DE2454488C3 - Rauchfähige Rammvorrichtung - Google Patents
Rauchfähige RammvorrichtungInfo
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- DE2454488C3 DE2454488C3 DE19742454488 DE2454488A DE2454488C3 DE 2454488 C3 DE2454488 C3 DE 2454488C3 DE 19742454488 DE19742454488 DE 19742454488 DE 2454488 A DE2454488 A DE 2454488A DE 2454488 C3 DE2454488 C3 DE 2454488C3
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Description
Die Erfindung betrifft eine tauchfähige Rammvorrichtung
der im Oberbegriff des Patentanspruchs I definierten Art.
Die aus der GB-PS 13 33 824 bekannte Rammvorrichtung
dieser Art ist in einer nach unten olFencn Tauchglocke angeordnet up.d wird durch Dieseljntrieb
oder durch von über Wasser zugef iihrtem Dampf oder Preßluft angetrieben, wobei das Auspuffgas in
der Tauchglocke austritt und das Eindringen von Wasser in die Tauchglocke verhindert. Ütierschüssiges
Auspuffgas strömt dabei durch die unterseitige Öffnung der Tauchglocke ab. Diese Konstruktion ist jedoch
nur für Rammvorrichtungen mit Diesel-, Dampf- oder Preßluftantrieb verwendbar und hat zudem
den Nachteil, daß infolge des an der unterseitigen Öffnung der Tauchglocke entstehenden Wasserspiegels
unter der starken Schlagwirkung ständig Wasser in den binenraum der Tauchglocke verspritzt wird,
so daß dauernd erhebliche Gasmengen durch Lösen im Wasser verlorengehen und auch die Benetzung der
Schlagflächen des Schlagkörpers, der Schlaghaube und des Rammteils besonders bei größerer. Wassertiefen nicht mit Sicherheit verhindert werden
kann.
Aus der DE-AS 1955 300 sind ferner Rammvorrichtungen
mit geschlossenem Gehäuse bekannt, die durch Druckmittelleitungen mit einer an Land, auf
einem Schiff oder auf einer Aibeitsplattform angeordneten
Kraftstation verbunden sind, welche der Rammvorrichtung ein unter Druck stehendes Arbeitsmedium
zuführt. Bei Rammarbeiten in größeren Wassertiefen führt dies jedoch zu Schwierigkeiten,
weil in den langen Schlauchleitungen große Energieverluste eintreten und die Schlauchleitungen durch ihr
hohes Eigengewicht und/oder durch die Einwirkung von Unterwasserströmungen reißen können. Weitere
Hindernisse für Rammarbeiten in größeren Wassertiefen ergeben sich aus der Notwendigkeit, den
Schlagkörper wegen des geringeren Widerstandes in einem gasgefüllten Bewegungsraum arbeiten zu lassen,
wozu das Gehäuse entweder in einer dem Wasserdruck standhaltenden Druckfestigkeit ausgebildet
oder zur Anpassung an den jeweiligen Wasserdruck durch eine zusätzliche Druckgasleitung mit Druckgas
versorgt werden muß. Während eine druckfeste Ausbildung de« Gehäuses eine für viele Einsatzzwecke zu
schwere Bauart bedingt, vergrößert die Druckgasversorgung
von oben die vorstehend genannten Schwierigkeiten durch Schlauchleitungen, zumal sich diese
leicht an Unterwasserhindernissen verfangen. Beim Antrieb der Rammvorrichtung mit Dampf kommt
noch die Schwierigkeit hinzu, daß sich dieser in den langen Schlauchleitungen durch das umgebende Wasser
stark abkühlt, wodurch der Wirkungsgrad erhebfich zurückgeht. Auch beim Arbeiten mit Preßluft treten
leicht Betriebsstörungen durch unerwünschte Kondensationserscheinungen auf.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Rammvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
ohne druckfeste Ausbildung des Gehäuses auch ohne Druekgaszufuhr von über Wasser eine dem jeweiligen
Wasserdruck angepaßte Druckgasfüllung im Bewegungsraum des Schlagkörpers und eine zuverlässige
Abdichtung im Bereich der Schlagplat'e sicherstellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Rammvorrich-Hing
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.
Bei der erfindung-sgemäßen Rammvorrichtung
werden nicht nur die bei Verwendung von Druckmritelzuleitungen
entstehenden Energieverluste und Beschädigungsgefahren vermieden, sondern durch den
im Gehäuse angeordneten, nach unten offenen Hohlraum, dessen Volumen ein Vielfaches des Bewegungsraumes
beträgt, eine einfache Möglichkeit geschaffen, unter Wasser bis in erhebliche Wassertiefen
ohne druckfestes Gehäuse und ohne Druckmittelleitungen zur Oberfläche eine sich selbsttätig der Wassertiefe
anpassende Luftverdichtung im Hohlzylinder und damit auch im Bewegungsraum des Schlagkörpers
zu erreichen. Wenn der Hohlraum mit Wasser gefüllt ist, wird durch das Schwimmerventil der Bewegungsraum selbsttätig gegen das Eindringen von Wasser abgesperrt.
Da die erreichbare Tauchtiefe nur von der Größe des Hohlraumes abhängt, ist m Prinzip ein Arbeiten
in beliebiger Wassertiefe möglich.
Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Rammvorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch ein im Verbindungskanai zusätzlich angeordnetes
Absperrventil kann der Bewegungsraum unabhängig vom Füllstand im Hohlraum abgesperrt
werden, wenn der Schlagkörper zu arbeiten be^nnt.
Dabei strömt die vom Schlagkörper verdrängte Luft jeweils .iurch Überströmkanäle entgegen der Bewegungsrichtung
des Schlagkörpers. Durch entsprechende Anordnung der oberen Durchtrittsöffnungen
der Überströmkanäle kann der Sch'agkörper bei seiner Aufwärtsbewegung die Durchtrittsöffnungen kurz
vor Erreichen des oberen Totpunktes verschließen und damit selbst vor sich ein Druckluftpolster aufbauen,
das für eine Bremsung und schnelle Umkehr des Schlagkörpers sorgt, die Überlaufstrecke klein
hält und ein hartes Anschlagen am Gehäuse verhindert.
Die im Verlaufe des Rammvorganges erreichte größere Wassertiefe kann bei noch unvollständig gefülltem
Hohlraum leicht durch öffnen des Verbindungskanals ausgeglichen werden, wobei die Wassersäule
mit dem durch die größere Wassertiefe erhöhten Druck entsprechend weitere Luft in den Bewegungsraum
nachdrückt.
Wenn der Hohlraum in der weiter oben beschriebenen Weise mit Rückschlagventilen versehene Öffnungen
und eine von außen ansaugende Pumpe aufweist, kann nach dem von selbst erfolgenden Druckausgleich
entsprechend der Wassertiefe zusätzlich Wasser in den Hohlraum eingepumpt werden, wodurch die Luft im
Hohlraum und im Bewegungsraum etwas stärker verdichtet wird, als dem äußeren Wasserdruck entspricht.
Dies trägt dazu bei, an den Dichtstellen des Gehäuses den Eintritt von Leckv,asser zu vermeiden.
Infolge des erhöhten Luftdruckes im Bewegungsraum würde sich für den Druckmittelkreislauf der Antriebsvorrichtung
im Vergleich zum Arbesten über Wasser eine ungleichmäßige Belastung ergeben, da
die den Schlagkörper abwiirts bewegende Kolbenstange beim Ausfahren aus dem Druckmittelzylinder
in den Bewegungsraum hinein gegen einen höheren Oasdruck bewegt werden muß, während umgekehrt
bei Einfahren derselben während des Anhpbtns des Schlagkörpers infolge des im Bewegungsraum herrschenden
Luftdruckes weniger Kraft aufgebracht werden muß. Zur Vermeidung dieser unterschiedlichen
Belastung wird nach einer bevorzugten Ausführungsform der Druckmittelkreislauf an einer Stelle
nur durch ein unter Volumenveränderune im Druck-
miftelkreislauf verschiebbares oder elastisch nachgiebiges
Klement vom umgehenden Wasser abgetrennt,
so daß das Druckmittel der Pumpe jeweils entsprechend den Druckverhältnissen bereits mit höherem
oder niedrigerem Druck zufließt und so die Wirkung des im Bewcgung.sraum herrschenden Luftdrucks auf
the Kolbenstange kompensiert wird und die erforderliche
Antriebsleistung sowohl über, wie auch unter Wasser weitgehend gleichmäßig gehalten wird.
Wenn die Rammvorrichtung in sehr großer Wassertiefe eingesetzt werden soll, für welche das Volumen
des Hohlraumes nicht ausreicht, oiler der Luftdruck im Bcvvegungsraum durch /usiit/liches Einpumpen
von Wasser in den Hohlraum über den Außendruek hei der entsprechenden Wassertiefe erhöht
wird, ergeben sich Druckunterschiede /wischen dem Ciasdruck im Bewegungsraum und dem äußeren
Wasserdruck, welche zur Vermeidung von Gasverlusten bzw. des Eindringens von Leckwasser eine verbesserte
Gehäuseabdichtung erfordern. Hierzu kann nach einer bevorzugten Aiisfiihrungsform der Erfindung
zusätzlich zu der Schlagplatte ein mit dieser zusammenwirkender Amboß vorgesehen sein, der einen
äußeren Kinghund besitzt und sich in den Betriebspausen.
beispielsweise beim Absenken oiler Aufholen der Kammvorrichtung je naeh der Richtung des
Druckgefälles mit seinem Ringhund auf eine mit einer Ringdichtung versehene, aufwärts bzw. abwärts gerichtete
Ringschulter des Gehäuses auflegt. Dabei wird der Amboß im Falle des Uberwiegens des Luftdruckes
im Hewegungsraum nach unten bzw. im Falle iles Uberwiegens lies äußeren Wasserdruckes nach
oben gegen die entsprechende Ringdichtung angedrückt. Durch diese zu der normalen, an der Umfangsfläche
der Schlagplatte und oiler des Ambosses angeordneten Ringdichtung hinzutretende Ruhedich-Hinii
wird in Bctriehspausen die Gefahr eines fi:i^-
iiusiriltes nach unten bzw. eines Eindringens von
Wasser nach oben weiter verringert und die Betriebsbereitschaft der Räumvorrichtung und deren Wirtscliaftlichkcil
verbessert.
Beim Eintreiben von Hohlpfählen werden diese mit
hineinbewegt, so daß hei Rammarheiten unter Wasser
das Volumen für das im Inneren des Pfahles eingeschlossene
Wasser um ein dem Produkt aus der Quersehnittsfläche
und der Eindringling entsprechendes Volumen zu klein wird. Um einen harten Wasserschlag
zu vermeiden, muß die entsprechende überflüssige Wassermenge innerhalb der Sehlagzeit von
wenigen tausendstel Sekunden aus dem Inneren des Hohpfahles einweichen können. Die hierzu in den
Wandungen des Hohlpfahles erforderliehen Öffnungen müßten bei Hohlpfählen größeren Durchmessers
sehr groß bemessen werden, da bei diesen bei einer guten Eindringung aufgrund günstiger Bodenverhältnisse
in sehr kurzer Zeit eine erhebliche Wassermenge mit vertretbarer Strömungsgeschwindigkeit und möglichst
geringem Widerstand nach außen befördert werden muß. um nicht die Schlagleistung statt für die
Eindringung weitgehend für die Wasserverdrängungsarbeit zu verbrauchen. Da die erforderlichen
großen Abflußöffnungen nur im Pfahlmantel untergebracht werden können, besteht die Gefahr, daß der
Hohlpfahl durch die beim Schlag auftretenden Kräfte an diesen geschwächten Stellen deformiert wird.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist das Gehäuse der erfindiingsgemäßen Rammvorrichtung vorteilhaft
mit einem das Rammteil umschließenden Führungsmantel versehen, in dem beim Eintauchen
in das Wasser von selbst Luft eingeschlossen wird, die sich durch den Wasserdruck als mehr oder weniger
komprimiertes Luftpolster unter der .Schlagplatte sammelt, da sie wegen der Abilichtungen und des im
Bewegungsraum herrschenden, annähernd gleich hohen Luftdruckes nicht in das Gehäuse entweichen
kann. Hierdurch wird bewirkt, daß das beim Schlag
" aus dem Inneren des Hohlpfahles zu verdrängende Wasser zunächst das vorhandene Luftpolster weiter
komprimiert und nach dem Schlag dessen Überdruck durch die vorhandenen öffnungen ausgetrieben wird,
wofür jedoch nun praktisch die gesamte Zeitspanne /wischen zvvei Rammschlägen, das heißt eine um zwei
bis drei Größenordnungen längere Zeitspanne zur Verfügung steht. Hierdurch können die öffnungen in
den Pfahlwanilungeii auch bei Hohlpfählen größeren
Durchmessers hinreichend klein gehalten werden. Durch ilen nach einer bevorzugten Ausführungsform
in der Schlagplatte angeordneten Auslaßkanal kann auch das außerhalb des Hohlpfahles verbliebene Luftpolster
als Speichervolumen herangezogen werden und andererseits im Falle, daß das Luftpolster im
Pfahlinneren so weit komprimiert wird, daß der Wasserspiegel die öffnung des Auslaßkanals erreicht,
durch diesen ebenfalls Wasser verdrängt werden. Insgesamt wiril somit erreicht, daß die sonst erforderlichen
(A'fmmgen in der Pfahlwanilung verringert oder
verkleinert oiler sogar ganz weggelassen werden können und trotzdem eine zufriedenstellende Wasserverdrängung
und ein hoher Schlagwirkungsgrad erreicht wird. Außerdem erfolgt der Schlag auf die Schlagplatte
weitgehend trocken, weil sich im Bewegungsraum oberhalb der Schlagplatte kein Wasser befindet
und normalerweise auch unter der Schlagplattc Luft vorhanden ist.
Falls das Wasser jedoch aus irgendwelchen Gründen bis zur Oberseite der Schlagplatte und zwischen
die zur Abfederung des Schlagkörpcrs auf der Schlagplatte angebrachten, elastischen Ringelementc vordringen
sollte, kann das zwischen ilen Ringelementen
.•inm-uliliKu'iii· WiiüsiM hei »Im durch den Rückprall
des vom Rammschlag elastisch verformten Pfahles er-
, zeugten Federungsvorgängen nicht zwischen den Ringelementen heraus und kann aufgrund seiner Inkompressibilität
ein elastisches Nachgeben derselben verhindern und diese auch seitlich bis zur Abschcrung
beanspruchen. Durch den naeh einer bevorzugten
... Ausführiingsform vorgesehenen, die von den Ringelementen
umschlossenen Ringräume mit dem Ringspalt zwischen dem Gehäuse und der Schlagpli.ivc verbindenden
Ausgleiehskanal werden diese Schwierigkeiten ausgeschaltet, so daß auch unter Wasser eine
·,-, einwandfreie Federung erfolgt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Rammvorrichtung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die
... Ramm vorrichtung.
Fig. 2 einen vergrößerten Teillängsschnitt einer abgewandelten Ausführungsform, und
Fig. 3 einen Teillängsschnitt einer weiteren Ausführungsform.
DieinFig. 1 dargestellte Rammvorrichtung besitzt
ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1, das doppelwandig ausgebildet ist und einen zylindrischen Bcvvegungsraum
21 und einen diesen umschließenden.
ringförmigen Hohlraum 5 enthüll, der durch einen an
dessen oberem Ende angeordneten, in der obcrscitigen
Querwand 4 des Gehäuses 1 verlaufenden Verhindungskanal 6 mit dem Bewegungsraum 21 verbunden
ist. An seinem unteren Ende steht der Hohlraum S über öffnungen 50 mit der Umgebung
in Verbindung.
.'m Bewegiingsraum 21 ist ein Sehlagkörper 3 aufwärts
und abwärts verschiebbar geführt. Der Bewegungsraum 21 wird nach unten durch eine Schlagplatte
27 verschlossen, die auf dem gcmäU der Zeichnung
als Hohlpfahl ausgebildeten Rammleil 29 aufliegt.
An der oberen Querwand 4 des Gehäuses 1 ist ein koaxialer Druekrnittel/.ylituler 39 einstückig angearbeitet.
In diesem ist ein Kolben 40 verschiebbar geführt,
dessen Kolbenstange 41 durch eine mit einer Ringdichtung 43 versehene Durchlaßöffnung in der
Querwand 4 in den Hewegungsraum 21 hineinragt versehen, deren Unterfläche den am AuUcnrand der
Schlagplattc angeordneten, elastischen Ringelementcn
36 als Anlage dient. In der Anlageschulter 33 ist ferner ein Ausglcichskanal 34 angeordnet, welcher die
von den Ringclcmenten 36 umschlossenen Ringräume 35 und 47 mit dem Ringspalt 37 zwischen der Umfangsfläche
der Schlagplatte 27 und dem Gehäuse 1 verbindet. An der Innenfläche der Anlagcschulter 33
ist zur Abdichtung des Bewegungsraumes 21 eine Ringdichtung 48 angebracht, die sich dichtend gegen
eine Umfnngsflächc der Schlagplatte 27 anlegt.
Heim Absenken der Ramm vorrichtung unter die Wasseroberfläche steigt das Wasser entsprechend
dem bei der Tauchtiefe herrschenden Wasserdruck von unten durch die öffnung 50 in den Hohlraum 5
hinein und komprimiert die in diesem und dem damit über den Verbindungskanal 6 verbundenen Bewegungsraum
21 enthaltende Luft auf einen der Tauch-.;..(·.,.,....„,.,..>.....,ι.,.. Γι-,...L. cn, .1:.. »..„„ „;..i.
der Kolben 40 und der Schlagkörper 3 jeweils gemeinsam aufwärts und abwärts bewegen. Auf dem
Druckmittelzylinder 39 ist eine Antriebseinheit 2 vertikal begrenzt verschiebbar geführt, die über Stoßdämpfelemente
42 am Gehäuse 1 befestigt ist. Die Antriebseinheit 2 weist zwei jeweils durch einen
Elektromotor 9 angetriebene Hydraulikpumpen 10 auf. die über Verbindungsleitungen 38 und in diesen
angeordnete Umsteuerventile 16 jeweils mit einem Druckmittelbehälter 11 und den durch den Kolben
40 getrennten Arbeitskammern des Druekmittelzyliilers
39 verbunden sind. Durch entsprechende Betätigung der Umsteuerventile 16 wird das von den Hydraulikpumpen
10 geförderte Druckmittel jeweils iWn
Arbeitskammern des nach dem Differentialprin/.ip arbeitenden Druekmittelzylinders 39 zugeführt, wobei
die Wirkfläche bei der Abwärtsbewegung dem Querschnitt der Kolbenstange 41 entspricht.
Der Verhindungskanal 6 ist auf seiner dem Hohlraum 5 zugewandten Seite mit einem Schwimmerventil
7 versehen und ist zusätzlich über ein Absperrventil 8 geführt, das bei der dargestellten Ausführungsform in Abhängigkeit von der Hydraulikpumpe 10 so
gesteuert wirti. üais es geschlossen wird, wenn sich im
Druckmittclkreislauf ein Druck aufbaut.
Die den Hohlraum 5 vom Bewegungsraum 21 trennende Innenwand 20 des Gehäuses 1 ist ebenfalls
doppelwandig ausgebildet und enthält einen den Bewegungsraum 21 ringförmig umschließenden Überströmkanal
17. der durch obere Durchtrittsöffnungen 18 mit dem oberen Teil und durch untere Durehlrittsöffnungen
19 mit dem unteren Teil des Bewegungsraumes 21 kommuniziert. Die oberen Durchtrittsöffnungen
18 sind dabei etwas unterhalb des oberen Endes des Bewegungsraumes 21 so angeordnet, daß
sie vom Schlagkörper 3 bei dessen Aufwärtsbewegung kurz vor Erreichung der oberen Totlage verschlossen
werden.
Das Gehäuse 1 ist ferner mit einem über die Schlagplatte 27 hinaus abwärts vorstehenden Führungsmante!
30 versehen, der zur Erleichterung des Ausbaues der Schlagplatte 27 am Gehäuse 1 lösbar
befestigt ist. wobei sich der Hohlraum 5 durch den Führungsmantel 30 his zu dessen unterem Ende erstreckt.
Zur Abstützung der Schlagplattc 27 gegen den nach dem Schlag durch die elastische Verformung des
Rammteiles 29 auftretenden Rückprall ist das Gehäuse 1 mit einer ringförmigen Anlageschulter 33
lung so tief abgesenkt wird, daß das Wasser das obere Ende des Hohlraumes 5 erreicht, schließt das
Schwimmerventil 7 selbsttätig den Verbindungskanal 6 ab und verhindert ein Eindringen von Wasser
in den Bewegungsraum 21. Bis zu dieser Tiefe entspricht der Druck der durch das Wasser komprimierten
Luft im noch wasserfreien Hohlraum 5 und dem Bewegungsraum 21 stets genau dem äußeren Wasserdruck
Wenn die Rammvorrichtung nach dem Schließen des Schwimmerventil 7 weiter abgesenkt wird,
erfolgt keine weitere Komprimierung der im Bewegungsraum 21 enthaltenen Luft, so daß von da ab ein
Druckgefälle von außen nach innen gegeben ist.
Bei der Bewegung des Schlagkörpers 3 im Bewegungsraum 21 kann die von diesem verdrängte Luft
jeweils in der zur Bewegung des Schlagkörpers 3 entgegengesetzten Richtung durch den überströmkanal
17 in den jeweils hinter dem Schlagkörper liegenden Teil des Bewegungsraumes 21 gelangen.
Da beim Arbeiten unter Wasser der im Bewefiingsraum
21 herrschende Gasdruck der Abwärtsbewegung des Schlagkörpers 3 mit einer dem Querschnitt
der Kolbenstange 41 entsprechenden Druckkral t entgegenwirkt und andererseits das Anhenen des
.Schlagkörpers 3 durch eine dem Querschnitt der Kolbenstange 41 entsprechende Druckkraft unterstützt
und sich hierdurch eine ungleichmäßige Belastung des Druckmittelkreislaufes ergibt, ist in der Wandung des
Druckmittelbehälters 11 eine elastische Membran 12 dichtend angeordnet, die auf der einen Seite vom
Druckmittel und auf der anderen Seite vom umgebenden Wasser beaufschlagt wird und je nach dem
Druckverhältnis entsprechend in den Druckmittelbehälter 11 hinein oder aus diesem heraus verschoben
wird. Auf diese Weise ist das im Druckmittelbehälter 11 enthaltene Druckmittel stets dem herrschenden
Wasserdruck ausgesetzt, so daß es der Hydraulikpumpe 10 mit entsprechend erhöhtem Vordruck zugeführt
wird und die Kolbenstange 41 mit einer im Vergleich zum normalen Arbeitsdruck im Druckmittelkreislauf
entsprechend vergrößerten Kraft in den Bewegungsraum 21 hineinbewegt wird. Da die im Bewegungsraum
21 komprimierte Luft ebenfalls unter dem Umgebungsdruck steht, genügt die durch den erhöhten
Druck des Druckmittels bewirkte vergrößerte Kraft der Abwärtsbewegung der Kolbenstange gerade,
um den auf die Wirkfläche der Kolbenstange 41 wirkenden Luftdruck zu kompensieren. Beim Anheben
des Schlagkörpers 3 wird umgekehrt der beim
Einfahren der Kolbenstange 41 nachhelfende Luftdruck
durch den im Druckmittelkreislauf herrschenden, um den äußeren Umgebungsdruck über den normalen
Arbeitsdruck erhöhten Druck kompensiert.
Anstelle der dargestellten elastischen Membran 12 kann gemäß Fig. 2 in der Wandung des Druckmittelbehälters
11 zum gleichen Zweck auch ein beidseitig offener Zylinder mit einem darin abdichtend verschiebbar
geführten, auf einer Seite vom Druckmittel und auf der anderen Seite vom Wasser beaufschlagten
Kolben benutzt werden. Dabei kann der Druckmittelbehälter 11 zweckmäßig mit einem Hydrospeichcr 14
verbunden sein, der durch sein vorgespanntes Oaspolster das Druckmittel gegen den Trennkolben andrückt
und diesen gegen den äußeren Wasserdruck in einer Schwimmstellung im Zylinder hält. Diese Konstruktion
hat den Vorteil, daß Druckschwankungen geglättet werden und bei etwaigen Lcckölverlusten im
Druckmittelkreislauf der Trennkolben /.war eine niedrigere Stellung im Zylinder einnimmt, aber nicht
den Kontakt zum Druckmittel verliert.
Die beim Absenken der Rammvorrichtung unter die Wasseroberfläche sich im Fühmngsmantcl 30
sammelnde Luft bildet ein Luftpolster 32 unter der Schlagpliitte 27, so daß beim Aufsetzen der Schlagplatte
27 auf den Hohlpfahl 29 sowohl in dessen Innenraum, als auch in dem dessen oberes Ende umgebenden
Ringraum 44 entsprechend der Wassertiefe komprimierte Luft vorhanden ist. Durch einen in der
Schlagplatte 27 angeordneten Auslaßkanal 28 steht der Ringraum 44 mit dem Innenraum des Hohlpfahles
29 in Verbindung. Wenn der Hohlpfahl 29 durch den Schlag unter entsprechender Volumenverringerung
des wassergcfüllten Innenraumes ein weiteres Stück in den Boden eingetrieben wird, kann das zu verdrängende
Wasser zunächst das Luftpolster 32 komprimieren und dann während der gesamten Zeitspanne
bis zum nachfolgenden Rammschlag durch die in der Pfahlwandung angeordneten Pfahlöffnungen 45 sowie
gegebenenfalls auch über den Auslaßkanal 28 in den Ringraum 44 abströmen, der durch einen zwischen
der Außenfläche des Hohlpfahles 29 und der Innenwand 31 des Fühninosmantf·'»! Mt lipopnrlrn Rinocnalt
46 mit dem umgebenden Wasserraum in Verbindung steht. Sollte das Wasser bis in die von den Ringelementen
36 umschlossenen Ringräume 35 und 47 eingedrungen sein, kann es bei der nach dem Schlag durch
Rückfedern des elastisch verformten Rammteiles 29 erzeugten Verformung der Ringelemente 36 durch
den Ausgleichskanal 34 zum Ringspalt 37 abströmen. Bei der in Fig. 3 dargestellten, abgewandelten
Ausführungsform ist zwischen dem Schlagkörper 3 und der Schlagplatte 27 ein Amboß 22 angeordnet,
der mit einem äußeren Ringbund 49 zwischen zwei an der Innenwand des Gehäuses 1 angeordnete Ringschultern
23 und 24 eingreift. Die aufwärts gerichtete Ringschulter 23 trägt eine Ringdichtung 25 und die
abwärts gerichtete Ringschulter 24 eine Ringdichtung 26. Die an der Innenseite der Anlageschulter 23 angeordnete
Ringdichtung 48 legt sich in diesem Falle dichtend gegen eine Umfangsfläche des Ambosses 22
an. Bei der in Fig. 3 dargestellten Stellung liegt der Amboß 22 mit seinem Ringbund 49 unter der Wirkung
des auf ihm lastenden Schlagkörpers 3 und des im Bewegungsraum 21 herrschenden Gasdruckes auf
der Ringdichtung Tr; der Schulter 23 auf, wobei während
des Ablassens oder Aufholens der Rammvorrichtung eine zusätzliche Abdichtung erzielt wird.
Wenn andererseits der äußere Wasserdruck den im Bewegungsraum 21 herrschenden Luftdruck übersteigt,
wird der Amboß 22 umgekehrt mit der oberen Schulterfläche seines Ringblindes 49 gegen die Ringdichtung
26 der Ringschulter 24 angedrückt und so ebenfalls eine zusätzliche Abdichtung bewirkt.
Beider in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die unterseitige Öffnung des Hohlraumes 5 als mit einem
Rückschlagventil 53 versehene Einlaßlcitung 52 ausgebildet. Die Einlaßleitung 52 ist ferner mit der
Saugscitc einer Pumpe 55 verbunden, die über ein
Rückschlagventil 56 in den Hohlraum 5 fördert. Schließlich ist noch eine mit einem Rückschlagventil
57 versehene Auslaßöffnung 58 vorgesehen, wobei die Schließkraft des Rückschlagventils 57 größer ist
als die der Rückschlagventile 53 und 56. Bei dieser Ausführungsform strömt das Wasser heim Absenken
der Rammvorrichtung zunächst durch die Einlaßöffnung
52 und das Rückschlagventil 53 in den Hohlraum Sein, bis der Druckausgleich hergestellt ist. Anschließend
kann mittels der von einem tauchfähigen Elektromotor 54 angetriebenen Pumpe 55 über die
Einlaßöffnung 52 Wasser angesaugt und über das Rückschlagventil 56 in den Hohlraum 5 gedrückt
werden, wodurch die im oberen Teil des Hohlraumes 5 und im Bewegungsraum 21 befindliche Luft einen
im Vergleich zu dem der Tauchtiefe entsprechenden Wasserdruck höheren Druck erreicht. Hierdurch
wird insbesondere an der Ringdichtung 48 das Übertreten von Druckluft aus dem Luftpolster 32 in. den
Bewegungsraum 21 unterbunden und auch verhindert, daß etwa dort vorhandenes Wasser im Augenblick
des Zusammendrückens der elastischt.i Ringelemente 36 durch den im sich verkleinernden Raum
47 aufbauenden Druck in den Bewegungsraum 21 eindringt.
Die Pumpe 55 und der Elektromotor 54 können auch außerhalb des Hohlraumes 5, insbesond ;re an
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über eine mit einem Rückschlagventil versehene flexible Leitung mit dem Hohlraum 5 vurbunden sein.
Beim Aufholen der Rammvorrichtung strömt das Wasser über das Rückschlagventil 57 und die Auslaßöffnung
58 aus dem Hohlraum 5 ab. Die Federschließkraft des Rückschlagventils 57 begrenzt auch
die Höhe des erreichbaren Überdruckes im Hohlraum 5. Wegen der Federschließkraft des Rückschlagventils
57 verbleibt beim Herausheben der Rammvorrichtung aus dem Wasser im Hohlraum 5 eine geringe Wassermenge, die durch öffnen eines
von Hand zu betätigenden Hahnes oder einer verschraubten Abflußöffnung abgelassen werden kann.
Das Rückschlagventil 57 kann gegebenenfalls auch durch ein vom Druck im Hohlraum 5 gesteuertes Absperrventil
und ein Sicherheitsventil ersetzt werden.
Zur Milderung von Druckstößen im Druckmittelkreislauf kann anstelle der in der Wandung des
Druckmittelbehälters 11 angeordneten Membran 12 auch eine Doppelmembran mit einem dazwischen angeordneten
Gaspolster Verwendung finden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (15)
1. Tauchfähige Rammvorrichtung mit einem Gehäuse, einem darin angeordneten, von einer im
wesentlichen zylindrischen Wandung umschlössenen, gasgefüllten Bewegungsraum, einem in diesem
axial verschiebbar geführten Schlagkörper,
einer den Bewegungsraum unten verschließenden,
auf das Rammteil aufzulegenden Schlagplatte, Antriebsvorrichtungen für den Schlagkörper, ei- in
nem im Gehäuse angeordneten, durch die Wandung vom Bewegungsraum des Schlagkörpers getrennten
Hohlraum mit mindestens einer an dessen unterem Ende angeordneten, mit der Umgebung
kommunizierenden öffnung und einem den Hohlraum mit dem Bewegungsraum verbindenden
Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß:
a) dieser Kanal als vom oberen Ende des Hohlraumes (5) ausgehender Verbindungskanal
(6) za»n Einführen von beim Tauchen durch 2<i das im Hohlraum (5) aufsteigende Wasser
komprimierter Luft in den Bewegungsraum
(21) ausgebildet ist,
b) im Verbindungskanal (6) ein gegen im Hohlraum (S) aufsteigendes Wasser sperrendes
Schwimmerventil (7) angeordnet ist,
c) zwischen einem das Gehäuse (1) nach unten verschließenden Schlagübertragungsteil (27
bzw. 22) und der umschließenden Wandung des Gehäuses (1) eine Dichtung (48) angeordnet
ist,
d) die über bzw. unter der Endfläche des Schlagkörpers (&) liege-.fden Abschnitte des
Bewegungsraumes. (21) miteinander kommunizieren, und
e) der Hohlraum (5) nicht vom Antriebsmedium beaufschlagt wird.
2. Rammvorrichtung nach Anspruch I, mit einem den Bewegungsraum umgebenden im wesentlichen
ringförmigen Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) doppelwandig ausgebildet ist.
3. Rammvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungskanal (6) zusätzlich ein jeweils während mindestens
des letzten Teils der Aufwärtsbewegung des .Schlagkörpers (3) geschlossenes Absperrventil (8)
angeordnet ist.
4. Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am 5»
unteren Ende des Hohlraumes (5) angeordneten Öffnungen eine Einlaßöffnung (52) mit einem erst
bei einem äußeren Überdruck öffnenden Rück' schlagventil (53) und eine Auslaßöffnung (58) mit
einem erst bei einem vorbestimmten überdruck im Hohlraum (5) öffnenden Rückschlagventil (57)
aufweisen und eine druckseitig über ein Rückschlagventil (56) mit dem Hohlraum (5) verbundene,
von außen ansaugende Pumpe (55) vorgesehen ISt. 6(1
5. Rammvorrichtung nach einem der Anspruch«
is 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Gchä t) ein über die Schlagplatte (27) hinaus
abwi. vorstehender, das Rammteil (29) umschließender,
undurchlässiger doppclwandiger r,s
Mantel (30) gebildet ist, innerhalb dessen Innenwänden unter Wasser ein Luftpolster (32) verbleibt.
o. Rammvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hohlraum (5) in dem
doppelwandigen Mantel (30) fortsetzt.
7. Rammvorrichtung nach Anspruch 5 oder f>,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (30) am Gehäuse (1) lösbar befestigt ist.
8. Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse
(1) am unteren Ende eine abwärts gerichtete Anlageschulter (33) für die Oberseite der Schlagplatte
(27) aufweist und an der Anlageschulter (33) bzw. an der Oberseite der Schlagplatte (27)
mindestens ein elastisches Ringelement (36) angeordnet ist.
9. Rammvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mindestens
einen in der Anlageschulter (33) angeordneten, die von den Ringelementen (36) umschlossenen
Ringräume (35, 47) mit dem Ringspalt (37) zwischen dem Gehäuse (1) und der Umfangsfläche
der Schlagplatte (27) verbindenden Ausgleichskanal (34) aufweist.
10. Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schlagplatte (27) mindestens einen den Innenraum eines Hohlpfahles (29) mit dem diesen umgebenden
Raum verbindenden Auslaßkanal (28) aufweist.
11. Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) über der Schlagplatte (27) eine mit
einer Ringdichtung (25) versehene, aufwärts gerichtete Ringschulter (23) und in dnem Abstand
darüber eine mit einer Ringdichtung (26) versehene, abwärts gerichtete Ringschulter (24) für einen
zwischen der Schlagplatte (27) und dem Schlagkörper (3) angeordneten, mit c|:esen zusammenwirkenden
Amboß (22) aufweist, der sich mit einem äußeren Ringbund (49) jeweils gegen
eine der Ringdichtungen (25, 26) anlegt.
12. Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen über ein Umsteuerventil (16)
mit einer Druckmiltelpumpe (10) und einem Druckmittelbehälter (11) verbundenen Druckmittelzylinder
(39) und eine diesen mit dem Bewegungsraum (21) verbindende Durchlaßöffnung zur abgedichteten Durchführung einer den
Schlagkörper (3) mit dem im Druckmittelzylinder (39) verschiebbaren Kolben (40) verbindenden
Kolbenstange (41) aufweist.
13. Rammvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Wandung des Druckmittclbehältcrs (11) ein außenseitig vom
Außendruck und innenseitig vom Druckmittel beaufschlagtes, in Abhängigkeit vom Druckverhältnis
unter Volumenänderung des Druckmittelbehälters (11) verschiebbares Trennelement (12, 13)
dichtend angeordnet ist.
14. Rammvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trennelement aus mindestens einer elastischen Membran (12) besteht.
15. Rammvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trcnnelcment aus
einem in einem Zylinder (15) verschiebbar geführten Kolben (13) besteht.
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EP0117382B1 (de) * | 1983-02-28 | 1989-05-03 | Uddcomb Sweden Ab | Verfahren zum Kontrollieren der Schlagkraft und des Stossintervalls bei Fallhämmern |
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1974
- 1974-11-16 DE DE19742454488 patent/DE2454488C3/de not_active Expired
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