DE2358655A1

DE2358655A1 - Ramme

Info

Publication number: DE2358655A1
Application number: DE2358655A
Authority: DE
Inventors: Stephen Victor Chelminski
Original assignee: Bolt Associates Inc
Current assignee: Bolt Associates Inc
Priority date: 1972-11-28
Filing date: 1973-11-24
Publication date: 1974-05-30
Also published as: ES420885A1; US3817335A; CA986738A; IE39687B1; IE39687L; BE807943A; NO137512B; GB1452777A; NL7315836A; NO137512C; AU6238873A; JPS506112A; JPS5627655B2; FR2211955A5; IT1001988B

Description

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2358653

12. November 1973 Gzf/mü

BOLTASSOCIATES, INC., 205 Wilson Avneue, Norwalk,

Connecticut 06854, U.S.A.

Ramme

Die Erfindung betrifft eine mit Pressluft angetriebene eine Folge von Schlagen ausführende Ramme, nachfolgend mit Pressluftverstärker angetriebene Ramme genannt, die geeignet ist, zwei kräftige vertikale Schläge auf einen Pfahl auszuüben, der nach jeder Betätigung der Ramme vorwärtsgetrieben wird.

Diese Erfindung ist hinsichtlich der US-Patente 3 604 519 und 3 646 598 ein technologischer Fortschritt.

Die erfindungsgemäße mit Pressluftverstärker angetriebene Ramme ist in der Lage, Pfähle verschiedener Art und Größe einschließlich sehr großer Pfahle, die in die Erde getrieben werden, vorwärts zu treiben und kann völlig eingetaucht, teilweise untergetaucht oder völlig an der Luft betrieben werden. Ein .erster nach unten gerichteter Treibschlag auf den Pfahl b^.nnt, wenn die Ramme

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in einerAuslasskammer gezündet wird und dauert ein relativ langes Zeitintervall an, während die Auslsaskammerwand großer Festigkeit effektiv in eine sie dicht umgebenden Hülse ineinandergeschachtelt bleibt, wenn sich das massive Gewicht über dem Pressluftverstärker nach oben bewegt. Daraufhin kann das entspannte mit Wasser gemischte Hochdruckgas oberhalb zwischen der Kante der Austrittskammerwand und der umgebenden Hülse entweichen. Ein zweiter Treibstoß tritt auf, wenn die Kante der Austrittswand in Hinsicht auf einen Treibkopf am Boden der umgebenden Hülse nach unten schlägt.

Die Ramme kann auch vorteilhafterweise beim Rammen von Pfählen mit sehr großen Durchmessern betrieben werden.

Der Pressluftverstärker in der Ramme wird durch Hochdruckgas betrieben, welches normalerweise komprimierte Luft ist. Es können jedoch auch andere Druckgase, wie z.B. Wasserdampf unter Druck oder Druckdämpfe verwendet werden. Entsprechend soll der verwendete Term "Druckgas oder Hochdruckgas" breit verstanden werden und komprimierte Luft, Wasserdampf, gasförmige Verbrennungsprodukte oder andere Druckgase oder Dämpfe einschließen. In der dargestellten Ausführungsform soll vorzugsweise komprimierte Luft als Druckgas für den Antrieb des Pressluftverstärkers verwendet werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Darstellungen eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung.

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Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer mit Pressluftverstärker angetriebene Ramme entsprechend der Erfindung, die, besonders für Unterwasserbetrieb geeignet ist, obwohl die Ausführungsform von Fig. 1 ebenso vorteilhaft an der Luft verwendet werden kann;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt des unteren Teils der Ramme von Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 2;

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 2 und zeigt die Ramme während des Betriebes, wobei der Pressluftverstärker und das massive Gewicht in ihrer erhobenen Position sind, nachdem die Ramme in einem Betriebskreislauf gezündet wurde;

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht von Fig. 5 am Ende des Betriebskreislaufs;

Fig. 7 eine vergrößerte teilweise geschnittene Längsansicht des oberen Teils der Ramme von Fig. 1;

Fig. 8 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7, die die erhobene Position des massiven Gewichts zeigt, nachdem der Pressluftverstärker in einem Betriebskreislauf gezündet wurde;

Fig. 9 eine geschnittene Längsansicht längs der Linie 9-9 von Fig. 7, die das Verteilerrohr und die flexiblen Schläuche in weiterer Einzelheit zeigt;

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Fig. 10 eine geschnittene Längsansicht ähnlich der von Fig. 7, die eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung zeigt, in der die flexiblen Schläuche durch ein gleitend abgedichtetes ineinandergeschobenes verzweigtes Rohr ersetzt wurden;

Fig. 11 - eine geschnittene Längsansicht des oberen Teils der modifizierten Anordnung entsprechend der Erfindung, die besonders geeignet ist, um an der Luft betrieben zu werden; und

Fig. 12 die Ramme von Fig. 1, die unter Wasser verwendet wird, um einen Pfahl in einem langen hohlen Rohr in die Erde unterhalb des Wassers zu treiben.

Fig. 1 und 2 der Zeichnungen zeigen in größerer Einzelheit die Ramme 10 der vorliegenden Erfindung, die ein massives zylindrisches Gewicht 12 aufweist, das nach oben und unten in einem länglichen zylindrischen Gehäuse 14 beweglich ist, um einen Pfahl 15 vorwärts zu treiben, wovon nur das obere Ende in Fig. 1 gezeigt ist. Am unteren Ende des massiven Gewichts 12 ist ein Pressluftverstärker 16 befestigt. Dieser Pressluftver— stärker 16 kann fortschrittlicherweise ähnlich dem sein, der in den Patenten Nr. 3 310 128 und 3 379 273 der Anmelderin beschrieben ist. Der Pressluftverstärker kann wiederholt betätigt werden (weiter als "Zünden" bezeichnet). Jedesmal, wenn der Pressluftverstärker gezündet wird, wird plötzlich eine Menge hochkomprimierten Gases entspannt, wie z.B. komprimierte Luft. Dieses Hochdruckgas wird durch eine Hochdruckleitung 18 von einer geeigneten Quelle zugeführt,

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wie z.B. von einem Mehrstufe'nluftkompressor 20 (siehe Figi 11) verbunden mit einem Lagertank 22 ^ verbünden mit dem dazugehörigen Filter und dem Äbsperr- und Öffhüngsvehtil 24.

Wie in den genannten Patenten beschrieben, kann Treibstoff mit einer Menge.komprimierter Luft in dem Presslüftverstärker 16 gemischt und verbrannt werden, um den Druck darin vor dem plötzlichen Austritt des Hochdruckgases weiter zu steigern, welches jedesmal geschieht, wenn es gezündet wird. Wenn der Pressluftverstärker 16 gezündet wird, tritt das komprimierte Gas, wie es durch die Pfeile 25 in Fig. 5 gezeigt ist, plötzlich durch eine Vielzähl von Öffnungen 26 aus (nur eine ist in Fig. 1, 2 und 5 zu sehen).

Während des Betriebs der Ramme wird der Pressluftverstärker 16 mit komprimierter Luft vom hohem Druck, z.B. in einem Bereich von 70,3 bis 211 Atmosphären versorgt; es können jedoch auch höhere oder niedrigere Drücke verwendet werden. Der tatsächlich verwendete Druck, um den Pressluftverstärker zu bedienen, hängt von seiner Größe oder der Größe des massiven Gewichtes 12 oder der Größe des Pfahls und

ab

den Eigenschaften des Erdmaterial^, in welche -der Pfähl getrieben wird, wobei dieser Druck einen entsprechenden Parameter für die Kontrolle des Rammens gibt.

An dem unteren Ende des massiven Gewichts 12 ist eine zylindrische Wand 28 befestigt, welche völlig den Pressluftverstärker 16 umgibt und eine Äüstrittskammer 30 bildet, die ein nach unten gerichtetes offenes Ende 32 aufweist. Die

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zylindrische Wand 28 erstreckt sich nach unten unter das untere Ende des Pressluftverstärkers. Die zylindrische Wand 28 ist aus starlen Material gebildet, da sie eine Anzahl Aufgaben hat, wie weiter unten erklärt wird.

Um die feste zylindrische Wand 28 an dem unteren Ende des. massiven Gewichts 12 zu befestigen, ist ein ringförmiger Rücktritt 34 in der Nähe des unteren Endes des Gewichts 12 als Flansch 36 ausgebildet. Mehrere Befestigungsbolzen 38 (Fig. 4) erstrecken sich durch die Löcher dieses Flansches 36 und sind in dem Oberteil der Wand 28 verschraubt.

Um den Pressluftverstärker 16 zu halten, ist ein Befestigungsring 40 vorgesehen, der das obere Ende des Pressluftverstärkers umgibt und mit mehreren Bolzen 42 durch diesen Ring mit dem unteren Ende des massiven Gewichts 12 ver-

ist
schraubi/· In der Öffnung-32 der Kammerwand 28 sind mehrere radiale Nasen oder Flügel 44 (Fig. 3), die mit einem zentral angeordneten Befestigungselement 46 verbunden sind. Dieses Befestigungselement 46 besitzt im Inneren eine Bohrung 48, um das untere Ende des Pressluftverstärkers 16 zu halten. Ein stoßdämpfender Puffer 50 aus federndem Material, z.B. Polyurethan, Gummi oder andere stoßdämpfende federnde Materialien sind in der Haltevorrichtung 48 neben dem unteren Ende des Pressluftverstärkers eingesetzt. Ähnliche Puffervorrichtungen (nicht gezeigt) können in dem Befestigungsring 40 zwischen dem oberen Ende des Pressluftverstärkers 16 und dem unteren Ende des zylindrischen Gewichts 12 vorgesehen werden.

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Arbeitsmäßig mit dem Pressluftverstärker 16 und der Kammerwand 28 ist ein bewegliches, impulsübertragendes Bauteil 52 vorgesehen, das einen Treibkopf 54 mit einer nach oben .stehenden zylindrischen Hülse-56 aufweist. Diese Hülse 56 umgibt eng die äussere Oberfläche der Kammerwand 28. Über der zylindrischen Hülse 56 und mit ihr verbunden ist eine -geneigte Hülse 58, die eine innere Oberfläche 59 aufweist, die fortlaufend nach oben von der Aussenseite.der Wand 28 zurücktritt.

Das impulsübertragende Bauteil 52 hat am Umfang.Kerben 60, die mit einer Ringklammer 62 verbunden und durch Klammerbolzen 63 in einer Kerbe 64 in einer lösbaren Pfahltreibaufnahmevorrichtung 66 befestigt sind, die mit dem getriebenen Pfahl 15 in Eingriff kommt. Der Pfahl 15 ist als ein langer Rohrspund gezeigt, der unter Wasser vorwärtsgetrieben wird.

In Fig. 1 ist der Pfahl 15 und die gesamte Ramme 10 vorgesehen, um unter Wasser abgetaucht zu werden (nicht gezeigt), wobei die Ramme von der Oberseite her durch eine Anschlagskette 68 gehalten, die von einem-großen Kran (nicht gezeigt) auf · einem Schiff gehalten wird.

Obwohl ein. Rohrspund 15 gezeigt ist, ist es verständlich, dass dies nur zur Darstellung dient, und dass die erfindungsgemäße Ramme 10 verwendet werden kann, um jede Art "fcreibbaren Pfahl oder Spund vorwärts zu treiben, wie z.B. H-Profilträger, Holzpfähle usw₀ Zusätzlich zu der Eigenschaft, Pfähle von ihrem oberen Ende vorwärts zu treiben, kann die

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erfindungsgemäße Ramme verwendet werden, um hohle Pfähle vorwärts zu treiben, indem sie im Inneren dieser Pfähle angeordnet ist (Fig. 12)» Wenn man verschiedene Größen Pfähle oder verschiedene Arten"Pfähle vorwärtstreiben will, wird die Ringklammer 62 zeitweise gelöst und eine andere Aufnahmevorrichtung 66 wird eingesetzt, um eine gewünschte Kupplung für'den Pfahl, der vorwärtsgetrieben werden soll, zu liefern.

Um das Zünden des Pressluftverstärkers 16 zu regeln, ist ein elektronisches Steuerkabel 70 mit einem Magnetventil 72 verbunden, das auf dem Pressluftverstärker befestigt ist. Durch die Übertragung eines elektrischen Signals durch das Kabel 70 wird das Ventil 12. betätigt und der Pressluftverstärker 16 gezündet,wie es in den oben genannten Patenten beschrieben wurde. Auf diese Weise kann die Ramme 10 ferngesteuert werden, um Arbeitskreisläufe zu liefern, die in häufigen Intervallen wiederholt werden, wie es von dem Betreiber gewünscht wird, z.B. ungefähr alle 2 Sekunden.

Alternativ kann die Ramme 10 so angeordnet v/erden, dass sie automatisch arbeitet. Dies wird dadurch erreicht, dass das Magnetventil 72 durch einen druckgesteuertes Entspannungsventil ersetzt wird, das auf einen vom Betreiber gewünschten Entspannungsdruck eingestellt wird. Auf diese Weise arbeitet der Pressluftverstärker 16 als Selbstzünder. Sobald der Druck des Druckgases darin den vorgewählten Entspannungsdruck erreicht, zündet der Pressluftverstärker. Ein Vorteil des selbstzündenden Pressluftverstärkers ist, dass das Steuerkabel 70 und die dazugehörigen Verbindungen weggelassen v/erden können. Die Wiederholungsrate der Betriebskreisläufe,

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wenn der Pressluftverstärker selbst zündet, wird gesteuert, indem die Aufeinanderfolge, bei welcher komprimiertes Gas

in die Hochdruckleitung 18 in den Pressluftverstärker einwird ■ gegeben wird, gesteuert^ Je schneller dieses Gas zu dem Pressluftverstärker gelangt, umso schneller zündet er und umso häufiger sind die Kreisläufe der Ramme bzw. umgekehrt.

Das massive Gewicht 12 ist mit einer axialen Bohrung lh versehen, um das Zündkontrollkabel 70 und die Hochdruckluftleitung 18 aufzunehmen. Der Pressluftverstärker 16 ist benachbart zum unteren Ende der Bohrung lh zur Verbindung mit dem elektrischen Kabel und der Hochdruckversorgungsleitung 18 angeordnet.

Vor dem Zünden des Pressluftverstärkers 16 ist die Austrittskammer 30 normalerweise mit V/asser gefüllt. Um Wasser in diese Kammer zu führen, um den Pressluftverstärker während des Betriebes unter Wasser zu halten, wird ein fortlaufender Strom Wasser durch die axiale Passage lh gepumpt. Damit diese Flüssigkeit von der Passage lh in die Kammer 30 gelangt, sind vier radiale Verteilungsdurchgänge 76 vorgesehen (Fig. 4), die sich von dem axialen Durchgang lh in der Nähe des unteren Endes .des Gewichtes 12 verteilen. Diese radialen Durchgänge 76 verbinden vier vertikale Durchgänge 78, die nach unten in den Oberteil der Austrittskammer 30 um den Pressluftverstärker 16 führen. Auf diese Weise wird fortlaufend Wasser in die Austrittskammer geführt. Dieser Flüssigkeitsstrom dient dazu, irgendwelche einge-' schlossene Luft aus der Entspannungskammer herauszunehmen, bevor der Pressluftverstärker 16 gezündet wird.

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Um Wasser nach unten in den zentralen Durchgang 74 zu führen und um das elektrische Kabel 70 und die Hochdruckleitung 18 zu unterstützen, ist in der Nähe der Oberseite aes zylindrischen Gewichts 12 eine aufrechte Leitung 80 angebracht. Ein Flansch 82 ist durch Schrauben 84 mit dem Gewicht 12 verbunden. Am oberen Ende des Rohres 80 ist eine wasserdichte Kappe 86 befestigt. Das Regelkabel 70 wird durch ein elektrisches Verbindungsteil 88 gestützt und durch eine Klammer 90 auf der Endkappe"86 gehalten.

Ein biegbares Steuerkabel 7OA erstreckt sich nach unten in den Oberteil des zylindrischen Gehäuses 12 mit einem losen Bogen und ist durch ein Verbindungsglied 92 mit dem anderen Verbindungsglied 88 verbunden. Die Verbindungsglieder 92 und 88 können durch das Losschrauben eines Gewindekrggens 94 gelöst werden. Zwischen diesen Verbindungs gliedern befindet sich eine Dichtung, um eine wasserdichte Verbindung zu liefern, wenn der Kragen 94 angezogen ist.

Eine flexible Hochdruckgasversorgungsleitung 18A verläuft nach unten in das Rammengehäuse 12 mit einem lockeren Bogen. Die Leitung 18A ist an einem horizontalen rechtwinkligen Schlauchanschluss befestigt, dessen nach unten gehendes Teil durch die Endkappe 86 befestigt ist, die eine Schlauchverbindung 98 zum Oberteil der Leitung 18 in der aufrechtstehenden Leitung 80 hat.

Auf der Seite des oberen Endes der aufrechtstehenden Leitung 80 ist eine Wasserverteilungskammer 100, wie man besser in Fig. 7t 8 und 9 sieht. Diese Verteilungskammer 100 hat

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eine Mehrzahl von rechtwinkligen Röhrleitungsverbindungeii 102. Eine Mehrzahl flexibler Wässerschläuche 104 sind durch die Verbindungen 106 an den Schlauchverbindungen.102 ange-

eh
bracht. Diese· Schlauchleituiig/IO^ haben jede einen lockeren Bogen und liegen Seite an Seite und sind mit ihren oberen Enden durch die Verbindungsteile.108 an einem zweiten festen Wasserverteiler 110 angebracht. Ein Wasserzuführungsschlauc.h mit großein Durchmesser 112 führt in diesen stationären Verteiler 110, und eine Pumpe (nicht gezeigt) dient dazu j Wasser durch den 'Schlauch 112 zu pumpen. ·"-

Der Grund mehrere Schläuche 104 nebeneinander· zu verwenden ist,die gewünschte Wassermenge zu liefern, wobei zur gleichen -Zeit ein hohes Maß an Flexibilität und Spiel in dem zylindrischen Gehäuse 14 geliefert wird, um eine Auf- und Abbewegung des Standrohres 80 zu e'rmö glichen, welche während jedes Vortriebs auftritt. . ■

Um.eine Wartung der Teile zu ermöglichen, besonders der elektrischen, Wasser und Hochdruckgasversorgungsleitungen, der Schlauchverbindungen und der Verbindungsteile am oberen Ende des Rammengehäuses 14, ist eine entfernbare Hülse 114 vorgesehen, die dicht in das Gehäuse 14 passt und lösbar in der Position durch eine Mehrzahl von Befestigungsschrauben 116 befestigt ist. Wenn es gewünscht. wird,diese Teile zu warten, werden die Schrauben 116 entfernt und die Hülse 114 wird aus dem Gehäuse 14 herausgezogen, um die Teile freizulegen.

Die Kettenschlinge 68 ist mit einem Paar Aug^i verbunden, die an schweren Stahlstücken 120 auf gegenüberliegenden' -

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Seiten der Ramme angeschweißt sind, welche lösbar durch mehrere Schrauben sowohl an der Hülse 114 als auch an dem Gehäuse 14 befestigt sind.

Wenn das Wasser durch den zentralen Durchgang 74 und die Verteilerdurchgänge 76 und 78 fließt, bewirkt der Strom, dass einAbsperrvontilglied 122 gegen eine ringförmige Anschlagsschulter 124 an der Befestigung 40 stößt. Auf diese Weise hat das Wasser freien Zutritt, wie man deutlich in Fig. 2 sieht, um in die Entspannungskammer 30 einzutreten. Das Absperrventilglied 122 hat eine ringförmige Form, die die Befestigung 40 umgibt. Ein ringförmiger Kanal 126 verbindet das untere Ende des senkrechten Durchganges 78, um dem Wasserstrom das Eintreten in die Entspannungskammer zu erleichtern.

Wenn der Pressluftverstärker 16 gezündet wird, stößt der plötzliche Druckanstieg in der Entspannungskammer 30 das Absperrventil 122 nach oben, um für einen Moment den Durchgang 126 und den Durchgang 78 zu versperren. Auf diese Weise wird ein plötzlicher Druckanstieg in der Kammer 30 gehalten und nach unten durch die Öffnung 32 gerichtet.

Die Arbeitsweise der Ramme 10 soll nun im einzelnen erklärt werden: Wenn die Rammenglieder in ihrer normalen Ruheposition sind (wie man in Fig. 1, 2, 7 und 9 sieht) unmittelbar bevor der Pressluftverstärker 16 gezündet wird, füllt Wasser die Kammer 30 und der untere Rand 128 der zylindrischen Wand 28 liegt auf der ringförmigen Nut 130 in dem Antriebskopf 54. In dieser anfänglichen Position ist die Wand 28

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dicht mit der umgebenden Hülse 56 ineinandergeschoben vereinigt, während die Kante 128 auf der Nut 130 sitzt, um eine im wesentlichen dichte Entspannungskämmer 30 zu liefern, in der das Wasser durch eine feste Wand 28 begrenzt wird. Dieses Wasser in der Entspannungskammer wird unten durch ,das untere Ende des Gewichts 12 und oben durch den Antriebskopf 54 begrenzt«

Der Pressluftverstärker 16 kann elektrisch gezündet werden oder kann selbstzündend sein, wie es oben beschrieben wurde. Sofort nachdem der Pressluftverstärker gezündet wird, tritt Hochdruckgas plötzlich durch die Öffnung 26 in die Entspannungskämmer 30 und erzeugt dort einen plötzlichen oder kräftigen Druckanstieg in der Kammer. Dieser plötzliche Druckanstieg wirkt nach unten gegen die obere Oberfläche des Antriebskopfes 54 und drückt ebenso gegen den Absperrventilring 122 und gegen das untere Ende des Gewichtes 12.

Wie es in Fig. 5 gezeigt wird, wird, ein sehr kräftiger Stoß nach unten auf den Antriebskopf 54 bewirktν Zur gleichen Zeit wird eine nach oben gerichtete Antriebskraft gegen das feste Gewicht 12 gerichtet, die bewirkt, dass das Gewicht nach oben springt, wie es/Fig. 5 gezeigt ist.

Die vorteilhafte Ineinanderschachtelung zwischen der zylindrischen Wand 28 und der sie eng umgebenden Hülse 56 hält die begnaizte Beziehung des Wassers und des austretenden Hochdruckgases in das Gebiet 136 über dem Antriebskopf 54. Diese begrenzte Beziehung wird fortgeführt bis zu der Zeit, wo die Kante 128 sich über die Linie 134 erhoben hat

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zwischen der zylindrischen inneren Oberfläche 135 der

im
Hülse 56 und der äusseren/allgemeinen runden konischen Oberfläche 59. Diese Begrenzung durch die ineinandergeschachtelten Teile erzeugt einen nachhaltigen nach unten gerichteten Stoß auf den Antriebskopf 54.

Dadurch bildet die Gegend 136 mit der zylindrischen Oberfläche 135 eine Ausdehnung der Entspannungskammer 30, wodurch eine ausdehnbare Kammer gebildet wird, die das entspannte komprimierte Gas und das Wasser darin für einen bezeichnenden Zeitintervall,nachdem das komprimierte Gas anfänglich in die Kammer 30 entspannte, begrenzt. Die Pfeile 139 (Fig. 5) zeigen den nach unten gerichteten Strom des entspannten komprimierten Gases und des Wassers von der Kammer 30 in die Ausdehnungskammer 136.

V/ie in Fig. 5 gezeigt, treibt, nachdem der Rand 128 sich über die Linie 134 bewegt hat, der große Druck in · den verbundenen Kammern 30-136 das Wasser und die Luft (oder ein anderes komprimiertes Gas) nach oben, wie es durch die Verlängerten Strömungspfeile 137 gezeigt ist. Dieser Ausstoß 137 ist sehr schnell, wie durch die Länge der Pfeile 137 angezeigt, da er durch den Spalt 138 zwischen der Kante 128 und der gebogenen Oberfläche 59 auftritt. Anfänglich ist dieser Spalt klein und daher der anfängliche Ausstoß 137 von hoher Geschwindigkeit. Wenn die Entspannungskammer 28fortfährt sich nach oben zu bewegen, wird der Spalt 138 immer breiter, der Druck in der Kammer 30-136 sinkt und der Ausstoß 137 vermindert seine Geschwindigkeit.

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Die Gravitationskraft verringert die Aufwärtsbewegung des schweren Gewichts 12 und bewirkt, daß es wieder rückwärts nach unten in die anfängliche Position fällt. Wie in Figur 6 gezeigt, wenn die Kante 128 der Kammerwand 28 rückwärts nach untiirdie stoßdämpfende Nut 130 fällt, wird ein zweiter mächtiger Antriebsimpuls auf den Antriebskopf 54 geliefert, um den Pfahl nach unten in die Erde zu treiben. Wie in Figur 6 gezeigt ist, bewirkt das Wasser, welches in der Nut 130 eingeschlossen war, eine Stoßdämpferwirkung, da die innere Wand 140 dieser Nut 130 sich progressiv nach innen neigt und den Aufwärtsfluß 142 des eingeschlossenen Wassers verhindert, wenn die Kante 128 in die Nut eingreift.

Auf diese Weise werden zwei kräftige Antriebsstöße während jedes Kreislaufs der Ramme 10 geliefert. Der erste dieser Antriebsimpulse ist zeitlich länger als der zweite. Der erste Antriebsimpuls tritt während des Zeitintervalls nach dem Entspannen des komprimierten Gases aus dem Preßluftverstärker 16 in die Entspannungskammer 30 auf. Dieser erste Antriebs-impuls dauert so lange, bis die Kante 128 die Übertriifcslinie 134 überschritten hat, und auf diese Weise der Ausstoß 137 abfällt. Der zweite Antriebs impuls tritt auf, wenn die untere Kante 128 der Wand 28 nach unten in die Stoßdämpfernut 130 schlägt. Dadurch wird das Wasser mit dem entspannten Gas herausgeschleudert 5 wie durch die Pfeile 137 in Figur 5 gezeigt, das Gewicht 12 fällt relativ,schnell unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten, um einen zweiten kräftigen Antriebsstoß zu liefern, Figur 6 zeigt das Auftreten dieses zweiten Antriebsstoßes nach dem Aufschlag der Wand 28 in die Stoßdämpfernut 130. Die Kammerwand 28 1st sehr widerstandsfähig,

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um den plötzlichen Druckanstieg auszuhalten, der nach der Entspannung des Preßluftverstärkers 16 auftritt. Sie ist ebenfalls sehr fest um den Kompressionsstoß auszuhalten, der auftritt, wenn die Kante 128 nach unten in die Stoßdämpfernut 130 schlägt. Es ist möglich, die Nut 130fortzulassen, um zu bewirken, daß die Kante 128 auf die Oberfläche des Antriebskopfes 54 schlägt, wenn solch ein Antriebsstoß gewünscht wird. Es ist jedoch besser, die Stoßdämpfernut 130 vorzusehen, um die Lebensdauer der verschiedenen Teile zu erhöhen.'

getrieben wird, Wenn der Pfahl in weicheres Erdreich oder sedimentäres Material/ tritt eine größere Abwärtsbewegung des Antriebskopfes 54 während des ersten Antriebsstoßes auf; wenn der Pfahl in härteres Erdreich oder widerstandsfähigere Schichten getrieben wird, ist die Abwärtsbewegung des Antriebskopfes 54 geringer während des ersten Antriebsstoßes.

Entsprechend neigt das Gewicht 12 dazu, wenn der Pfahl in härteres Material getrieben wird, höher zu springen und infolgedessen tritt eine verstärkte Kraft während des zweiten Antriebsstoßes auf, da das Gewicht 12 aus größerer Höhe in dem Gehäuse 14 nach unten fällt.

Es sind eine Mehrzahl vertikaler länglicher Führungsschuhe 142 und 144 in Abstand rings um das untere und obere Ende des Gewichtes 12 vorgesehen. Beispielsweise gibt es sechs dieser Führungs schuhe 142 und 144. Die unteren und oberen Enden verjüngen sich, wie bei 145 gezeigt. Die äussere Oberfläche dieser Schuhe 142 und 144 ist mit VerschMßlauf flächen 146 (Fig. 2) aus Lagermaterial versehen. Beispielsweise ist das

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zylindrische Gehäuse 14 aus Stahl und die Verschleißlaufflächen 1.46 sind aus Bronzelagermaterial« Auf diese Weise absorbieren die Laufflächen 146 einen Großteil des Verschleißes und werden auf-den Schuhen 142 und 144 entfernt und erneuert, wenn sie verschlissen sind.

Alternativ können die Laufflächen 146 aus extrem hartem Verschljeiß widerstandsfähigem Material ausgebildet sein. Im letzteren Fall absorbiert das Gehäuse 14 einen Großteil des Verschleißes und wird erneuert, wenn es verschlissen ist. ' ■:".."" - ■ ■

Wie in Fig. 8 gezeigt, sind die lockeren Bögen der Leitungen 18A und 7OA und der vielen Leitungen 104 geeignet für die Aufwärtsbewegung des Standrohres 80, die während jedes Betriebszyklus der Ramme auftritt.

In der geänderten Ausführungsform 1OA (Fig. 10) der erfindungsgemäßen Ramme sind die lockeren biegsamen Leitungen und Schläuche 18A-, 7OA und 104 und die dazugehörigen Teile durch ein Endteil 8OA des Standrohres 80 ersetzt, welches sich in einen, stationären zylindrischen Verteiler 110A erstreckt» Dieser Verteiler 110A wird durch eine Vielzahl radialer Streben 150 und 152 an seinem Platz gehalten. Die unteren und oberen Streben 150 und 152 sind an der entfernbaren Hülse 114. durch Schweißnähte angebracht. Ein Dichtungsring 154 ist in wasserdichter Beziehung in dem unteren Ende. des Verteilers 110A vorgesehen und besitzt ein Dichtungselement 156, das das Standrohr 80-80A in gleitender Beziehung umgibt und mit ihm in Eingriff kommt. Ein zweiter Dichtungs-

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ring 158 ist wasserdicht an dem oberen Ende des Verteilers 11OA angebracht mit einem Dichtungselement. 160, das gleitend. m?t dem Standrohr 80-80A in Eingriff kommt.

Das Wasser wird in dem Verteiler 110A aus einem Schlauch mit großem Durchmesser 112 geführt. Eine Mehrzahl von Eintritts-Öffnungen 162 sind in die" Standrohrverlängerung 8OA gebohrt, um dem Wasserstrom zu erlauben, aus der ringförmigen Kammer 164 in die stationäre Verteilerkammer 110A in dem Standrohr 80-80A zu fließen.

Die Länge des stationären Verteilers 110A zwischen dem ersten und zweiten Dichtungsring 154 und 158 ist ausreichend, um eine vollständige· Bewegung des beweglichen Standrohres 80—SOA zu erlauben, ohne dass die Öffnungen 162 sich aus serhalb der Kammer 164 bewegen. Die Endkappe 86 dichtet das obere Ende der Standrohrausdehnung 8OA ab.

In Fig. 11 ist eine zweite Ausführungsform 1OB der erfindungsgemäßen Ramme gezeigt, in welcher ein Anschluss 170 mit dem Oberteil des Gehäuses 14 verbunden ist. Diese Ramme 1OB ist besonders geeignet für Rammenbetrieb an der Luft, obwohl es auch möglich ist, diese Ramme teilweise oder vollständig unter Wasser einzusetzen.

Der Anschluss 170 dient dazu. Wasser aufzunehmen, welches durch den Spalt 172 um das Gewicht 12 herausgeschleudert wird. Das Wasser, welches aufgefangen wird, wird von dem Anschluss 170 durch eine große flexible Schlauchleitung 174; die sich zu einem Wasserluftseparator 176 erstreckt,

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ist

der in der Nähe der Ramme 1OB angeordnet^ geleitet. Die Schlauchleitung ^! 174 hat einen hinreichenden Durchmesser für die Luft und das Wasser, die aus dem Anschluss 170 austritt. Nachdem das V/asser von der Luft getrennt ist, wird die Luft zurück in die Atmosphäre entspannt durch den.Austritt 178, während das Wasser durch die Leitung .180 zu einem Reservoir 182 gelangt. Eine Pumpe 184 ist mit dem Reservoir verbunden und führt das Wasser durch die Schlauchleitung 112 zurück zu der,Ramme. ·

Der Anschluss I/O kann entweder mit der Ausführungsform der Ramme 10, die in Fig. 7 gezeigt ist, oder mit der geänderten Ausführungsform 1OA, wie in Fig. 10 gezeigt ist, verwendet werden. Der Anschluss 170 hat genügend Kopfraum, um die volle Ausdehnung der Aufwärtsbewegung des Standrohres/ohne Störung aufzunehmen.

Fig. 12 zeigt die Ramme 10 oder 1OA der Erfindung, die verwendet wird, um ein langes Hohlrohr 15 vorwärtszutreiben. Das Anschlusstück 66A, das mit dem .unteren Ende der Ramme verbunden ist, hat einen sich .nach aussen erstreckenden Flansch 186, der weiter unten mit einer ringförmigen Schulter

. ,aem

188 in Eingriff kommt, die mitinnere des Rohres 15 verbunden ist. Es ist wünschenswert, dass der Pfahl 15, der vorwärtsgetrieben wird, einen inneren Durchmesser bis zu 3,30 m oder mehr aufweist. Die ringförmige Schulter 188 ist in ihrer Lage durch Schweißen befestigt, welches an Land

• wird

bei der Vorbereitung zum Rammen vorgenommen/ indem.ein Mann in das Innere des Rohres kriecht, um die Schulter 188 an ihrem Platz anzuschweißen. Auf diese Weise kann die Schulter 188 an jeder geeigneten Stelle in dem Rohr 15 angebracht

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werden. Um sehr lange Rohre vorwärtszutreiben, solche wie Jene, die eine Länge von mehreren hundert Fuß haben, kann der Rammbetrieb durch Anordnen der ringförmigen Schulter 188 in dtr Nähe des Längs Schwerpunktes des Rohres erleichtert werden, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Die Ramme wird durch ein Kabel 68 in das Rohr heruntergelassen, bis der Flansch 186 mit der ringförmigen Schulter 188 in Eingriff kommt, dann wird die Hochdruckgasversorgungsleitung 18Λ und der Wasserversorgungsschlauch 112 angeschraubt und der Ramrabetrieb beginnt.

In Fig. 2 ist eine Mehrzahl relativ schmaler Durchgänge gezeigt, die mit dem oberen Ende der Entspannungskammer 30 verbunden sind. Diese Durchgänge erlauben den Einflus« von V/asser in die Kammer 30 aus den Durchgängen 78, um irgendwelche Luft oder ein anderes Gas, die in der Kammer 30 verblieben sind, herauszutreiben, nachdem das Gewicht 12 nach unten in seine anfängliche Position gefallen ist. Nachdem das Entlüften durchgeführt wurde, so dass die Kammer 30 wieder im wesentlichen voll mit Wasser ist, um den Pressluftverstärker 16 einzutauchen, 1st der Kreislauf fertig, um wiederholt zu werdea, indem der Pressluftverstürker erneut gezündet wird. Diese Durchgänge 190 sind relativ klein, so dass sie das Entweichen von viel komprimiertem Can nicht gestatten, dae dirch den Pressluftverstärker entspannt wird.

Das bewegliche ImpulsUbertragungsglied JJ2 wird an dem unteren Ende des Gehäuses 14 durch den Flansch 192 gehalten, der Über der Anschlagsschulter 194 angeordnet und in dem unteren Ende des Gehäuses befestigt ist. Die EntlUftungslöcher 196

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gestatten das Entweichen von Wasser zwischen dem Plansch 192 und der Anschlagsschulter 194, wenn das Glied 52 nach unten getrieben wird.

Die verschiedenen AusfUhrungsforinen der erfindungsgemäßen _ j j i. · j j. ι au^ss€vTßQVSUin,lich

Ramme sind besonders gut geeignet, um / groif& Pfahle in die Erde zu treiben, entweder vollkommen unter Wasser oder teilweise eingetaucht oder an Land.

Das schwere Gewicht 12 kann z.B. in den Bereich von 4540 kg bis 114 000 kg liegen. Der Pressluftverstärker 16 kann beispielsweise ein Kamrnervolumen von 4900 ecm bis 0,283 m haben.

In der gezeigten AusfUhrungsform von Fig, 1 ist das Gewicht 12 aus Stahl und hat eine Länge von 6 m und einen Durchmesser von 60 cm und wiegt ungefHhr um 13 t (28000 lbs). Die Kammer-« wand 28 ist aus festom Stahl 100 mm dick und hat einen inneren Durchmesser von ungefHhr 350 mm (14 inch). Der Pressluft-verstarker hat ein Volumen von 16387 cm³ bis 32774 cm⁵ (1000 bis 2000 cubic inches).

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Claims

Patentansprüche

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bildet in °^{rMrCckt u}"^d «!"Ο E„tsp»„„„„_C!1l_tn,_nl»_{cr (30)} '■;,"" ^cln """.IuftVoretdrker (16) boro_rtt„t

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und dabei dio «unsere _Zyiindr_iach Obfl

und dabei dio «unsere _Zyiindr_iache Oberfläche dor Wand in e„_Ber ineinnnder.oBchnchtelter Beziehung _umKibt, _um und ^^S^^nminKsk— (30) _ira wesentlichen «, »cHliollrn, und daß die n.«. fur den Betrieb unter Wasser, teüwoieo ein_ßetaucht oder an der Luft geeignet ist.

namme nach Anspruch J, dadurch ^kennzeichnet, daß die zylindrische Hülse (56) einen sich nach oben erstreckenden Hülsontoil (SB) mit einer inneren Cborflilche (59) aufweist, die sich allmählich nach aussen in einer nach oben gerichteten llichtung nei_Et, wodurch ein wachsender Hpalt

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zwischen der Kante (128) und der sich noch aussenneigender.

wird
Oberfläche (59)gdbildet/, wenn das massive Gewicht (12) und die feste Wand (28) sich nach oben Ober die Linie (134) bewegt haben, wo die sich nach aussen neigende Oberfläche (59) beginnt.

3. Ramme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach nüssen nelgeivJc Oberfläche (59) des oberen HUlsenteils (58) konisch mit einer nach aussen und nach oben gerichteten Erweiterung ist.

4. Ramme noch Anspruch 1, 2 odor 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (12) einen Durchgang (74) hat, der sich darin nach unten erstreckt und mit der Entspnnnungnknmmrr (30) verbunden ist, daß sich eine Leitung (So) von dem Gewicht nach oben erstreckt, daß diese Lei tun π "»it dem Durchging verbunden ist, und daß Vorrichtungen (100, 104, 110 oder 0ΟΛ, 1G2, IJOA) zur Zuführung /on Flüssigkeit in das Rohr vorhanden sind, um durch den Durchgang (74) in dio Entspannungpkammor (30) zu-fließen und die Entspannungakatnmer mit Flüssigkeit zu füllen.

5. Ramme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere DurchgMnge (190) mit kleinem Durchmesser die Oberseite der Entspannungskntmnor (30) verbinden, um der Luft oder einem anderen Gas ein Entweichen aus der Kammer (30) zu gestatten, wenn Flüssigkeit in die Kammer (30) aus dom Durchgang (74) eintritt.

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6. Ranime nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (74) sich in der Mitte des Gewichtes (12) mit einer Mehrzahl von Verteilungsdurchgängen an dem unteren Ende befindet, und die. Entspannungskammer (30) und den zentralen Durchgang (74) verbindet, und daß Absperrventilvorrichtungen (122) mit dem unteren Ende des Gewichtes (12) in Eingriff kommen, um die Verteilungsdurchgänge abzusperren.

7. Ramme nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen für die Zuführung einer Flüssigkeit zu dem Rohr, um nach unten durch den Durchgang (74) zu fließen, einen stationären Flüssigkeitszuführungsverteiler (110A) aufweisen, der das Rohr (SOA) umgibt und das erste und zweite im Abstand gleitend angeordnete Dichtvorrichtungen (154, 156 und 158, 160) mit dem Rohr in Eingriff kommen und eine Verteilerkammer (164) in dem das Rohr umgebenden Verteiler bilden, und daß zumindest eine Öffnung (162) in diesem Rohr sine Verbindung zwischen der Vei~teilerkammer und dem Inneren von dem Rohr bildet.

8. Ramme nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen, um Flüssigkeit zu dem Rohr zuzuführen und durch den Durchgang (74) nach unten zu fließen, einen stationären Flüssigkeitszuführungsverteiler (110) aufweisen und zumindest ein lockerer flexibler Schlauch (104) sich von dem oberen Ende des Rohres zu dem Verteiler erstreckt.

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9. Ramme nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein längliches zylindrisches Gehäuse (14) das Gewicht (12) umgibt, wobei das Gewicht in dem Gehäuse (14) nach oben und nach unten beweglieh ist, und daß ein Antriebskopf (54) beweglich an dem unteren Ende des Gehäuses (14) befestigt ist, und daß ein stationärer Flüssigkeitszuführungsverteiler (110 oder HOA) an dem oberen Ende des Gehäuses (14) befestigt ist,

10. Ramme nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnetj daß ein Anschluss (170) mit dem Oberteil des Gehäuses (14) ver- ^Λ bunden istj um das durch den Spalt (172) durch das Gewicht; herausgeschleuderte Wasser aufzufangen, und daß eine lange Schlauchleitung (174) den Anschluss (170) mit einem Separator (176) verbindet, ura das Wasser von der Luft oder einem anderen Gas zu trennen,-und daß Pumpenvorrichtungen (184) vorgesehen sind, um das Wasser wieder in die Leitung (80) zurückzuführen.

11. Ramme nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aritriebskopf (54) eine ringförmige Nut (130) aufweist, die mit der Kante (128) in Eingriff kommt, und daß die Nut geeignet ist Wasser aufzunehmen,"um den Stoss aufzufangen, wenn die Kante in die Nut aufschlägt.

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