse ebenso wie der Eindringwiderstand während des Einrammens jedes Pfahle verän-Since the soil conditions as well as the penetration resistance change each pile as it is driven in.

309817/0261309817/0261

dert, muß die Stoßkappe mit einer Einrichtung versehen sein, die es ermöglicht, die Druckkraft P so zu verändern, daß sie den jeweiligen Bedingungen angepaßt wird. Wird die Druckkraft P verändert, ist es auch erforderlich, die lallhöhe h des Hammers neu einzustellen,■·damit ein möglichst großer Teil der Stoßenergie auf den Pfahl übertragen wird.dert, the shock cap must be provided with a device that makes it possible to change the compressive force P so that it is adapted to the respective conditions. Will the If the pressure force P changes, it is also necessary to readjust the hammer height h of the hammer, so that as much as possible large part of the impact energy is transferred to the pile.

Bei einem bekannten Verfahren zum Einrammen von Pfählen wird ein elastischer Körper zwischen dem Fallhammer und dem Pfahl angeordnet; alternativ wird eine Vorrichtung benutzt, die vor ihrem Gebrauch auf einen Druck vorgespannt wird, der ausreicht, zu gewährleisten, daß die während des Stoßes auf den Pfahl übertragene Kraft mindestens ebenso groß ist wie der Eindringwiderstand des Bodens sowie kleiner als die größte Kraft, die bei dem Pfahl zulässig ist, wenn eine Beschädigung des Pfahls vermieden werden soll.In a known method for driving Piles, an elastic body is placed between the drop hammer and the pile; alternatively, a device used, which is biased before use to a pressure sufficient to ensure that the during the The force transmitted to the pile is at least as great as the resistance to penetration of the soil and less as the greatest force that can be allowed on the post if damage to the post is to be avoided.

Aus den Vorstehenden Überlegungen ist ersichtlich, daß eine Stoßkappe, die vor ihrem Gebrauch so vorgespannt wird, daß sie die genannten Eigenschaften aufweist, keine Gewähr dafür gibt,- daß unter allen vorkommenden Rammbedingungen ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Soll mit einem hohen Wirkungsgrad gearbeitet werden', muß die Stoßkappe nicht nur die schon genannten' Eigenschaften haben, sondern sie muß außerdem so ausgebildet sein, daß es möglich ist, die Vorspannung der Stoßkappe den Bodenverhältnissen derart anzupassen, daß die während des Stoßes auf den Pfahl übertragene Kraft gleich dem Eindringwiderstand ist, und daß ferner die Fallhöhe des Hammers bzw. seine Geschwindigkeit im Augenblick des Stoßes der Vorspannung der Stoßkappe angepaßt ist, so daß die Geschwindigkeit ν des Hammers im Augenblick des Stoßes doppelt so hoch ist wie die Geschwindigkeit ν des Pfahlkopfes.From the above considerations it can be seen that a butt cap that is so pretensioned before use that it has the properties mentioned does not guarantee that - that under all piling conditions that occur a high degree of efficiency is achieved. If you want to work with a high degree of efficiency, the butt cap must not only have the properties already mentioned, but it must also be developed in such a way that it is possible is to adapt the bias of the butt cap to the ground conditions so that the during the impact on the force transmitted to the pile is equal to the resistance to penetration, and that also the height of fall of the hammer or its The speed at the moment of the impact is adapted to the pretensioning of the impact cap, so that the speed ν of the hammer at the moment of impact is twice as high as the speed ν of the pile head.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einrammen von Pfählen wird eine Stoßkappe benutzt, die in der Stoßrichtung verformbar ist und auf den Pfahl eine Stoßkraft von vorbestimmter Größe aufbringt. Die zweckmäßige GrößeIn a method according to the invention for driving piles, a butt cap is used which is oriented in the direction of impact is deformable and applies an impact force of a predetermined magnitude to the pile. The convenient size

309817/0261309817/0261

der Stoßkraft wird aus der Bewegung des Pfahlkopfes nach einem Stoß oder aus den Spannungen abgeleitet} die in dem Pfahl auftreten, sobald die Druckwelle den Pfahl einmal durchlaufen hat. Diese Meßwerte, die mittels einer optischen Beobachtung oder mit Hilfe eines Geräte gewonnen werden, liefern eine Basis für die Wahl der Stoßkraft im Verhältnis zu den Jeweiligen Arbeitsbedingungen, und die Stoßkappe weist eine Einrichtung auf, die es ermöglicht, die Stoßkappe entsprechend einzustellen. Die Fallhöhe· des Hammers wird optisch oder mit Hilfe eines Geräts beobachtet, um festzustellen, ob sich der Hammer in Buhe befindet, wenn die Kappe nach ihrer Verformung wieder ihre Ausgangslage erreicht hat.the impact force is derived from the movement of the pile head a shock or derived from the stresses} in the Pile occur as soon as the pressure wave has passed through the pile once. These measured values, which are obtained by means of an optical Observation or obtained with the help of a device provide a basis for the choice of the impact force in relation to the respective working conditions, and the butt cap has a device that enables the Adjust butt cap accordingly. The height of fall of the hammer is observed optically or with the aid of a device, to determine whether the hammer is in boom when the cap returns to its original position after it has been deformed has reached.

Eine bei der Anwendung dieses Verfahrens nach der Erfindung benutzbare Stoßkappe wird im folgenden anhand von Fig. 3 beschrieben.A butt cap which can be used in the application of this method according to the invention is described below with reference to FIG Fig. 3 described.

Zu der Stoßkappe gehört ein Zylinder 4, der durch einen Kolben 5 abgeschlossen ist, dessen Auswärtsbewegung durch eine Schulter 6 des Zylinders begrenzt wird. Das entgegengesetzte Ende des Zylinders 4 ist durch tinen weiteren Kolben 7 abgeschlossen, dessen Stellung durch eine Flüssigkeitsmenge bestimmt wird, die sich in einer Kammer 10 befindet, welche in dem Zylinder 4 durch eine Schulter 8, den Kolben 7 und eine damit verbundene KoIbtnstauge 9 abgegrenzt wird. Die in dem Zylinder 4 durch di« beiden Kolben 5 und 7 abgegrenzte Kammer ist teilweise mit einem unter hohem Druck stehenden Gas 11 und zum anderen Teil mit einer Flüssigkeit 12 gefüllt. Die Flüssigkeitsmenge steht mit der Flüssigkeitsmenge in der Kammer 10 über ein verstellbares Ventil 13 und zwei mit Rückschlagventilen versehene Kanäle in Verbindung; diese Ventile sind so eingerichtet, daß bei einer bestimmten Stellung dee Ventils Flüssigkeit von 12 nach 10 und bei einer anderen Stellung dieses Ventils Flüssigkeit von 10 nach 12 strömen kann. Ferner kann das Ventil 13 vollständig geschlossen werden, so daß keine Verbindung zwischen den FlüssigkeitsfüllungenThe butt cap includes a cylinder 4, which is through a Piston 5 is complete, the outward movement of which is limited by a shoulder 6 of the cylinder. That opposite end of the cylinder 4 is completed by tinen further piston 7, the position of which by a The amount of liquid is determined, which is located in a chamber 10, which is in the cylinder 4 by a shoulder 8, the piston 7 and a piston eye 9 connected therewith delimited will. The chamber delimited in the cylinder 4 by the two pistons 5 and 7 is partially provided with a under high pressure gas 11 and on the other hand filled with a liquid 12. The amount of liquid stands with the amount of liquid in the chamber 10 via an adjustable valve 13 and two with check valves provided channels in connection; these valves are set up so that at a certain position the valve Fluid can flow from 12 to 10 and, if this valve is in a different position, fluid can flow from 10 to 12. Furthermore, the valve 13 can be closed completely, so that there is no connection between the liquid fillings

309817/0261309817/0261

10 und 12 vorhanden ist. Zwischen dem Zylinder 4 einerseits und den Kolben 5 und 7 sowie der Kolbenstange 9 andererseits sind Dichtungen 15 angeordnet.10 and 12 is present. Between the cylinder 4 on the one hand and the pistons 5 and 7 and the piston rod 9 on the other hand, seals 15 are arranged.

Um einen Pfahl einzurammen, läßt man den Hammer 1 aus der Höhe h oberhalb des Kolbens 5 herabfallen, so daß der Hammer auf den Kolben mit der Geschwindigkeit ν = J2gh , auftrifft. Hierbei wird der Kolben 5 in den Zylinder 4 hineingedrückt, der teilweise mit dem unter hohem Druck stehenden Gas 11 gefüllt ist. Wird der Kolben 5 durch den Hammer 1 aus seiner in Fig. 3 gezeigten äußeren Stellung nach unten bewegt, wirkt die Gasfüllung 11 einerseits auf den Hammer, der hierdurch abgebremst wird, und andererseits über die Flüssigkeitsfüllung 12 und den Kolben 7 sowie die Kolbenstange 9 auf den Pfahl 3· Hierbei wird in dem Pfahl eine Druckwelle erzeugt, die eine Abwärtsbewegung am Kopf des Pfahls mit der Geschwindigkeit ν herbeiführt_s deren Größe zum Druck des Gases 11 proportional ist. Die Fallhöhe h_Q und der Druck des Gases 11 werden so gewählt, daß ν etwa gleich 2v ist. Für jeden Wert des Drucks des . Gases 11 kann man einen bestimmten Wert der Fallhöhe h_Q berechnen, bei dem während des Einrammens eines Pfahls eine optimale Ausnutzung der Stoßenergie erzielt wird. In der Praxis kann man eine solche optimale Energieübertragung dadurch nachprüfen, daß man die Bewegungen des Hammers nach jedem Stoß beobachtet. Wird mit einer zu großen Fallhöhe h gearbeitet, wird ν größer als 2v, und der Hammer hebt sich nach dem Stoß von dem Kolben 5 ab, d.h. er führt eine Bewegung nach oben aus; die hierbei verbrauchte Energie stellt einen Energiebetrag dar, der beim Einrammen des Pfahls nicht ausgenutzt worden ist. Mit anderen Worten, der Hammer prallt von dem Kolben 5 ab. Für die Energieübertragung gilt die Gleichung w¹ = 4(v /v )(1 - ^v-n/^v ₀)· Bezeichnet man die Rückprallhöhe mit h , läßt sich die übertragene Energie auch durch die Gleichung w¹ =, l(h_/h ) ausdrücken.In order to drive in a pile, the hammer 1 is allowed to drop from the height h above the piston 5, so that the hammer strikes the piston at the speed ν = J 2gh. Here, the piston 5 is pressed into the cylinder 4, which is partially filled with the gas 11 which is under high pressure. If the piston 5 is moved downward by the hammer 1 from its outer position shown in FIG. 3, the gas filling 11 acts on the one hand on the hammer, which is slowed down as a result, and on the other hand via the liquid filling 12 and the piston 7 and the piston rod 9 the pile 3 · This function generates a pressure wave in the pile, which causes a downward movement of the head of the pile at the speed ν _s the size of the pressure of the gas 11 is proportional. The height of fall h _Q and the pressure of the gas 11 are chosen so that ν is approximately equal to 2v. For each value of the pressure of the. Gas 11, a certain value of the height of fall h _Q can be calculated, at which an optimal utilization of the impact energy is achieved during the driving of a pile. In practice, such an optimal transfer of energy can be checked by observing the movements of the hammer after each impact. If the drop height h is too great, ν becomes greater than 2v, and the hammer lifts off the piston 5 after the impact, ie it executes an upward movement; the energy consumed here represents an amount of energy that was not used when driving the pile. In other words, the hammer bounces off the piston 5. ^{The equation w 1} = 4 (v / v) (1 - ^v -n / ^v ₀ ) applies to the energy transfer If the rebound height is denoted by h, the transferred energy can also be expressed by the equation w ¹ =, l (h_ / h) express.

s οs ο

Die Werte von h und h_q können während der Rammarbeiten beobachtet werden, und h kann so gewählt werden, daß hThe values of h and h _q can be observed during the piling operations, and h can be chosen so that h

309817/0261309817/0261

klein wird und sich Null nähert. Diese Überwachung kann mit Hilfe eines Geräts oder aber nur durch eine optische Beobachtung durchgeführt werden.becomes small and approaches zero. This monitoring can with the help of a device or only by optical observation.

Die in dem Pfahl 3 erzeugte Druckwelle pflanzt sich mit Schallgeschwindigkeit jln Richtung auf die Pfahlspitze* fort. Wird der Druck des Gases 11 unter Berücksichtigung der Bodenverhältnisse in der richtigen Weise gewählt ,.· wird die gesamte potentielle Energie der Druckwelle sum Einrammen des Pfahls ausgenutzt, und der Pfahlkopf bleibt in Ruhe, sobald die Stoßperiode beendet ist·The pressure wave generated in the pile 3 is planted at the speed of sound in the direction of the pole tip * away. If the pressure of the gas 11 is selected correctly, taking into account the soil conditions,. · Is the total potential energy of the pressure wave to be driven in of the pile is used, and the pile head remains at rest as soon as the impact period is over

Ist der Druck des Gases 11 dagegen zu hoch, wird der Pfahlkopf in dem Zeitpunkt t, in dem t gleich,2L/c ist, nach dem Stoßzeitpunkt durch eine Druckwelle nach unten gezogen, die vom spitzen unteren Ende des Pfahls zurückgeworfen wird. Dies läßt sich während des Rammvorgangs dadurch beobachten, daß der Hammer 1 während einer, kurzen Zeitspanne frei herabhängt, bevor er erneut auf den Pfahlkopf bzw. die Stoßkappe herabfällt.On the other hand, if the pressure of the gas 11 is too high, the Pile head at time t, when t is equal to 2L / c, after the moment of impact by a pressure wave downwards pulled back from the pointed lower end of the stake will. This can be observed during the ramming process that the hammer 1 during a short Period of time hanging freely before returning to the pile head or the butt cap falls off.

Ist der Druck des Gases 11 zu niedrig, erscheint die reflektierte Welle als eine Druckwelle, die beim Erreichen des Pfahlkopfes die Stoßkappe 2 vom Pfahlkopf weg nach oben schleudert.If the pressure of the gas 11 is too low, the appears reflected wave as a pressure wave which, when reaching the pile head, moves the butt cap 2 away from the pile head flings up.

Beim Vorhandensein des richtigen Drucks des Gases 11 handelt es sich somit um eine Vorbedingung dafür, daß ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Der Gasdruck wird mit Hilfe des Ventils 13 eingestellt. Ist der Druck des GasesWith the correct pressure of the gas 11 it is therefore a prerequisite for achieving high efficiency. The gas pressure is with Set using the valve 13. Is the pressure of the gas

11 zu hoch, stellt man das Ventil 13 so ein, daß Flüssigkeit11 too high, the valve 13 is adjusted so that liquid

von 10 nach 12 strömen kann, was zwischen aufeinander folgenden Stoßperioden möglich ist, wenn der Druck der Flüssigkeitsfüllung 10 höher ist als derjenige der Flüssigkeit sfüllung 12. Hierbei wird der Kolben ? so verschoben, daß sich das Volumen des Gases 11 vergrößert und sich sein Druck entsprechend verringert.from 10 to 12 can flow what between consecutive Shock periods is possible when the pressure of the liquid filling 10 is higher than that of the liquid filling 12. Here, the piston? so postponed that the volume of the gas 11 increases and its pressure decreases accordingly.

309017/0261309017/0261

Ist der Druck .des Gases 11 im Hinblick auf die Bodenverhältnisse zu hoch, bringt man das Ventil 13 in die Stellung, bei der Flüssigkeit von 12 nach 10 strömen kann, was während ^eaer Stoßperiode möglich ist, da dann der Druck der Flüssigkeitsfüllung 10 niedriger ist als derjenige der Flüssigkeitsfüllung 12. · 'If the pressure of the gas 11 is too high with regard to the soil conditions, the valve 13 is brought into the position in which liquid can flow from 12 to 10, which is possible during the shock period, since the pressure of the liquid filling 10 is then lower is than that of the liquid filling 12. · '

Gewöhnlich kann es während des Einrammens eines einzigen Pfahls erforderlich sein, den Druck des Gases 11 mehrmals nachzuregeln; dies richtet sich nach den Änderungen des Eindringwiderstandes des Bodens, und der Gasdruck muß im allgemeinen mit zunehmender Eammtiefe erhöht werden. Die Einrichtung zum Verstellen des Ventils 13 ist in Fig. 3 nicht dargestellt; sie kann jedoch so ausgebildet sein, daß sie mit einer mechanischen oder hydraulischen Kraftübertragung arbeitet und sich mit der Hand oder mittels eines Motors betätigen läßt.Usually during the driving of a single pile it may be necessary to increase the pressure of the gas 11 readjust several times; this depends on the changes in the penetration resistance of the soil, and the gas pressure must are generally increased with increasing embankment depth. The device for adjusting the valve 13 is not shown in FIG. 3 shown; however, it can be designed so that it can be operated with a mechanical or hydraulic power transmission works and can be operated by hand or by means of a motor.

Der Fallhammer wird bei jedem Hub angehoben und dann freigegeben, z.B. mittels einer Winde oder einer automatisch arbeitenden Einrichtung, bei der z.B. der Abgasdruck eines Verbrennungsmotors ausgenutzt wird, der zum Beaufschlagen eines Arbeitszylinders dient.The drop hammer is raised with each stroke and then released, e.g. by means of a winch or an automatically operating device, in which e.g. the exhaust gas pressure an internal combustion engine is used, which is used to pressurize a working cylinder.

Gemäß Fig. 4- kann man das Ventil 13 nach Fig. 3 durch eine umsteuerbare Pumpe 23 ersetzen, die Flüssigkeit von 10 nach 12 fördert. Eine solche Einrichtung ist bei der abgeänderten Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4-vorhanden, bei der die anhand von Fig. 3 beschriebene Stoßkappe derart weitergebildet worden ist, daß der Hammer mit Hilfe des sich entspannenden Gases 11 gehoben werden kann.According to Fig. 4- you can the valve 13 of Fig. 3 through Replace a reversible pump 23 that conveys liquid from 10 to 12. Such a facility is in the modified one Embodiment of the invention according to FIG. 4 is present, in which the butt cap described with reference to FIG has been developed in such a way that the hammer can be lifted with the aid of the expanding gas 11.

Fig. 2 veranschaulicht graphisch, auf welche Weise sich der Hammer 1 vom Zeitpunkt seines Anstoßens an die Stoßkappe, d.h. auf der Zeitachse von dem Punkt A aus unter dem Einfluß der durch die Stoßkappe aufgebrachten Kraft P längs der Parabel A-B-C bewegt. An dem Punkt C hat der Hammer 1 die gleiche Geschwindigkeit ν wie im Augenblick des Stoßes, doch bewegt sich der Hammer in der entgegenge-FIG. 2 graphically illustrates the way in which the hammer 1 changes from the time it is struck to the Impact cap, i.e. on the time axis from point A under the influence of the force applied by the impact cap P moves along the parabola A-B-C. At the point C the hammer 1 has the same speed ν as at the moment of the shock, but the hammer moves in the opposite direction

3098 17/026 13098 17/026 1

setzten Richtung. Wird die Stoßperiode an dem Punkt C unterbrochen, wird der Hammer zum Anfangspunkt seiner Fallstrecke zurückbewegt, und das beschriebene Arbeitsspiel würde sich wiederholen. ^v set direction. If the shock period is interrupted at point C, the hammer is moved back to the starting point of its fall distance, and the working cycle described would be repeated. ^v

Im Zeitpunkt t des Stoßes, der der Strecke A-C entspricht, ist der Pfahlkopf längs einer Strecke ν t bewegt worden. Wenn der Pfahl automatisch eingerammt werden soll, muß das Gas 11 in der Stoßkappe 2 vor ,jedem Hub auf einen Druck verdichtet werden, der der Verlagerung Vt entspricht. Diese Vorspannung soll nach dem Hub beseitigt werden, und sie dient dazu, dem Hammer eine zusätzliche Energiemenge Pv t zuzuführen, wie es für einen automatischen Betrieb erforderlich ist.At the point in time t of the impact, which corresponds to the distance A-C, the pile head is moved along a distance ν t been. If the pile is to be driven automatically, the gas 11 in the butt cap 2 must be at one stroke before each stroke Pressure to be compressed, which corresponds to the displacement Vt. This preload is intended to be removed after the stroke, and it is used to give the hammer an additional amount of energy To supply Pv t as required for automatic operation.

Die Dauer des Stoßes beträgt 2v /a^, d.h. sie ist doppelt so lang wie die Druckeinwirkungszeit, die bei der Anordnung nach Fig. 3 erzielbar ist. Dies bedeutet, daß sich der Wirkungsgrad der Rammarbeit verdoppelt.The duration of the shock is 2v / a ^, i.e. it is twice as long as the pressure action time that can be achieved with the arrangement according to FIG. This means that the efficiency of the piling work doubles.

Im folgenden wird die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 mit weiteren Einzelheiten beschrieben·In the following the embodiment of the invention according to Fig. 4 is described in more detail.

Das eine Ende des Zylinders 4 ist durch einen mit diesem Zylinder konzentrisch angeordneten Kolben, abgeschlossen, der seinerseits einen Zylinder 16 bildet, dessen eines Ende verschlossen ist, während sein anderes Ende offen ist und in dem Innenraum des Zylinders 4 mündet. Der zylinderförmige Kolben 16 arbeitet mit einer Dichtung am oberen Ende 6 des Zylinders 4 sowie mit einem ringförmigen Ventilkörper 17 zusammen, der längs der Innenwand des Zylinders 4 verschiebbar und ihr gegenüber abgedichtet ist. Der VentilkÖrper 17 arbeitet mit einer an dem Zylinder 16 ausgebildeten Schulter 18 zusammen. Das entgegengesetzte Ende des Zylinders 4 ist allgemein entsprechend der anhand von Fig. 3 gegebenen Beschreibung ausgebildet. Jedoch ist das in Fig. gezeigte Ventil 13 durch eine umsteuerbare Pumpe 23 mit einer Antriebseinrichtung 24 ersetzt. In den Zylinder 16 istOne end of the cylinder 4 is closed off by a piston arranged concentrically with this cylinder, which in turn forms a cylinder 16, one end of which is closed while its other end is open and opens into the interior of the cylinder 4. The cylindrical piston 16 operates with a seal at the top 6 of the cylinder 4 and with an annular valve body 17, which is displaceable along the inner wall of the cylinder 4 and is sealed against it. The valve body 17 works with one formed on the cylinder 16 Shoulder 18 together. The opposite end of the cylinder 4 is generally similar to that of FIG. 3 given description. However, the valve 13 shown in FIG. 1 is provided with a reversible pump 23 a drive device 24 replaced. In the cylinder 16 is

3Ü9817/02613Ü9817 / 0261

eine unter hohem Druck stehende Gasfüllung 11 eingeschlossen. Die übrigen Räume in den Zylindern sind mit einer Flüssigkeit gefüllt. Der Druck des ^uases 11 ist bestrebt, den Zylinder 16 in seine obere Stellung zu bringen, bei der der "Ventilkörper 17 an der Schulter 6 anliegt und mit , der Schulter 18 mit abdichtender Wirkung zusammenarbeitet.a high pressure gas filling 11 included. The remaining spaces in the cylinders are filled with a liquid. The pressure of the ^u ases 11 tends to bring the cylinder 16 into its upper position in which the valve body 17 rests against the shoulder 6 and cooperates with the shoulder 18 with a sealing effect.

Gemäß Fig. 4 ist eine weitere Pumpe 19 vorhanden, die durch einen zweiten Motor 20 angetrieben wird und dazu dient, Flüssigkeit aus einer Kammer 12 in eine Eingkammer zu fördern, die durch die Zylinder 4- und 16 sowie den Ventilkörper 17 abgegrenzt wird. Wird Flüssigkeit in die Kammer 21 gefördert, wird der Zylinder 16 in dem Zylinder 4- nach unten bewegt, und hierbei'wird die Gasfüllung 11 weiter verdichtet.According to Fig. 4, another pump 19 is present, which is driven by a second motor 20 and serves to feed liquid from a chamber 12 into an input chamber to promote, which is delimited by the cylinders 4 and 16 and the valve body 17. Will liquid enter the chamber 21 promoted, the cylinder 16 is in the cylinder 4- after Moved down, and here 'the gas filling 11 is further condensed.

, Ist auf die Gasfüllung 11 eine ausreichende zusätzliche Energiemenge übertragen worden₉ fällt der Hammer 1 auf den Zylinder 16 herab, wodurch das Gas 11 noch weiter verdichtet wird, während sich gleichzeitig das Ventil an der Schulter 18 öffnet und der Ventilkörper 17 durch eine Bückholfeder 22 in seine obere Stellung zurückgeführt wird, während Flüssigkeit zwischen der Außenfläche des Zylinders 16 und der Innenwand des Ventilkörpers 17 hindurch von 21 nach 12 strömt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Länge des Hubes während des Verdichtens des Gases 11 während der Wirkungszeit des Hammers 1 kleiner ist als die Hublänge während der Expansion des Gases. Der Hammer wird in Richtung auf seinen Ausgangspunkt nach oben zurückgeworfen, damit er eine weitere Fallbewegung ausführen kann, doch wird er in dieser oberen Stellung durch eine diesem Zweck dienende Einrichtung festgehalten. Bevor der Hammer wieder freigegeben wird, um einen Stoß auf den Zylinder auszuüben, hat die Pumpe 19 das Gas 11 annähernd auf den gewünschten hohen Druck gebracht, was bedeutet, daß der Kolben bzw. Zylinder 5 in dem Zylinder 4- nach unten bewegt wird. Dieses Arbeitsspiel wird wiederholt, solange die Pumpe 19 in Betrieb bleibt und das Gas 11 den Hammer 1 , Is on the gas filling 11 a sufficient additional amount of energy has been transferred ₉ falls, the hammer 1 to the cylinder 16 down, whereby the gas 11 is further compressed while at the same time opens the valve against the shoulder 18 and the valve body 17 by a Bückholfeder 22 is returned to its upper position while fluid flows between the outer surface of the cylinder 16 and the inner wall of the valve body 17 through from 21 to 12. This arrangement ensures that the length of the stroke during the compression of the gas 11 during the period of action of the hammer 1 is smaller than the stroke length during the expansion of the gas. The hammer is thrown back up towards its starting point so that it can carry out a further falling movement, but it is held in this upper position by a device serving this purpose. Before the hammer is released again to exert an impact on the cylinder, the pump 19 has brought the gas 11 to approximately the desired high pressure, which means that the piston or cylinder 5 in the cylinder 4 is moved downwards. This work cycle is repeated as long as the pump 19 remains in operation and the gas 11 hits the hammer 1

309817/0261 '309817/0261 '

bis zu einer solchen Höhe zurückschleudert, daß die Geschwindigkeit ν im Zeitpunkt des Stoßes höher ist als die Geschwindigkeit ν des Pfahlkopfes während des Stoßes. Hierbei handelt es sich um einen Betriebszustand» bei dem das Ventil an der Schulter 18 geöffnet wird.back to such a height that the speed ν at the time of the impact is higher than the speed ν of the pile head during the impact. This is an operating state in which the valve on the shoulder 18 is opened.

fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Stoßkappe« die unabhängig von der Geschwindigkeit y des Fallhammers arbeitet. Das Ventil 17-18 nach Fig. 4 ist gemäß Fig. 5 durch ein Ventil ersetzt, das durch ein Bauteil bzw. einen Stößel 25 gesteuert wird, der nach unten aus dem oberen Ende des Zylinders 16 herausragt, während das obere Ende des Stößels zusammen mit dem oberen Ende des Zylinders 16 dem Fallhammer 1 zugewandt ist. Der Stößel 25 ist mit einem Ring 26 verbunden, der sich in eine Stellung bringen läßt, in der er mehrere in der Wand des Zylinders 16 ausgebildete öffnungen 27 verschließt. Bei der in Fig. 5 gezeigten Stellung wird Flüssigkeit aus der Kammer 12 in die Kammer in der gleichen Weise wie oben beschrieben überführt. Sobald der Hammer 1 den Stößel 25 gegenüber dem Zylinder 16 nach unten drückt, wird die Verbindung zwischen den Bäumen 12 und 21 über die öffnungen 27 geöffnet, so daß sich, das Gas 11 entspannen kann, um eine Wirkung auf den Hammer und den Pfahl auszuüben. Ist das Produkt aus dem Druck des Gases 11 und der Querschnittsfläche des Stößels 25 kleiner als das Gewicht des Hammers, öffnet sich das Ventil 26-27 natürlich unabhängig von der Geschwindigkeit des Hammers im Augenblick seines Auftreffens. Bei dieser Ausfüiirungsform ergibt sich jedoch keine Einschränkung bezüglich, des Falls, in dem ν größer ist als ν .fig. Fig. 5 shows an embodiment of an impact cap that is independent of the speed y of the drop hammer is working. The valve 17-18 according to FIG. 4 is replaced by a valve according to FIG. 5, which by a component or a Plunger 25 is controlled, which protrudes downward from the upper end of the cylinder 16, while the upper end of the ram, together with the upper end of the cylinder 16, faces the drop hammer 1. The plunger 25 is with a Ring 26 connected, which can be brought into a position in which there are several formed in the wall of the cylinder 16 openings 27 closes. In the one shown in FIG In position, liquid is transferred from the chamber 12 into the chamber in the same manner as described above. As soon the hammer 1, the plunger 25 relative to the cylinder 16 after presses down, the connection between the trees becomes 12 and 21 opened through the openings 27 so that the Gas 11 can relax to have an effect on the hammer and the stake. Is the product from the printing of the Gas 11 and the cross-sectional area of the plunger 25 smaller than the weight of the hammer, the valve 26-27 will of course open regardless of the speed of the hammer at the moment of its impact. In this embodiment however, there is no restriction on the case in which ν is greater than ν.

Außerdem zeigt Fig. 5 eine weitere Abwandlung der automatisch arbeitenden Eammvorrichtung. In den der Kammer 12 zugewandten Teil des Zylinders 16 ist ein Ventilkörper eingebaut, der normalerweise Flüssigkeit aus dem Raum 16 zu dem Raum 12 in dem Zylinder 4 strömen läßt. Wird auf den Zylinder 16 ein Stoß aufgebracht, während dessenIn addition, FIG. 5 shows a further modification of the automatically operating collecting device. In the chamber 12 facing part of the cylinder 16 is a valve body which normally allows liquid to flow from the space 16 to the space 12 in the cylinder 4. Will be on the cylinder 16 applied a shock during which

309817/026 1309817/026 1

angenommen ist, daß ν größer ist als ν , wird der Zylinder 16 τοπ oben nach unten in den Zylinder 4 hinein -vorgeschoben. Infolge seiner Massenträgheit und des Druckunterschiedes zwischen den Kammern 11 und 12 bewirkt dann der Ventilkärper 28 eine Abdichtung am unteren Ende des"Zylinders 16. Dies hat zur Folge, daß gelegentlich ein stärkerer Btoß auftritt, der später während der Expansion des Gases 11 in eine Stoßkraft verwandelt wird, deren Größe sich nach dem Druck des Gases 11 richtet. Die Ausführungsform nach Fig. 5 ist für Bodenverhältnisse geeignet, bei denen dem Eindringen eines Pfahls anfänglich ein höherer Widerstand entgegengesetzt wird als während des weiteren Verlaufs seiner Abwärtsbewegung.assuming that ν is greater than ν, the cylinder becomes 16 τοπ pushed up into the cylinder 4 downwards. As a result of its inertia and the pressure difference between the chambers 11 and 12, the valve body then causes 28 a seal at the lower end of the "cylinder 16. The consequence of this is that a stronger bite occurs occasionally, which occurs later during the expansion of the gas 11 is transformed into an impact force, the size of which varies according to the pressure of the gas 11 is directed. The embodiment according to Fig. 5 is suitable for soil conditions in which the Penetration of a pile is initially met with a higher resistance than during the further course of it Downward movement.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist vorausgesetzt, daß sich die Flüssigkeit in dem Zylinder in verschiedenen Kammern befindet, und daß zugelassen wird, daß die Flüssigkeit in geregelten Mengen jeweils aus der einen Kammer in die andere Kammer überführt wird. Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der im Inneren der Stoßkappe ein von dem eigentlichen Zylinder 11-12 getrennter Behälter vorhanden ist. Diese Stoßkappe weist einen einzigen Kolben 5 auf, der als Hohlzylinder 16 ausgebildet ist, dessen einen größeren Durchmesser aufweisendes unteres Ende 31 mit der Innenwand des Zylinders 4 mit abdichtender ' Wirkung zusammenarbeitet. Die Flüssigkeit wird aus dem Behälter in den Zylinder bzw. in der entgegengesetzten Richtung mittels einer durch einen Motor 24- antreibbaren umsteuerbaren Pumpe 23 überführt. In der durch den Kolben 5 und den oberen Teil des Zylinders 4 abgegrenzten Kammer ist ein Ventilkörper 32 axial verschiebbar geführt, und dieser Ventilkörper dient dazu, bei einer bestimmten Stellung eine Abdichtung gegenüber der Oberseite des sich nach unten erweiternden Teils 31 des Kolbens 5 zu bewirken. Eine dusch einen Motor 20 antreibbare weitere Pumpe 19 dient dazu, Flüssigkeit aus dem Behälter 30 in die kammer 34 zu überführen, so daß dem Gas 11 zusätzliche Energie zugeführt wird, die beim Auftreffen des. Fallhammers freigegeben wird.In the embodiment of FIG. 4 it is assumed that the liquid in the cylinder is in different Chambers located and that the liquid is allowed in regulated quantities from one chamber in each case the other chamber is convicted. Fig. 6 shows a further embodiment of the invention, in which inside the Butt cap a separate from the actual cylinder 11-12 Container is present. This butt cap has a single piston 5, which is designed as a hollow cylinder 16 is, whose lower end 31 having a larger diameter with the inner wall of the cylinder 4 with a sealing ' Working together effect. The liquid flows from the container into the cylinder or in the opposite direction by means of a reversible which can be driven by a motor 24 Pump 23 transferred. In the piston 5 and the upper part of the cylinder 4 delimited chamber, a valve body 32 is axially displaceably guided, and this The valve body is used to seal against the top of the downward widening at a certain position Part 31 of the piston 5 to effect. A shower A further pump 19, which can be driven by a motor 20, serves to transfer liquid from the container 30 into the chamber 34, so that the gas 11 is supplied with additional energy which is released when the drop hammer hits.

309817/Ü261309817 / Ü261

Die Stoßkappe nach Fig. 6 arbeitet ebenfalls in der anhand von Fig. 4 beschriebenen Weise, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß Flüssigkeit während des Stoßes von 34 nach 30 überführt wird, wobei die Flüssigkeit zwischen der Außenfläche des Zylinders 16 und dem Ventilkörper 32 hindurchströmt und Rückschlagventile 33 passiert.The butt cap according to FIG. 6 also works on the basis of of Fig. 4, the only difference being that liquid during the impact from 34 to 30 with the liquid between the outer surface of the cylinder 16 and the valve body 32 flows through and check valves 33 passed.

Fig. 7 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform nach Fig. 5· Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist in der Stoßkappe ein von den Kammern 11 und 12 getrennter Behälter 30 untergebracht. Sobald der Fallhammer den Stößel 25 nach unten drückt, wird ein Ventilkörper 26 betätigt, um eine Verbindung zwischen der Kammer 34 und dem Behälter 30 über Durchlässe 36, 37 und 33 zu öffnen.FIG. 7 shows a further development of the embodiment according to FIG. 5. As in the embodiment according to FIG the butt cap housed a container 30 separate from the chambers 11 and 12. Once the drop hammer hits the plunger 25 pushes down, a valve body 26 is actuated, a connection between the chamber 34 and the container 30 to open through passages 36, 37 and 33.

Bei weiteren Ausführungsformen kann der Behälter für die Flüssigkeit von der Stoßkappe getrennt und mit ihr durch Rohrleitungen verbunden sein.In further embodiments, the container for the liquid can be separated from the butt cap and with it be connected by pipelines.

Bis Jetzt wurden der Fallhammer 1 und die Stoßkappe 2 als getrennte Bauteile beschrieben· Alternativ ist es jedoch möglich, den Fallhammer mit dem Kolben 5 oder dem Zylinder 4 zu kombinieren oder zu verbinden; hierbei wird der freie Teil der Stoßkappe so ausgebildet, daß er während jedes Stoßes auf den Pfahl wirkt.So far, drop hammer 1 and butt cap 2 have been described as separate components. However, it is an alternative possible to combine or connect the drop hammer with the piston 5 or the cylinder 4; here will the free part of the butt cap is designed to act on the stake during each butt.

Man kann die zusätzliche Energie, die dem Gras 11 zugeführt wird, um einen automatischen Betrieb zu ermöglichen, dadurch gewinnen, daß man die Kammer 34 nach Fig. 6 und 7 mit dem Arbeitszylinder eines Verbrennungsmotors oder eines Heißluftmotors verbindet·You can use the additional energy that is supplied to the grass 11 to enable automatic operation, win by the fact that the chamber 34 of FIGS. 6 and 7 with the working cylinder of an internal combustion engine or a hot air engine connects

Diesen automatisch arbeitenden Ausführungsformen ist das Merkmal gemeinsam, daß das Heben des Fallhammers durch das sich entspannende Gas 11 bewirkt wird, und daß die Hubstrecke des Zylinders 16 im Vergleich zu derjenigen des Zylinders 4 während der Verdichtung kürzer ist als während der Expansion des ^ases 11.These automatically operating embodiments have the common feature that the lifting of the drop hammer by the expanding gas 11 is effected, and that the Stroke of the cylinder 16 compared to that of the cylinder 4 is shorter during compression than during the expansion of the ^ ases 11.

309817/026 1309817/026 1

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wird ein unter hohem Druck stehendes Gas benutzt, um die Verformung während der Stoßperiode aufzunehmen. Anstelle eines verdichtbaren Gases ist es jedoch auch möglich, ein beliebiges anderes elastisches Medium oder einen elastischen Körper oder eine Kombination aus verschiedenen elastischen Werkstoffen zu verwenden.In the described embodiments, a high pressure gas is used to deformation to be recorded during the burst period. Instead of a compressible gas, however, it is also possible to use any gas another elastic medium or an elastic body or a combination of different elastic materials to use.

Man kann die Arbeitsfrequenz des Fallhammers 1 erhöhen, indem man gemäß ELg. 1 eine elastische Einrichtung 2$ verwendet, die dazu dient, die Beschleunigung des Hammers während seiner Fallbewegung zu steigern. Das nicht dargestellte Rammgerüst oder seine Führungen können mit Verstrebungen versehen sein, die dazu dienen, die durch die Einrichtung 29 aufgebrachten Kräfte aufzunehmen.You can increase the working frequency of the drop hammer 1, by according to ELg. 1 an elastic device 2 $ used, which serves to accelerate the hammer to increase during its fall movement. The ramming structure, not shown, or its guides can with Struts which serve to absorb the forces applied by the device 29 may be provided.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und' Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.All information and characteristics disclosed in the documents, in particular the disclosed spatial arrangement, as far as they are compared individually or in combination are new to the state of the art, claimed as essential to the invention.

Ansprüche:Expectations:

309017/0261309017/0261

Claims

EXPECTATIONS

1.V method for generating a pressure wave in one - elongated body, e.g. a pole, on the head end a drop hammer acts mediated by a butt cap that is elastically deformable in the direction of impact, characterized in that the butt cap is provided with a device that serves to the Adjust the impact force according to the respective working conditions, and that the movements of the pile head or the Change in the stresses occurring in the pile head during the impact and afterwards through optical observation or measured with the aid of a device, and that the impact force is adjusted according to the measured values thus determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that the impact force is chosen so that the supplied energy corresponds to a maximum performance in terms of the penetration work performed by the body,

3. The method according to claim 1, characterized in that the impact force is set so that that the pile head is at rest and those that occur in it Stresses remain constant after the pressure wave has traversed the pile.

4. The method according to any one of claims 1 to 3t characterized in that the drop hammer is raised to perform each stroke with the aid of a manually operable or an automatically operating device and then released.

5. The method according to claim 4, characterized in that the movement of the drop hammer during of the impact and then by optical observation or with

309817/0261309817/0261

With the help of a device is observed, and that the distance of fall of the hammer or the speed of the hammer at the moment of the impact is chosen so that the hammer remains in boo after the deformation of the butt cap has been offset has been.

6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the butt cap is provided with means for automatically lifting the drop hammer will.

7. The method according to claim 6, characterized in that the in the butt cap during Abbremsenä or the delay of the drop hammer occurring deformation or compression is less than the deformation or expansion that is brought about by the backward movement or the upward acceleration of the drop hammer.

8. The method according to claim 7 »characterized in that the butt cap between each two successive Strokes in the direction of impact are deformed by an additional force that occurs during the following Hubes is released.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the shock frequency of the The fall hammer is increased by an elastic counterpressure, which acts in the same direction as the acceleration of gravity.

10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the through the butt cap transmitted impact force is set during the ramming process and limited to such a value that the penetration the body is terminated in the ground as soon as the resistance which the ground opposes the penetration of the body, corresponds to the load to be absorbed by the body, increased by the desired safety amount.

309817/026 1

11. Device that it with the help of a process according to any one of claims 1 to 3 to generate a pressure wave in an elongated body, for example a pile the head of which a drop hammer acts through the intermediary of a butt cap which is designed so that it is in the The direction of impact is deformable, characterized in that the impact cap is designed as a cylinder is, in which a piston (5) is movable, that the movement of this piston on the action of the drop hammer

(1) against the effect of a gas filling (11) or a other elastic member enclosed in the cylinder, and that the volume and the pressure the gas filling or the like is determined by a liquid filling (12) in the cylinder, the volume of which in turn by the movement of the pile head and / or the changes in the stress occurring in the pile head is determined.

12. The device according to claim 11, characterized in that the cylinder has two pistons (5 »7) which are movable towards and away from one another, that the first piston (5) can be moved by the drop hammer (1) is that the second piston (7) acts on the elongate body (3), and that at least two through the Piston delimited chambers (10, 11, 12) are present, one of which (11, 12) contains the gas filling and the part of the liquid filling which determines its pressure, while the other chamber (10) contains liquid that the first Chamber can be supplied, wherein the flow of the liquid between the chambers can be regulated by a device (13-23) is that can be adjusted in any way to adapt to the movements of the pile head and / or to effect the changes in the stresses occurring in the pile head.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the butt cap is bo designed that a chamber (10) and a part (12) of the second chamber with

309817/0261309817/0261

! Liquid are filled while the remaining part the second chamber is filled with pressurized gas is.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the second piston (7) by a Channel with the second chamber (11, 12) and also through two channels are connected to the first chamber (10), that a valve body ΓΊ3) to cone the flow of the liquid is arranged between allen'cöfel channels that at least the two last-mentioned channels are each provided with a check valve (14) and set up in this way are that one of these channels allows liquid to flow from the first chamber to the valve body, while the other Channel liquid from the valve body to the first Chamber lets flow.

15 · Device according to claim 13 »characterized by g e k e η η, that the valve body regulating the flow of the liquid is driven by a reversible pump (23) is replaced, which serves to bring liquid from the first chamber (10) to the second chamber (11, 12) or in the opposite one Direction to call.

16. The device according to claim 11 or 12, characterized in that the piston (5) »on which the drop hammer (1) acts is designed as a hollow body (16) which forms a part (11) of the second chamber (11, 12) ^: around- '■ closes and in the direction of the. second part (12) is open . '"■' ■ '-" ^; - ^: "■■ - '■■'

17. The device na ^c k claim 11, characterized in that the chamber (11, 12) i & connection ·, with a container (13) arranged on the outside of the chamber stands for liquid, and that one reversible pump (23) is provided, which serves to determine the liquid volume contained in the chamber.

309817/0261309817/0261

18. Device according to one of claims 6 toie 8,?!>? Nt ,,,, generating a pressure wave in an elongated Kqirpe.r «, for example a post, on one end of which a drop hammer. << ..., ^, <acts through the intermediary of a butt cap according to Imeprmeh 15, which means that the piston (5) on which the drop hammer (1) acts is designed as a stepped piston, which, opposite the second chamber (11, 12), has a third chamber (21; 34), so that there is a pump (19) airting by any power source (20), which is used to transfer liquid from the second chamber (11, 12) to the third chamber or to an outside of the actual cylinder ^; To convey container (30) to the third chamber

19 «Device according to claim 18j, characterized in that g β k e η ή that the piston (5), on th the drop lamb (1) acts, is so constructed and arranged that it is provided with an annular sealing member disposed in the cylinder (17; 32) cooperates, which together with the piston (5) delimits a channel through which the liquid can wipe the third chamber (21) and the second chamber (11, 12) or between the third chamber (34) · and, the Container (30) can be conveyed.

20. The device according to claim 18, characterized in that there is a component (25 »26) on which the drop hammer (1) acts and which makes it possible to create a channel for the liquid to flow back to the first chamber (11, 12 to open) or to the container (30) to allow the pump (19)! To transfer liquid into the third chamber (21; 34-).

21. The device according to claim 20, characterized in that the piston (5) ι on the drop hammer acts, has several channels (27) which are in communication with the third chamber (21), and that a component (25i 26) is present on which the drop hammer acts, and that serves to open the channels to it of the liquid

309011/0261309011/0261

to allow between the third chamber and the second Chamber (11, 12) closed. pour as soon as the drop hammer is in Comes into contact with the piston.

22. The device according to claim 20, characterized in that in the third chamber. (34-) contained Liquid through several channels (36, 37 »33) in Connection with the container (30) is, and that a component (25, 26) is present, which by the drop hammer is controlled and serves to open the channels to allow the flow of liquid from the third chamber (34-) to the container as soon as the drop hammer touches the piston (5)

23 · Device according to one of claims 16 or 18 to 22, characterized in that an automatically operating valve body (28) in the piston (5) is arranged and serves to prevent the flow of liquid between the gas-containing part (11) of the chamber and the liquid containing part (12) of the chamber rules.

24-. Device according to one of claims 11 to 23 »characterized in that the drop hammer (1) is provided with a means (29) or _during: the pauses between successive slotting into contact with such a device is that serves to provide additional energy in the direction of fall to take effect.

25 · Device according to one of claims 18, 19-23 and 24, characterized in that the third chamber (34) is designed as a working cylinder of a combustion or hot air engine or is connected to it.

309817/0261309817/0261

26. Device according to one of claims 11 to 25, characterized in that the butt cap (2) forms part of the drop hammer (1) or is connected to it, that the piston (5) eo is designed that it is on the elongated body (5) acts, and that the valve body (25, 26) thereby controlled who the that they come into contact with the elongated body.

309817/0261

Blank page