DE2333226A1

DE2333226A1 - Pfahlramme

Info

Publication number: DE2333226A1
Application number: DE19732333226
Authority: DE
Inventors: Keiichiro Majima
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-05-18
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1974-12-05
Also published as: US3871617A; JPS506113A; CH556953A; JPS539001B2; GB1395440A; FR2230210A5

Description

fferkörner<L

MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49 1 B ERLl N-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68

BERLIN : DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-H. WEY

24 912/13

Keiichiro Majima,
Kudamatsu / Japan

Pfahlramme

Die Erfindung betrifft eine Pfahlramme.

Fallhammerrammen, und andere Vorrichtungen sind bekannt zum Einrammen von Pfählen, wie z.B. Betonpfählen und Spundwandbohlen in den Boden. Diese bekannten Vorrichtungen haben den wesentlichen Nachteil, dass sie erhebliche Arbeitsgeräusche erzeugen und/oder sehr viel Zeit für das Einrammen eines Pfahles benötigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnell, aber dennoch relativ geräuscharm arbeitende Pfahlramme zu schaffen,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein oberes Gerüst, das von mindestens einem hydraulischen Zylinder in senkrechter Richtung· mit einer Kraft beaufschlagt werden kann, ein Spannfutter, das senkrecht verschiebbar am Gerüst angebracht ist, einen schwingfähigen Körper zwischen dem Gerüst und dem Spannfutter, mindestens eine Feder, die den

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schwingfähigen Körper in einer Richtung beaufschlagt,und mindestens eine drehbare Kocke, die wenigstens mittelbar an dem schwingfähigen Körper angreift und bei ihrer Drehung die Feder zusammendrückt. Die erfindungsgemässe Pfahlramme arbeitet in folgender Weise: Der einzurammende Pfahl wird in das Spannfutter eingespannt. Das Gerüst wird dann von dem hydraulischen Zylinder in senkrechter Richtung mit einer Kraft beaufschlagt, die über den schwingfähigen Körper auf das Spannfutter und den Pfahl übertragen wird. Durch die Drehung der Nocke und die daraus resultierende periodische Zusammendrückung· und Expansion der an dem sch/wingfähigen. Körper angreifenden Feder unterliegt die auf das Spannfutter wirkende Kraft rege!massigen Schwankungen, d.h. der Kraftangriff erfolgt dynamisch. Dieser dynamische Kraftangriff erleichtert das Eindringen des Pfahles in den Boden und sorgt somit für ein verhältnismässig schnelles Einrammen. Der dynamische Kraftangriff wird ohne Schlagbewegungen und demzufolge auch ohne Schlaggeräusche erzeugt, so dass die Pfahlramme verhältnismässig geräuscharm arbeitet.

Zur Erhöhung der Beweglichkeit weist die Pfahlramme vorteilhafterweise ein Fundament mit einem Fahrwerk auf. Auf dem Fundament kann ein bewegliches Schlittenbett angebracht sein, das vorzugsweise quer zur Fahrtrichtung des Fundaments bewegbar ist. Diese Ausbildung gestattet es, das Spannfutter quer zur Fahrtrichtung der Pfahlramme zu verschieben, ohne dass die gesamte Pfahlramme seitlich verschoben werden muss. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn aufeinanderfolgend mehrere Pfähle oder Bohlen eingerammt werden sollen, die jeweils seitlich gegeneinander versetzt sind.

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In vorteilhafter Ausbildung· der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Spannfutter relativ zum Gerüst waagerecht bewegbar ist. Dies erleichtert es, einen Pfahl unmittelbar neben den vorangehend eingerammten Pfahl auch dann zu setzen, wenn der vorangehend eingerammte Pfahl etvas schräg gegenüber der Bodenoberfläche eingerammt ist.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass unter dem Gerüst ein senkrecht verschiebbares Gehäuse hängt, das die Nocke bzw. Nocken und den zugehörigen Antrieb trägt, und dass das Spannfutter an dem Gehäuse angebracht ist. Die Nocke kann besonders einfach so ausgebildet sein, dass sie exzentrisch ist und ein kreisförmiges Profil hat. Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass der schwingfähige Körper den Sitz der Feder bzw. Federn bildet und zwischen dem oberen Gerüst einerseits und dem Spannfutter und der bzw. den Nocken andererseits angeordnet ist und dass er mindestens eine Walze aufweist, die in Eingriff mit einer Nocke ist. Der schwingfähige Körper kann auch ein Schwingbett sein.

Ein Ausführun^.sbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert« Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Pfahlramme, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Pfahlramme gemäss Fig. 1;

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Fife. 3 einen Gchnitt nach III-III in Fly,. 1; und

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der Pfahlramme gemäss Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Pfahlramme weist ein Fundament 1 auf, das mit einem Fahrwerk, wie z.B. einem Raupenfahrwerk 2, ausgerüstet ist. .in dem Fundament 1 sind Schienen 3 mit T-förmigem Querschnitt befestigt, die sich quer zur Fahrtrichtung des Fundaments 1 erstrecken, Auf den Schienen 3 ist ein Schlittenbett k verschiebbar gelagert, Auf diese Weise kann das Schlittenbett k rechtwinklig zur Fahrtrichtung des Fundaments verschoben werden, wobei es jedoch das Fundament 1 nicht verlassen kann. An den vier Ecken des Schlittenbetts sind vier auirechtstehende, hydraulische Zylinder 5 befestigt, deren Kolbenstangen 6 mit Hilfe von Kugeigleitlagern 7 ein oberes Gerüst 8 tragen.

Durch das obere Gerüst S hindurch verlaufen Stangen 9 mit einem btangenkopf 9^fi der sich oberhalb des Gerüstes befindet. An den unteren Enden der Stangen 9 ist ein Gehäuse 1ü für eine Lastumwandlungsvorrichtung angehängt. Oberhalb des Gehäuses 10 befindet sich ein Schwingbett 11, durch das die Stangen 9 hindurchgeführt sind. An. der Unterseite des Gehäuses 10 sind Führungsschienen25 befestigt, deren untere Enden nach innen gebogen sind und nach aussen ragende Vorspränge 12^f eines Spannfutters 12 umfassen. Zwischen den Vorsprüngen 12* des Spannfutters 12 und den Führun; sschienen 25 befindet sich ein Spalt S, der es ermöglicht, dass das Spannfutter innerhalb gewisser Grenzen relativ zum Gehäuse 10 seitlich verscaoben werden kann.

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Eine begrenzte seitliche Verschiebtmg des Spannfutters ist auch in der zur Zgichnungsebsne senkrechten Richtung möglich.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung, ergibt, hängt das Spannfutter 12 senkrecht verschiebbar am oberen Gerüst 8. Von unten auf die Kolbenstangen 6 der hydraulischen Zylinder 5 gegebener Öldruck bewirkt daher ein Heben des Spannfutters 12. Sobald die Stangenköpfe 9' der Stangen auf der Oberseite des oberen Gerüstes 3 aufliegen, werden das Schwingbett 11, das Gehäuse 10 mit der Lastumwandlungsvorrichtung und das Spannfutter 12 insgesamt angehoben.

Die Lastumwandlungsvorrichtung innerhalb des Gehäuses 10 ist von wesentlicher Bedeutung für die erfindungsgemässe Pfahlramme. Die Lastumwandlungsvorrichtung wandelt mechanisch den nach unten gerichteten, von den Kolbenstangen ό der hydraulischen Zylinder auf das obere Gerüst 8 ausgeübten Schub, d.h. die statische Last, um in eine dynamische Last und überträgt diese dynamische Last auf das Spannfutter 12. Zu der Lastumwandlungsvorrichtung gehören vier Stangen 14, die durch die vier Ecken des oberen Gerüstes ö und des Schwingbettes 11 hindurchragen. Die oberen Enden der Stangen 14 enden in einem Stangenkopf 14* und ihre unteren Enden halten je eine Walze 15 drehbar. Die Walzen 15 und die Stangen 14 sind nicht fest mit dem Gehäuse 10 der Lastumwandlungsvorrichtung verbunden, sondern in senkrechter Richtung zum Gehäuse 10 frei beweglich. Innerhalb des Gehäuses 10 sind zwei Nocken Λ6 drehbar gelagert, die in Eingriff mit den Walzen 15 sind. Die Nocken 16 werden von einem im Gehäuse 10 der Lastumwandlungsvorrichtung vorgesehenen hydraulischen Motor mit Getriebe angetrieben.

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Dazu ist für jede Nocke 16 ein hydraulischer Motor 17 vorgesehen (siehe Fig. 3)· Eine Antriebswelle 17* eines jeden hydraulischen Motors 17 ist mit einer Nockenwelle I6^f der zugehörigen Nooke 1o gekuppelt. Ein Getriebe 18 zwischen den Nockenwellen 16· auf der den hydraulischen Motoren 17 gegenüberliegenden Seite der Nocken 16 dient zur Synchronisation der Drehungen der beiden Nocken 16. Der gegenseitige Eingriff der vier Zahnräder des Getriebes 1o stellt sicher, dass sich die Nockenwellen 16 immer synchron drehen. Das Profil der Nocken 16 kann beliebig sein, sofern lediglich sichergestellt ist, dass - bei angenommenem ruhendem Gehäuse 10 - die Drehung der Nocken 16 eine vertikale Verschiebung der Walzen 15 und der Stangen 14 bewirkt. Im Hinblick auf Geräuschvermeidung und weichen Lauf der Vorrichtung ist es jedoch vorzuziehen, den Nocken 16 ein kreisförmiges Profil zu geben.

Zwischen dem oberen Gerüst 8 und dem Schwingbett 11 sind vier starke Druckfedern 19 eingesetzt, die von den Stangen 14 geführt werden.

Es kann ein konventionelles Spannfutter 12 verwendet werden. Dies kann z.B. aus einem Paar von Ringen bestehen, die mit Hilfe von hydraulischem Druck geöffnet bzw. geschlossen werden. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein hydraulischer Zylinder 12a an einem Ring 12b befestigt; das Ende einer Kolbenstange 12a* des hydraulischen Zylinders 12a ist mit dem anderen Ring 12b^f verbunden. Eine Einlage 20 innerhalb der Ringe 12b und 12b^r, die je nach dem Profil des Betonpfahles, der Spundwandbohle oder eines anderen Pfahles austauschbar ist, dient dazu, diese Pfähle bzw» Bohlen zu halten«

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Selbstverständlich befindet sich in den Mitten des oberen Gerüstes o, des Schwingbettes 11, des Gehäuses 10, des Schlittenbetts 4 und des Fundaments 1 eine Öffnung·, durch die der Pfahl hindurchragen kann.

Im folgenden wird das Einrammen einer stählernen Spundwandbohle 21 in den Boden mit Hilfe des beschriebenen Ausführungsbeispiels einer Pfahlramme erläutert. Die Einlage 20 im Spannfutter 12 ist derart ausgebildet, dass sie zu dem Profil der stählernen Spundwandbohle 21 passt,, Als erstes wird Drucköl auf den hydraulischen Zylinder 12a des Spannfutters 12 gegeben« Dadurch wird eine feste Verbindung zwischen der Spundwandbohle 21 und dem Spannfutter hergestellt. Dann wird den hydraulischen Zylindern 12 Drucköl in der Weise zugeführt, dass die Stangen 6 auf das obere G_erüst ο eine nach unten gerichtete Schubkraft ausüben (statische Last). Dabei werden die Druckfedern 19 zusammengedrückt, daren kraft auf das Spannfutter 12 bzw. die stählerne Spundwandbohle 21 über die «ai^en 15 an den unteren Enden der Stangen 1-+, die NocKen 1o und das Gehäuse 1Ü übertragen wird.

Wenn in diesem Zustand die hydraulischen Motoren 17 eingeschaltet und die Nocken 16 angetrieben verdeti, bewirkt die Drehung der Nocken 1o eine regelniässige Zusammendrückung der Druckfedern 19» wodurch die nach unten gerichtete Schubkraft des oberen Gerüstes d, d.h. die statische Last, in eine dynamische Last umgewandelt wird, die dann auf das Spannfutter 12 und demzufolge auf die stählerne Spundwandbohle 21 übertragen wird. Da der Boden im allgemeinen durch eine dynamische Last leichter als durch eine statische Last gebrochen wird, führt die Aufbringung einer dynamischen

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Last auf das Spannfutter 12 dazu, dass das Einrammen der Spundwandbohle oder eines anderen Pfahles wesentlich schneller erfolgt, als wenn nur die statische Last der hydraulischen Zylinder 5 aufgebracht würde« Die hydraulischen Motoren können auch schon zu Beginn des gesamten Vorganges eingeschaltet werden; wenn jedoch zu Beginn des Einrammens der Pfahl auch schon unter der statischen Last des oberen Gerüstes Ü allein in den Boden eindringt, brauchen die hydraulischen Motoren 17 erst dann eingeschaltet zu werden, wenn das Einrammen schwieriger wird.

Die beschriebene Pfahlramme ist besonders geeignet für das aufeinanderfolgende Einrammen von Spundwandbohlen 21 mit dem in Fig. 2 angedeuteten ^uerschnittsprofil. Zwischen einer Spundwandbohle 21 und der in Fahrtrichtung des Fundaments 1 folgenden, benachbarten Spundwandbohle 21 besteht ein seitlicher Abstand L, der durch entsprechende Verschiebung des Spannfutters 12 berücksichtigt werden muss» Bei den üblichen Pfahlrammen wird diese seitliche Verschiebting des Spannfutters dadurch bewirkt, dass die Pfahlramme als Ganzes seitlich verschoben wird. Dies ist bei der erfindungsgemässen Pfahlramme nicht erforderlich. Da das Schlittenbett k auf den Schienen 3 senkrecht zur Fahrtrichtung des Fundamentes 1 verschiebbar ist, braucht das Fundament 1 lediglich in Fahrtrichtung vorwärts bewegt zu werden, und es ist nicht erforderlich, dass das Fundament 1 in einer zu seiner Fahrtrichtung senkrechten Richtung bewegt wird. Dadurch kann die Leistung der Pfahlramme wesentlich erhöht werden» Das Schlittenbett h ist hydraulisch verfahrbar.

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Wenn mehrere Spundwandbohlen 21 nacheinander eingerammt werden sollen, muss eine neue Spundwandbohle unmittelbar neben der zuletzt eingerammten Spundwandbohle in den Boden getrieben werden. Wenn die erste in den Boden eingerammte Spundwandbohle 21 etwas gegenüber der Bodenoberfläche geneigt ist, ist es bei Verwendung bekannter Pfahlrammen äusserst schwierig, die folgende Spundwandbohle unmittelbar an die etwas schräg eingerammte Spundwandbohle anschliessend einzurammen.

Da bei der beschriebenen Pfahlramme das Spannfutter 12 relativ zum Gehäuse 10 der Lastumwandlun^svorrichtung seitlich etwas verschiebbar ist, kann eine folgende Spundwandbohle unmittelbar anschliessend an eine bereits eingerammte Spundwandbob-le 21 ohne Schwierigkeiten in den Boden getrieben werden, da das Spannfutter 12 sich in gewissen Grenzen jeder beliebigen Winkeländerung anpassen kann, die zwischen aufeinanderfolgenden Spundwandbohlen auftreten kann.

Wenn die Kolbenstangen 6 der hydraulischen Zylinder 5 ihre untere Todpunktlage erreicht haben, wird die Spundwandbohle bzw. der Pfahl vom Spannfutter freigegeben und die hydraulische Druckbeaufschlagung der hydraulischen Zylinder so umgeschaltet, dass das obere Gerüst 8 wieder nach oben gefahren wird. Dieser Zyklus wird solange wiederholt, bis die gewünschte Länge der Spundwandbohle bzw, des Pfahles in den Grund eingerammt ist. Bei diesem Vorgang sollte das Fundament 1 mit einem festen Teil des Untergrundes verbunden sein, um ein Verrutschen des Fundamentes 1 gegenüber dem Boden zu vermeiden.

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Bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel befinden sich die Nocken 1ό nahe dem Spannfuttei' 12 und die Druckfedern 19 nahe dem oberen Gerüst 8_e Es kann jedoch auch eine umgekehrte Anordnung vorgesehen sein, d.h. die Nocken können sich nahe dem oberen Gerüst 8 und die Druckfedern nahe dem Spannfutter befinden. Vorzugsweise entspricht die Drehzahl der Nocken λ 6 der Eigenfrequenz der Druckfedern 19· Das beschriebene Ausführun^sbeispiel weist für den Antrieb eine Hoch-Niederdruckölpumpe auf, die mit einem Mehrfachventil, einem Drucksteuerventil, einem Durchsatzsteuerventil und einem Manometer usw. ausgerüstet ist, wobei diese Teile allerdings in den Abbildungen nicht dargestellt sind.

Das beschriebene Ausführun_osbeispiel einer Pfahlramme eignet sich zum aufeinanderfolgenden Einrammen mehrerer Pfähle« Um den seitlichen Abstand aufeinanderfolgender Pfähle oder Spundwandbohlen ausgleichen zu können, ist das Schlittenbett k horizontal verschiebbar gegenüber dem Fundament 1 gelagert» Um ferner einen Pfahl unmittelbar neben den vorangehend eingetriebenen Pfahl einrammen zu können, ist das Spannfutter 12 so ausgebildet, dass es relativ zum oberen Gerüst 8 ungefähr horizontal etwas verschiebbar ist_o Wenn jedoch z.B. Betonpfähle nacheinander mit einem gewissen Abstand zueinander eingerammt werden sollen, sind diese besonderen Merkmale der Pfahlramme nicht erforderlich. In diesem Falle wäre es daher nicht nachteilig und könnte daher vorgesehen werden, dass die hydraulischen Zylinder direkt am Fundament befestigt sind und dass keine Relativbewegung zwischen dem Spannfutter und dem oberen Gerüst möglich ist.

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Die erläuterte Pf alilramme, die inecnanisch die statiscae Last von hydraulischen Zylindern in eine dynamische Last umwandelt und die dynamische Last auf das den Pfahl hallende Spannfutter übertraft, kann pfähle wesentlich schneller einrammen, als wenn lediglich die statische Last zur Anwendung kommt« Die beschriebene Pfahlramme erzeugt auch keine Schlaggeräusche und vermindert dadurch die Geräuschbelästigun₆ auf der Baustelle, was besonders unter dem Gesichtspunkt des Umweltscnutzes von Vorteil ist.

Ferner ist es besonders vorteilhaft, dass das Schlittenbett relativ zum Fundament horizontal verschiebbar ist, wobei die hydraulischen Zylinder und das obere Gerüst auf dem verschiebbaren Schlittenbett angeordnet sind, und dass das Spannfutter relativ zum oberen Gerüst seitlich verschiebbar ist, was sich besonders dann auswirkt, wenn nacheinander Pfähle eingerammt werden sollen, für die die Stellung des Spannfutters von Pfahl zu Pfahl eine andere sein muss, und wenn ein Pfahl xmmitteibar neben den vorangehenden Pfahl gesetzt werden muss.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche

, Pfahlramme, ^ekennzeicnnet durch ein oberes Gerüst (c), das von mindestens einem hydraulischen Zylinder (5) in senkrechter Riehtim^ ·ηχυ einer Kraft beaufschlagt werden kann, ein Spannfutter (12), das senkrecht; verschiebbar am Gerüst angebracht ist, einen scavini-,ll^;higen Körper (11) zwischen de.n Gerüst und dea Spannfutter, mindestens eine Feder (19)> die den schwin,..fähigen Körper in einer liiciiuun^ beaufschlagt, und mindestens eine drehbare λο-cke (1&), die wenigstens mittelbar an dem schvinfefähi^en Körper angreift und bei ihrer Drehung die Feder zusammendrückt.
2. Pfahlramme nach Anspruch 1, _; .ekennzeichnet durch ein fundament (1 ) ruit einem Fahrwerk (2).
3. Pfahlramme nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein waagerecht auf dem fundament (1) beweglich, angebrachtes Schiittenbett (4).
4. Pfahlramme nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass das Schlittenbett (4) quer zur Fahrtrichtung; des Fundaments (i) bewegbar ist.
5· Pfahlramme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (12) relativ zum Gerüst (O v.aagerecht bewegbar ist.
6. Pfahlramme nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch t.eicennzeichnet, dass unter dem Gerüst ein senkrechtverschiebbares Gehäuse (10) hän .t, das die Nooke bzw» Nocken (iö) und den zugehörigen Antrieb (1?) trä^t»

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und dass das Spannfutter (12) an dem Gehäuse angebracht ist.
7. Pfahlramme nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nooke (16) exzentrisch ist und ein kreisförmiges Profil hat.
δ. Pfahlramme nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass der schwingfähige Körper (11) den Sitz der Feder bzw. Federn (1°) bildet und zwischen dem oberen Gerüst (8) einerseits und dem Spannfutter (12) und der bzw. den Nocken (16) andererseits angeordnet ist und dass der schwingfähige Körper mindestens eine Walze (I5) aufweist, die in Eingriff mit einer Nooke steht.
9. Pfahlramme nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der schwingfähige Körper ein Schwingbett (11) ist.

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