DE2616838A1

DE2616838A1 - Ramme

Info

Publication number: DE2616838A1
Application number: DE19762616838
Authority: DE
Inventors: Stephen Victor Chelminski
Original assignee: Bolt Associates Inc
Current assignee: Bolt Associates Inc
Priority date: 1975-06-04
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-12-09
Also published as: AU1280376A; IT1059154B; NZ180540A; AU504344B2; ES447122A1; BE840777A; NL7603983A; CA1035157A; BR7602435A; FR2313505A1; NO761242L; JPS51148203A; DK180476A; GB1548612A; SE7604500L; AR211338A1; US3958647A

Description

PATENTANWALT

HELMUT GÖRTZ

6 frr r ' i;ri a:n Main 70
Schnee',cnhoi,Ir. 27 - Tel. 6170/9

14. April 1976 BOLT ASSOCIATES, INC. Gzg/goe

Ramme

Die Erfindung betrifft eine Ramme, die durch Druckgasabgabe angetrieben ist, insbesondere, eine Ramme, die kräftige Stöße auf den angetriebenen Pfahl ausüben kann, wobei sie in tiefes Wasser untergetaucht ist, so wie es häufig beim küstenfernen Betrieb im Meer vorkommt.

Eine durch einen Luftkanonenverstärker angetriebene Ramme, die in der Lage ist, Pfähle verschiedener Typen und Größen anzutreiben, und die vollständig unter Wasser, teilweise unter Wasser oder vollständig in der Luft betrieben werden kann, ist in dem US-Patent 3,817,335 offenbart. Die Ramme gemäß der vorliegenden Erfindung schafft weitere technische Vorteile, und weist besondere Merkmale auf, die sich auf das Gas- und Wasseraustreiben beziehen. Die Ramme nach der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft zum Antrieb langer Pfähle großen Durchmessers und bei Tiefwasser-Arbeiten benutzt werden, beispielsweise in VJasser bis zu einigen hundert Fuß Tiefe, wo das Untertauchen sehr vorteilhaft für die Verbesserung der Antriebscharakteristik für lange Pfähle ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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Eine große kräftige Ramme gemäß der Erfindung ist in der Lage, sehr lange Rohrpfähle von großem Durchmesser in den Meeresboden zu treiben, beispielsweise Rohrpfähle von 12o m(^oo feet) oder sogar l8o m (600 feet) länge oder mehr und bis zu einem Durchmesser von l,2o m (H feet) oder mehr. Der Aufbau der kräftigen Tiefwasser-Ramme gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt es, den Gasabgabe-Apparat, auch Luftkanone genannt, in einer "schwimmenden" Beziehung ohne feste Verbindung mit der Stoßübertragungsanordnung in der Ramme zu belassen, und dadurch möglicherweise gefährliche Stoßwirkungen auf die Luftkanone, die zum Antrieb der Ramme benutzt wird, zu verringern. Daher schafft die Ramme gemäß der vorliegenden Erfindung eine Betriebsfähigkeit und eine strukturelle Anordnung der Rammenbauteile, die gegenüber den z.Zt. bekannten Luftkanonen durch Luftkanonenverstärker angetriebenen und anderen Rammen sehr verschieden ist und gegenüber diesen zahlreiche Vorteile aufweist. Eine andere, durch eine Lüftkanone angetriebene Ramme ist in dem US-Patent 3,646,598 gezeigt und ein durch eine Luftkanone angetriebener Druckgeber in den US-Patenten 3,00*1,519 und 3,75o,6o9.

Auch ein älteres Rammen-Antriebsverfahren und ein entsprechender Apparat ist in den US-Patenten 3,71^,739; 3,788,4o2 und 3,721,o95 offenbart, der

ganz verschieden im Prinzip und der Wirkungsweise von der Ramme gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

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Die kräftige, unter Wasser betreibbare Ramme gemäß der Erfindung weist, als einen Grundaufbau, drei Detriebsbauteile innerhalb eines länglichen zylindrischen Gehäuses auf. Die drei Betriebsbauteile schließen ein: Ein massives zylindrisches Kolbengewicht, das in dem Gehäuse auf- und abbewegt werden kann, eine Stoßübertragungs -Anordnung (einschließlich eines ringförmigen Stoßübertragungsgliedes, das an einem Efalüantriebskopf befestigt ist), wobei diese Anordnung auch in dem Gehäuse unter dem Kolbengewicht auf- und abbewegbar ist, und einen Druckgas-Abgabeapparat, der innerhalb der Stoßübertragungs-Anordnung zwischen dem Kolbengewicht und dem Antriebskopf angeordnet ist und der von dem ringförmigen Glied, das einen Stoß nach unten von dem massiven Kolbengewicht auf den Antriebskopf überträgt, umgeben ist. Das ringförmige zylindrische Glied, das den Gasabgabe-Apparat umgibt, bildet eine Abgäbekammer,in der der Druckgas-Abgabeapparat relativ beweglich angebracht ist, ohne feste Verbindung zu irgendeinem anderen Betriebsbauteil der Ramme, so daß er in "schwimmender" Beziehung darin ist. Eine axiale, längliche öffnung in der Wand der Stoßübertragungs-Anordnung gabelt einen Arm, der sich von der Luftkanone erstreckt, ein und bildet einen Durchgang,durch den die Luftkanone mit dem Äußeren der Ramme in Verbindung steht und durch den Verbindungen hergestellt werden können,die zum Zuführen von Hochdruckgas zur Luftkanone dienen.

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Der Druckgas-Abgabeapparat oder die Luftkanone geben plötzlich und wiederholt Druckgas ab, um einen ersten kräftigen Stoß nach unten auf die Stoßübertragungsanordnung zu erzeugen und das massive Gewicht darüber nach oben zu bewegen. Durch Abgabedurchgänge, die im folgenden im einzelnen erklärt sind, kann das freigegebene Hochdruckgas, welches in der Abgabekammer mit Wasser vermischt werden kann, entweichen, wodurch das massive Gewicht sich nach unten bewegen kann und dem mittleren ringförmigen Glied einen zweiten kräftigen Stoß nach unten auf den Antriebskopf und von da aus auf den angetriebenen Pfahl erteilt. Somit werden zwei Antriebsschläge durch jede Abgabe von Druckgas aus der Luftkanone in die Abgabekammer .erreicht, wobei der erste Antriebs sch lag erfolgt, wenn das Druckgas abgegeben ist und das massive Gewicht sich nach oben bewegt, während die Stoßübertragungs-Anordnung sich nach unten bewegt, und der zweite Betriebsstoß erfolgt, wenn wenn das Kolbengewicht bezüglich der Stoßübertragungs-Anordnung unten aufschlägt.

Das zylindrische Kolbengewicht kann vorteilhaft einen Durchgang aufweisen, der mit der Abgabekammer und mit der Umgebung in Verbindung steht, beispielsweise dem Meer oder einem anderen Wasser, das das Rammengehäuse umgibt, so daß das Wasser frei in die Abgabekammer eindringen kann, wenn die Ramme unter Wasser gesetzt wird« Das Vorhandensein von Wasser in der Abgabekammer hat eine

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größere Betriebswirksamkeit zur Folge, was die Abgabe von Druckgas in die Kammer anbelangt, da Wasser im Vergleich mit der Luft, die sonst in die Kammer eindringen würde, beinahe inkrompressibel ist. Ein Verschlußventil ist an dem Durchgang innerhalb des Gewichtes vorgesehen, wo es mit der Abgabekammer in Verbindung steht und ist entweder so angeordnet, daß das Wasser durch den Durchgang in dem Gewicht in die Abgabekammer eindringen kann oder um den Durchgang während der Abgabe von Druckgas abzudichten. Das Abschlußventil kann vorteilhaft mit einer Ablenkfläche versehen sein, die anfänglich das abgegebene Gas von dem Austreibdurchgang in dem Kolbengewicht ablenkt. Da Wasser, das in die Gasabgabekammer eindringt, wenn die Ramme anfänglich in das Meer abgesenkt wird, auch unerwünscht in die Abfeuerkammer des Gasabgabeapparates eindringen kann, bevor diese zu arbeiten beginnt, sind Vorteilhaft Austreibmittel vorgesehen, um das Druckgas zu der Abfeuerkammer zu führen, um das Wasser daraus auszutreiben, bevor die Kammer gefüllt wird. Der Druckgasapparat ist in "schwimmender" Beziehung innerhalb des ringförmigen Gliedes, das ihn umgibt, angeordnet, zwischen dem massiven Gewicht und dem Antriebskopf, so daß die Wirkungen mechanischer Stöße auf diesen Apparat infolge der plötzlichen und kräftigen Bewegungen des Gewichtes, des ringförmigen Gliedes und des Antriebskopfes, verringert werden. Der Abgabeapparat steht mit dem Äußeren des umgebenden ringförmigen Gliedes und dem zylindrischen Rammengehäuse

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in Verbindung, über einen Auslegearm, der fest mit dem Abgabeapparat verbunden ist, und der durch eine in axialer Richtung längliche Öffnung in der Wand des dazwischenliegenden ringförmigen Gliedes erstreckt. Durch diesen Arm können Leitungen zum Zuführen des Hochdruckgases, zum Übertragen von Steuersignalen, falls gewünscht,'und zur Betriebsanzeige und dergleichen geführt sein.

Hochdruckgas, gewöhnlich komprimierte Luft, kann bei einem Betriebsruck in dem Bereich von 7 kg/cm (loo p.s.i.) bis zu

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kSo kg/cm (3ooo p.s.i.) oder mehr, von einer geeigneten Quelle, wie beispielsweise einem Kompressor, der an Bord eines Schiffes oder eines Pontons oder einer Plattform angeordnet ist, zugeführt werden, oder von Luftdruck-Lagertanks, die direkt an dem Rammengehäuse selbst befestigt sind. Es können auch höhere Gasdrucke verwendet werden, falls gewünscht. Der Ausdruck "Hochdruckgas" oder "Druckgas", wie er hier benutzt ist, soll auch Druckluft, komprimiertes Kohlendioxyd, komprimierten Stickstoff oder irgendeinen anderen unter Druck gesetzten Dampf oder ein Gas umschließen, die in der Luftkanone, wie sie hier beschrieben ist, benutzt werden können.

Die möglicherweise schädlichen Wirkungen mechanischer Stöße auf die freischwimmende Luftkanone können vorteilhaft weiter verringert werden mit Hilfe von Dämpfkolbenmitteln, die mit dem Ende

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des Auslegerarmes verbunden sind. So ein Dämpfkolben ist gleitbar in einem Zylinder angeordnet, der eine Stoßdämpfer- oder Bewegungsdämpfer-Flüssigkeit enthält, wobei dieser Zylinder fest an dem Rammengehäuse befestigt ist.

Der Druckgas-Abgäbeapparat kann ein Luftkanonenverstärker sein, wie er in den US-Patenten 3,249,177; 3,31o,128 und 3,379,273 beschrieben ist und kann wiederholt durch die übertragung eines elektrischen Signals auf ein Solenoid-Ventil , wie es beispielsweise in dem US-Patent 3,588,o39 beschrieben ist, betätigt werden, oder kann selbstbetätigend sein, wie es in den US-Patenten 3,379,273 oder 3,7o7,848 beschrieben ist.

Demgemäß ist ein Merkmal der Erfindung, daß eine verbesserte kräftige Ramme geschaffen wird, die durch einen Druckgas-Abgabeapparat angetrieben ist, und die in der Luft, teilweise unter V/asser oder vollständig im tiefen Wasser betrieben werden kann.

Ein Vorteil der Ramme gemäß dieser Erfindung ist es, daß der Gasabgabe-Apparat wirksam körperlich unabhängig von den Stoßübertragungs- und stoßaufnehmenden Bauteilen der Ramme ist,

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um die möglicherweise schädlichen Stoßwirkungen zu verringern.

Ein weiterer Vorteil der starken Ramme gemäß der Erfindung ist es, daß es möglich ist, sie bequem zu betreiben, wenn sie tief unter Wasser gesetzt ist, wie es beispielsweise bei Meeresbauarbeiten vorkommt, und daß sie Wasser- und Gas-Austreibaspekte und andere Merkmale aufweist, die hier beschrieben sind, und die sie insbesondere für solche Tiefwasser-Arbeiten vorteilhaft machen.

Soweit bekannt ist, schafft die Erfindung die stärkste Ramme der Welt, die in der Lage ist, im Meer vollständig unter Wasser betrieben zu werden, um lange Pfähle in den Meeresboden einzutreiben, beispielsweise Stahlrohrpfähle bis zu 12o m (4oo Feet) oder sogar bis zu l8o m (600 feet) und mehr Gesamtlänge und einem Durchmesser bis zu l,2o m oder mehr.

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Die verschiedenen Merkmale, Ansichten und Vorteile der Ramme nach der vorliegenden Erfindung werden verständlicher beim Betrachten der ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Längs-Vorderansicht einer Ramme gemäß der Erfindung, die durch einen Druckgas-Auslaß angetrieben ist;

Fig. 2 eine Längs-Seitenansicht der Ramme nach Fig. 1, wie sie beim Ansehen der Fig. 1 von rechts zu sehen ist;

Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt des unteren mittleren Teils der Ramme nach* Fig. 1, die die zusammenwirkende Beziehung der verschiedenen Betriebsteile und ihrer Konstruktionseinzelheiten zeigt;

Fig. 4 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Seiten-Längsansicht, wie sie auf der rechten Seite des Teils der Ramme, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, zu sehen ist, und die weitere Konstruktionseinzelheiten darstellt;

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Pig. 5 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3;

Fig. 6 eine weitere vergrößerte Schnittansicht des mittleren Teils der Fig. 3, der die Betriebsstellung der Bauteile nach dem plötzlichen Ablassen des unter Druck stehenden Gases zeigt;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich der der Fig. 6, die die Betriebsstellungen der Bauteile, kurz nach der in Fig. 6 gezeigten Bewegung;

Fig. 8 eine vergrößerte und teilweise geschnittene Längsansicht eines Ablaßventils, das auch stellungsabhängig angeordnet sein kann, um die Betriebsbeziehungen zwischen den Bauteilen zu überwachen;

Fig. 9 und 10 die stellungsabhängige Betriebsweise dieses Ventils bei verschiedenen Bedingungen.

Es wird auf die Fig. 1 bis 5 Bezug genommen, in denen eine Ramme 10 dargestellt ist, die ein massives zylindrisches Gewicht 12 aufweist, das in einem länglichen, zylindrischen Gehäusen l4 auf- und abbewegbar ist, um Stöße auf ein bewegliches, ringförmiges Stoßilbertragungsglied 16 und von diesem auf einen Antriebskopf ΐδ

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zu übertragen, die beide auch bezüglich des zylindrischen Gehäuses beweglich sind. Das ringförmige Glied 16 und der Antriebskopf 18 sind fest miteinander verbunden, wie in Fig. 3 dargestellt, wodurch eine bewegliche Stoßübertragungs-Baugruppe 19 geschaffen wird. Der Antriebskopf 18 kann irgendeinen Typ eines antreibbaren Rammpfahles antreiben, wie einen Rohrpfahl, H-Trägerpfahl, Holzpfahl und dergleichen, durch Anwendung von bekannten Antriebsverbindungsmitteln, wie sie beispielsweise in dem US-Patent 3,817,335 offenbart sind. Eine sehr starke Ramme, die diese Erfindung verkörpert, ist, wenn sie vollständig unter Wasser betrieben wird, in der Lage, sehr lange Rohrpfähle mit großem Durchmesser in den Meeresboden einzutreiben, wie Rohrpfähle bis zu 130 m Länge oder sogar bis zu 200 m Länge oder mehr und mit einem Durchmesser von 1,3 oder mehr Metern.

Der Druckgas-Abgabeapparat 20 ist bezüglich der Übertragungs-Baugruppe 19 beweglich angebracht. Dieser Druckgas-Abgabeapparat 20 kann vorteilhaft von dem Typ sein, wie in den US-PS'en 3,310,128 und 3,379,273 beschrieben und dort als ein Luftkanonen-Repetierer bezeichnet ist; hier wird er Luftkanone genannt. Diese Luftkanone 20 wird wiederholt betätigt, um plötzlich eine Ladung von Gas unter sehr hohem Druck freizugeben, beispielsweise komprimierte Luft, wodurch bewirkt wird, daß das massive Gewicht 12 nach oben bewegt wird, wie in der Fig. 6 dargestellt, und kräftige

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Pfahlantriebsstöße erzeugt werden, wie weiter unten in Verbindung mit den Fig. 6 und 7 erklärt ist.

Das Druckgas für den Gasabgabeapparat wird durch eine Hochdruck-Versorgungsleitung 22, die am besten in den Fig. 3 und 4 zu sehen ist, und die mit einer geeigneten Druckgasquelle verbunden ist, wie einem Luftkompressor, der auf einem Schiff, einem Ponton, einer Plattform oder einem anderen geeigneten Träger angeordnet ist, zugeführt.

Der Druckgas-Abgabeapparat 20 ist in "schwimmender" Beziehung zu der Stoßübertragungs-Baugruppe und ruht normalerweise in einem Hohlraum 21 (Fig. 3) in dem Antriebskopf 18 und steht mit dem Äußeren des länglichen zylindrischen Gehäuse lh über einen fest angebrachten, sich seitlich erstreckenden Auslegerarm 26' in Verbindung. Dieser Arm 26 ist verbunden mit einer Kolbenstange 28, die mit einem Stoßdämpferkolben 29, der in einem Stoßdämpferzylinder 30 angebracht ist, verbunden, wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist. Dieser Zylinder 30 ist an dem Gehäuse 1*1 befestigt. Das urtere Ende der Kolbenstange 28 ruht normalerweise auf dem Luftkanonenarm 26.

Somit wird normalerweise das Gewicht des ganzen Gehäuses14 und der daran angebrachten Einrichtungen von den Stoßdämpfermitteln

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30, 29 und 28 getragen, die den flüssigkeitsgefüllten Zylinder und den Kolben und die Stange umfassen, da die Kolbenstange 28 normalerweise auf dem Kanonenarm ruht, während die Luftkanone normalerweise in der Höhlung 21 in dem Pfahl-Antriebskopf 18 ruht, der seinerseits mit dem (nicht dargestellten) Pfahl,der angetrieben wird,in Eingriff steht.

Druckgas wird zuerst durch ein Gasfüllventil 32 (Fig. 4) in den Zylinder 30'eingeführt, um als Stoßdämpfmedium zu dienen, und der Druck dieses Gases kann auf einem wasserdichten Anzeigeinstrument J>k (Fig. *0 angezeigt werden, Um die Masse der Kolbenstange 28 und des Kolbens 30 zu reduzieren, können sie, wie in Fig. 4 zu sehen ist, hohl ausgeführt sein, wodurch die achsenentfernte Trägheitsbelastung des Auslegearmes 26 bezüglich der senkrechten Achse 31 (Fig. -l)der Luftkanone 20 reduziert wird.

Der Auslegearm 26 der Luftkanone hat einen rechteckigen Querschnitt, wie am deutlichsten in Fig* 4 zu sehen ist, wobei seine größere Abmessung sich vertikal erstreckt, so daß dieser Arm 26 sehr starr

in der vertikalen (axialen) Richtung ist. Dieser Arm 26 erstreckt sich durch eine axial verlängerte Bewegungsöffnung 33 (Fig. 3 und H) in das zylindrische Gehäuse 14 der Ramme 10.

Wie in den Fig. 1, 2 und 4 zu sehen ist, sind die Versorgungsleitung 22 und der Stoßdämpferzylinder 30 auf dem Äußeren des Rammen-

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gehäuses/angebracht. Der Druckgasabgabe-Apparat 20 und sein seitlich sich erstreckender Arm 26 sowie die Stoßdämpfermittel 28, 29, 30 werden durch eine Verkleidung 36 geschützt, die entfernbare Deckplatten 37 und 38 aufweist, wie sie in den Pig. I, 2 und 3 zum Zugang dazu zu sehen sind, und eine entfernbare Ablaßschrau be 39 (Fig. 3 und 4) haben.

Die Ramme 10 gemäß der Erfindung ist insbesondere geeignet, um große Pfähle vollständig unter Wasser anzutreiben, z.B. zur Verwendung bei Tiefwasser-Arbeiten. Wie in den Fig. 1 und 2 darversehen, gestellt, ist die Ramme 10 mit einer Vielzahl von Aufhängeösen 42/ die mit einem schweren Stahl-Manschettenring 44 verbunden sind, der am oberen Ende des Gehäuses 14 befestigt ist. Die Stützmanschette 44 kann mit dem Rammengehäuse 14 über mehrfache Befestigungsbcizen oder dergleichen fest verbunden sein. Somit kann die Ramme 10 von oben herabhängen, über ein Drahtseil und eine Abschlußschlinge, die von einem nicht dargestellten Kran auf einem Ponton, Schiff oder einer Turmplattform gehalten sind.

Die Hauptbetriebsbauteile der Ramme 10 sind in größeren Einzelheiten in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Bezugnehmend auf die Fig. 3, ist das massive zylindrische Gewicht 12 zu sehen, das bewegbar in dem zylindrischen Gehäuse 14 angebracht ist. Am Umfang des Gewichtes 12 sind mit Abstand eine Anzahl von vertikal verlänger-

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ten Führungsschuhen 4 8 angeordnet, die mit dem Gewicht 12 über die Maschinenschrauben 50 verbunden sind. Die Führungsschuhe 48, z.B. vier an der Zahl, sind mit Abstand um das Gewicht 12 herum angeordnet und haben konische obere und untere Endflächen, wie bei 52 gezeigt. Eine ähnliche Gruppe von Führungsschuhen 47 (Fig. 1) ist mit Abstand um das obere Ende des massiven Gewichtes 12 herum angeordnet und befestigt.

Diese Führungsschuhe sind aus einem Lagermaterial hergestellt oder damit bedeckt, das mit dem Gehäusematerial 14 verträglich ist, um eine geeignete Gleitlager-Beziehung zwischen den beiden herzustellen. Z.B. können, wenn das zylindrische Gehäuse 1*1 aus Stahl besteht, die Führungsschuhe 47 und 48 mit einem Bronze-Lagermaterial überzogen sein. Dadurch fangen die Führungsschuhe 47 und 48 die meisten der Verschleißwirkungen auf und können entfernt und ersetzt werden, wenn sie abgenutzt sind. Das massive Gewicht 12 ist nicht nur vertikal in dem Gehäuse 14 bewegbar, sondern bezüglich diesem auch drehbar, da es nicht fest mit einem der anderen Glieder angebracht ist. Infolgedessen können die Führungsschuhe 47 und 4 8 angepaßt werden, um eine Drehbewegung des massiven Gewichts 12 zu erlauben, so daß eine gleichmäßigere Abnutzung des Gehäuses erzielt wird.

Ein sich axial in dem massiven Gewicht erstreckender Durchgang (Flg. 3) steht mit seinem oberen Ende mit der Umgebung, die die

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Ramme 10 umgibt, in Verbindung und mit seinem unteren Ende mit einer inneren Kammer 55 (Fig. 3)> die durch das ringförmige Stoßübertragungsglied 16 gebildet wird. Wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Betriebsweise der Ramme im einzelnen erklärt ist, erlaubt dieser Durchgang 54 den Durchfluß von Wasser, wenn die Ramme unter V/asser gesetzt ist, vom äußeren der Ramme in das Innere der Auslaßkammer 55.

In einer Muffe im unteren Ende des massiven Gewichtes 12, an der Stelle, wo der Durchgang 44 mit der Auslaßkammer 55 in Verbindung steht, ist eine Ventilanordnung 56 (Fig. 3) angeordnet, von der ein Querschnitt in der Fig. 5 dargestellt ist. Die Ventilanorduungsmittel 56 umfassten einen Ventilsitz 58, der in der Muffe 60 in dem Gewicht 12 mit Maschinenschrauben 62 festgelegt ist. Der Ventilsitz 58 hat einen seitlichen Durchgang 64, der eine Verbindung zwischen dem axialen Durchgang 54 in dem Gewicht 12 und der Ausgangskammer 55 herstellt. Ein scheibenähnliches Ventilelement 66 (Fig. 3) ist innerhalb des Ventilsitzes 48 beweglich, um den Durchgang 54 abzudichten, wenn ein Druck auf seine untere Oberfläche 68 wirkt, wobei es gegen das Ende des Durchganges 54 gedrückt wird, um dieses als Sperrventil abzudichten. Die obere Fläche der Ventilscheibe 66, die dem Durchgang 54 gegenüberliegt, kann leicht ballig sein, um gut an dem oberen Ende des Durchganges aufzusitzen.

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Auch in dem Gewicht 12 ist ein Gasablaß-Durchgang 72 (Fig. 3) angeordnet, durch den das mit etwas Wasser gemischte Gas ausgestoßen werden kann, nachdem der Druckgas-Abgabeapparat 20 unter hohem Druck stehendes Gas freigegeben hat, um die ersten und zweiten Rammstöße zu erzeugen, wie weiter unten erklärt ist.

Wie in der Fig. 6 dargestellt, läßt die plötzliche Abgabe von Gas

frei,

eine Kraft / die nach oben gegen das Gewicht 12 und nach unten gegen die gesamte Querschnittsfläche der Stoßübertragung>Baugruppe 19 wirken, wodurch anfänglich der Antriebskopf 18 nach unten gestoßen wird. Die Kraft nach oben gegen die untere Fläche 68 des Ventiltellers 66 dichtet den Durchgang 54 ab, und das Gewicht wird, wie in Fig. 6 gezeigt, angehoben. Nachdem das untere Ende des Gewichtes 12 über die Beschleunigungsmuffe 73 angehoben ist (Fig. 6), kann das mit Wasser vermischte Gas durch den ringförmigen Raum 70 zwischen dem Gewicht 12 und der inneren Fläche des zylindrischen Gehäuses 14 hindurchgehen. Die Führungsschuhe 48 und 47 (Fig. 1) sind in relativ großem Abstand angeordnet, und blockieren so die Aufwärtsbewegung des entweichenden Gases, das aus der offenen Oberseite des zylindrischen Gehäuses 14 herauskommt, nicht wesentlich.

Nachdem viel von diesem Gas von unterhalb des Gewichtes 12 abgeströmt ist, fällt es schwer nach unten (Fig. 7) auf das ringför-

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mige Stoßübertragungsglied 16, wodurch es dem Antriebskopf 18 einen zweiten Abwärtsstoß erteilt.

Die innere Höhlung des ringförmigen Stoßübertragungsgliedes 16 bestimmt die Druckgas-Auslaßkammer 55, wie oben erwähnt. Innerhalb dieser Auslaßkammer 55 und innerhalb der Höhlung 21, die in dem Oberteil des Antriebskopfes 18 gebildet wird, erstreckt sich der Druckgas-Abgabeapparat 2o nach unten. Diese Luftkanone 2o umfaßt ein unteres Gehäuse 8o (Fig. 3 und 6), das eine Abfeuerungskammer 82 (Fig. 3) bestimmt, das durch einen Spannring 83 mit einem oberen Gehäuse 84 verbunden ist, welches einen Arbeitszylinder 86 enthält. Es ist selbstverständlich, daß der Druckgas-Abgabeapparat 2o ähnlich jenen Druckkanonen sein kann, die in den zuvor genannten US-Patenten offenbart sind, insbesondere vom selbstabfeuernden Typ, der in den US-Patenten Nr. 3,379,373 und 3,7o7,848 gezeigt und beschrieben ist. Für die vorliegende Beschreibung ist die folgende kurze Beschreibung der dargestellten Luftkanone 20 und ihrer Wirkungsprinzipien ausreichend. Der Leser kann auf diese Patente zurückgreifen, wenn weitere Informationen über solche Gasabgabe-Apparate zum plötzlichen Freigeben von Druckgas in einer abrupten, kräftigen Abgabe gewünscht sind.

Wirksam verbunden mit der Abfeuerkammer 82 und dem Arbeitszylinder 86 ist ein Doppelventilkegel 88, der gleitbar

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in einer Trennwand 90 angebracht ist. Dieser hin- und herbewegbare Körper weist einen unteren Auslaßkolben 92 und einen oberen Arbeitskolben Ho auf. Wenn der hin- und herbewegbare Körper 88 (Fig. 3) sich vor der Abgabe von Druckgas in sdner normalen Stellung befindet, ist der Abgabekolben 92 in dichtem Eingriff mit einem Dichtring 9k_t um so eine Ladung von Druckgas in der Abfeuerkammer 82 zu halten.

Eine Auslaß-Zylindermuffe 96 bestimmt einen Auslaßzylinder, der den Auslaßkolben 92 umgibt. Dieser Auslaßzylinder enthält eine Vielzahl von öffnungen Io2, durch die das Druckgas nach einer schnellen Aufwärtsbewegung des hin- und herbewegbaren Körpers zur Freigabe der öffnungen Io2 durch den Abgabekolben 92, der plötzlich abgegeben wird. Zur Vorbereitung der Abgabe des Druckgases, wie Druckluft, wird das Druckgas durch die Versorgungsleitung 22 (Fig. 3) und durch den Zufuhrdurchgang Io3 in dem Arm 26 und dann durch den Durchgang Io4,der in der Wand des unteren und oberen Gehäuses 8o und 8*1 angeordnet ist, eingeführt. Das Druckgas strömt vom oberen Ende des Durchganges Io4 in den Arbeitszylinder 86. In dem Arbeitszylinder 86 befindet sich der Arbeitskolben Ho des Doppelventilkegels 88.

Das Druckgas tritt in die Abfeuerkammer 82 ein, indem es durch einen verengten axialen Durchgang 112 (Fig. 3) innerhalb der

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hohlen Kolbenstange des Doppelkopfventils 88, das den Abgabekolben 92 mit dem Arbeitskolben Ho verbindet, strömt. Wenn das Druckgas in den Zylinder 86 strömt, hält die Verengung des Durchgangs 112 kurz den Druck in dem Zylinder 86 oberhalb dem Druck in der Abfeuerkammer 82. Nachdem die Abfeuerkammer 82 mit dem gewünschten Druck beaufschlagt ist, ist die Luftkanone fertig, um Druckgas abzugeben. Dies kann durch Vorsehen eines Solenoid-Ventils erreicht werden, wie es in den US-Patenten 3,588,o39 und 3,7o7,848 offenbart ist, oder indem die Luftkanone automatisch selbst abfeuernd, wie in den US-Patenten 3,379,273 und 3.7o7,848 offenbart ist, gemacht wird.

Die Luftkanone 2o wird seIbstabfeuernd gemacht, indem eine wirksame Fläche des Abgabekolbens 92 dem Druckgas in der Abfeuerkammer 82 ausgesetzt wird, die größer als die des Arbeitskolbens Ho ist, der dem Druckgas in dem Zylinder 86 ausgesetzt ist. Demgemäß beginnt das Doppelkopfventil sich nach oben zu bewegen, und der Dichtzustand des Arbeitskolbens Ho wird geöffnet, um dem unter hohem Druck stehenden Gas in der Kammer 86 zu erlauben, mit der unteren Fläche des Arbeitskolbens Ho in Verbindung zu treten, wenn der Druck in der Abfeuerkammer 82 wesentlich über dem Druck in dem Zylinder 86 angewachsen ist. Das Doppelkopfventil 88 wird nach oben beschleunigt und öffnet plötzlich die Öffnungen Io2, um plötzlich Druckgas freizu-

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geben, wodurch eine plötzliche abrupte Zunahme in der Abgabekammer 55 erreicht wird. Nach der Abgabe wird das Gas, das im Arbeitszylinder 86 verblieben und eingeschlossen ist, durch den schnell beweglichen ArbeJtekolben Ho verdichtet, und dient damit dazu, das Doppelkopfventil 88 zu verzögern und ihn in seine Anfangsstellung zurückzubringen, wie in Fig. 3 gezeigt.

Obwohl der Gasabgabe-Apparat 2o wie in den zuvor erwähnten Patenten beschrieben, ausgeführt sein kann, hat der vorliegende Apparat 2o ein vorteilhaftes Merkmal, das es erlaubt, daß Wasser von der Abfeuerkammer 82 abgelassen wird. Dieses Wasser kann in die Luftkanone 2o eindringen und diese füllen, wenn die Ramme anfänglieh unter Wasser gesetzt wird und bevor die Luftkanone 2o in Betrieb genommen wird. Daher ist da, wie in Fig. 3 zu sehen, eine Ablaßleitung H²I, die von geringerem Durchmesser als die Hauptver-.sorgungsleitung 22 ist, vorgesehen. Diese Ablaßleitung Il4 verbindet einen Durchgang 115 im Arm 26 direkt mit einem Durchgang Il6, der zu der Öffnung 113 im Bodenteil der Abfeuerkammer 82 führt.

Das Druckgas, mit dem die Luftkanone 2o gefüllt wird, und das sie abgibt, wird durch eine Hauptdruck-Schlauchleitung 117 (Fig. 2)

zugeführt, die an dem Rammengehäuse 14 über kurze Schutzrohrstücke^

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die von Befestigungsschellen 119 (Flg. 4) gehalten wird, die am Gehäuse 14 befestigt sind. Die Hauptdruckleitung 117 führt in eine T-Verbindung 12o, die zum Anfang der Versorgungsleitung 22 führt. Die T-Verbindung 12o führt auch in eine Abzweigleitung 121, die mit einer Ausstoß- und Steuerventil-Anordnung 122 (Fig..4, 8, 9 und Io ) verbunden ist. Sowohl die Versorgungsleitung 22 als auch die Abzweigleitung 121 dringen über Fittings, die bei 123 (Fig.4) gezeigt sind, in das obere Ende der Verkleidung ein.Die Seitenplatten der Verkleidung J>6 können in dem Bereich, wo das Gasfüllventil 32, das Meßgerät 34 und die Fittings 123 angeordnet sind, nach innen geneigt sein. Dieses Nachinnenneigen der Seitenplatten 1st in der Fig. 3 bei 124 zu sehen. Die Ausstoß"- und Steuerventil-Anordnung 122 ist detailliert in der Fig. 8 dargestellt. Einer seiner Zwecke ist es, dem Wasser zu ermöglichen, aus der Leitung und aus dem Gasabgabe-Apparat 2o abgelassen zu werden.

Der Druckgas-Abgäbeapparat 2o ist vorzugsweise in axial schwimmender Anordnung in der Abgabekammer 55 und der Höhlung 21, die in dem Antriebskopf 18 ausgebildet ist, angeordnet, da dieser Abgabeapparat 2o nicht an einem der inneren Bauteile innerhalb des zylindrischen Gehäuses 14 befestigt ist. Der Abgabeapparat 2o kann sich daher axial relativ zur Abgabekammer 55 bewegen. Die durchhängenden Schleifen in der flexiblen Schlauchleitung 22 und 121 (Fig. 4) in der Verkleidung 36 nehmen jede Relativbewegung zwi-

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- 23 sehen dem Rammengehäuse und dem Gasabgabe-Apparat 2o frei auf.

Eine Dichtung ist in den Wänden der Abgäbekammer mittels einer Anzahl von Kolbenringen 126enthalten, die die Luftkanone 2o unterhalb der Höhe der Auslaßöffnungen Io2 umgeben. Der äußere Durchmesser der Luftkanone 2o ist über eine Schulter 127 oberhalb der Anordnung der Kolbenringe 126 verringert (wie in Fig. zu sehen), um einen ringförmigen freien Raum um die Auslaßöffnung Io2 und um das ganze obere Gehäuse Sh der Luftkanone zu erhalten. Dieser ringförmige freie Raum ist Teil der Auslaßkammer 55, die sich gegen das untere Ende des Gewichtes 12 hin fortsetzt, Die Kolbenringe 126 verhindern, daß das abgegebene Gas nach unten um die Luftkanone 2o herum abströmt.

Der Arm 26 erstreckt sich durch eine, in axialer Richtung längliche öffnung 128 in der Stoßübertragungs-Anordnung 19, die den Arm spreizt (straddles). Diese öffnung 128 ist zu der öffnung 33 (Fig. ¹I) in dem Rammengehäuse Ik ausgerichtet. Zusätzlich schafft der Arm 26, um ein Verbindungsmittel zum Umfassen der Versorgungs- und Ausstoßleitungen Io3 nnd 115 zum Betätigen des Abgabeapparates 2o zu schaffen, eine Verbindung mit den Stoßdämpfermitteln 3o, 29, 28, um die Bewegung des Abgäbeapparates 2o zu dämpfen und um möglicherweise schädliche Stoßeffekte, die von den Stößen der Rahmenbauteile hqrrühren, zu verringern. Ferner

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drückt das Druckgas in dem Stoßdämpferzylinder 3o den Kolben 29 nach unten, um den Gas-Abgäbeapparat 2o relativ zu dem Stoßübertragungsteil l6 nach unten zu zwingen. Somit wird das Gehäuse 1*1 und seine Befestigungsmittel von der Oberseite des Armes 26 ferngehalten, wie in Fig. 3 gezeigt.

Auf ein plötzliches Ausstoßen von Druckgas hin wird das massive Gewicht 12 durch den plötzlichen Druckanstieg in der Abgabekammer 55 nach unten gestoßen, und gleichzeitig wird durch den Druckanstieg ein Stoß nach unten auf die Stoßübertragungs-Anordnung 19 ausgeübt. Die Beschleunigermuffe 73 umgibt den Raum um das untere Ende des Gewichtes neben den unteren Führungsschuhen 48 und dichtet diesen wirksam ab. Somit wirkt, wenn das Gewicht 12 von dem ringförmigen Teil 16 nach oben gestoßen wird, das freigegebene Druckgas über das gesamte untere Ende des Gewichtes 12, um einen großen Gesamtstoß auf das Gewicht 12 auszuüben. Der obere Teil der Abgabekammer 55 ist bei 129 nach außen erweitert, um das Anströmen des abgegebenen Gases gegen die Untaseite des massiven Gewichtes zu unterstützen, und außerdem schafft diese Erweiterung eine Verbindung zu dem Austrittsdurchgang 72. Das ausgestoßene Gas übt auch einen großen Gesamtstoß nach unten auf die Stoßübertragungs-Anordnung 19 aus. Das heißt, daß das abgegebene Gas einen ersten Stoß nach unten abgibt, um den Pfahl anzutreiben, wenn das Gas plötzlich durch die Öffnungen Io2 in die Abgabekammer

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55 freigegeben wird und in das Gebiet unterhalb des unteren Endes des aufsteigenden Gewichtes 12 und über der Oberseite der Stoßübertragungs-Anordnung 19 strömt. Kolbenringe 13o, die das obere Ende des ringförmigen Bauteils 16 umgeben, greifen in die Beschleunigermuffe 73 ein, um ein Abströmen des Gases nach unten um das ringförmige Bauteil 16 herum zu vermeiden.

Nachdem das untere Ende des Gewichtes 12 über die Beschleunigermuffe 73 hinwegbewegt ist, wie in Fig. 6 dargestellt, kann das mit Wasser vermischte abgegebene Gas durch den ringförmigen Raum 7o um das Gewicht 12 und aus dem Oberteil des Rammengehäuses 14 heraus entweichen. Die Anziehungskraft verlangsamt die Aufwärtsbewegung des Gewichtes 12 und beschleunigt dieses Gewicht dann gegen das Bauteil 16 nach unten hin.

12,

Wenn dieses massive Gewicht / v/ie in Pig. 7 gezeigt, nach unten auf das Bauteil 16 aufschlägt, wobei eine Berührung zwischen den bei l4o angezeigten Bereich stattfindet, wird ein zweiter Abwärtsstoß erzeugt, um den Pfahl anzutreiben. Falls gewünscht, können diese Kontaktflächen 14ο aus durch Anlassen gehärtetem Stahl bestehen. Beim Aufschlagen (Fig. 7) überträgt das Stoßübertragungs-Bauteil 16 diesen zweiten Stoß l4l auf den Antriebskopf 18. Das Stoßubertragungs-Bauteil 16 ist fest an dem Antriebskopf 18 aufmontiert, wobei sein Ende von einem Klammerring 142 gegen den Antriebskopf 18 gedrückt wird, wodurch eine Stoßübertragungs-Anordnung 19 gebildet wird. -/-

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Wenn das Gewicht 12 nach untei auf das Stoßübertragungs-Bauteil 19 aufschlägt, ermöglichen die Stoßdämpfermittel 3o, 29, 28 der Luftkanone 2o hinter der plötzlichen Abwärtsbewegung l4l herzueilen. Die Luftkanone 2o ist, in anderen Worten, vor schädlichen mechanischen Stoßen geschützt und "schwimmt" zeitweise von dem sich nach unten bewegenden Boden 21 der Aushöhlung weg. In dem Gebiet 1^3 (Fig. 7) oberhalb des Armes 26 und unterhalb dem nach unten bewegten oberen Ende der öffnung 128 wird Wasser eingeschlossen. Diese Einschließ- oder Dämpfungswirkung wird durch den sich nach oben erstreckenden Vorsprung 138 auf dem Arm vergrößert, der eine geneigte innere Schulterfläche 145 aufweist, die nach unten hin gegen das Äußere der Anordnung 19 hin verläuft. Demgemäß wird der Auslaß 145 des eingeschlossenen Wassers fortschreitend mehr eingeschränkt, wenn die Anordnung 19 sich relativ zu dem Arm 26 nach unten bewegt. Der resultierende zunehmende Druck des eingeschlossenen Wassers in dem Gebiet 1^3 übt eine zunehmende Kraft aus, um die Luftkanone 2o ohne einen plötzlichen schädlichen Stoß nach unten zu zwingen.

Nachdem das massive Gewicht/nach unten bewegt ist, und den zweiten Stoß I¹H hervorgerufen hat, wird das restliche freigegebene Gas aus der Abgabekammer 55 entfernt. Wasser fließt über den axialen Durchgang 44 nach unten, an dem jetzt geöffneten Absperrventil 56 vorbei und durch den Durchgang 6k in die Kammer 55·

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Dieses eindringende Wasser verdrängt das restliche Gas, welches durch den Auslaßdurchgang 72 entweicht. Eine Prallwand 74 erstreckt sich von dem Ventilsitz 58 nahe der Öffnung des Auslasses

72 nach unten und ist zwischen dem Auslaß 72 und der Achse der Kammer 55 angeordnet. Der Zweck dieser Prallwand ist es, das hereinkommende Wasser von dem Auslaß 72 abzulenken, um das schnelle Entfernen des Gases zu erleichtern. Es ist zu bemerken, daß der Wassereinlaßdurchgang 64 an einer Seite der Oberseite der Abgabekammer 55 eintritt, während der Gasausgang 72 an der anderen Seite ist.

Wenn es gewünscht ist, daß die Ramme Io teilweise unter Wasser oder in Luft betrieben wird, wird Wasser in den Oberteil des Durchganges 54 gepumpt, um die Abgabekammer 55 zu füllen und wieder aufzufüllen. Die Beschleunigermuffe 73 wird an einem festen Platz relativ zum Rammengehäuse 14 gehalten durch eine Anzahl von Keilen 148 (s. Fig. 4), die jeweils in einer Öffnung in dem Gehäuse 14 befestigt sind, und die/einen umlaufenden Kanal 151 in der Muffe 73 eingreifen. Entfernbare Bügel 15o ermöglichen, daß die Keile 148 herausgezogen werden können, so daß die Beschleunigermuffe 73 entfernt und ersetzt werden kann. Die Enden der Muffe

73 sind von Dichtungen 145 und 146 umgeben»

Ein Gleitlager 152 (Fig. 3) führt den Antriebskopf 18, wobei Dicht- und Schmierringe 154 mit der Oberfläche des Antriebskopfes

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zusammenwirken. Um zu verhindern, daß der Antriebskopf sich zu weit nach unten bewegt, wenn die Ramme angehalten und nicht in Betrieb ist, ist eine Anschlagfläche 156 an der Buchse 152 vorgesehen. Diese Anschlagfläche 156 trägt die ringförmige Schulter 158 an der Stoßübertragungs-Anordnung 19. Ein Schmiernippel kann vorgesehen sein, um die Ringe 15^ zu schmieren.

Die Zeitintervalle zwischen jeder Druckgasabgabe werden bei selbstabfeuernder Luftkanone durch den Füllgrad der Abfeuerkammer 82 mit Druckgas gesteuert, das durch eine Verengung in dem Doppelkopf'

ventil -Durchgang 112,auf den weiter oben Bezug genommen ist, und der in den obengenannten Patenten offenbart und beschrieben ist, gesteuert werden. Alternativ kann ein Solenoid-Steuerventil benutzt werden, wie dort beschrieben. Vorzugsweise wird der Gasabgabe-Apparat 2o selbst abfeuernd gemacht, da dies die Ramme vereinfacht, da eine Verwendung eines elektrischen Steuerkreises vermieden wird.

In der dargestellten Ausgestaltung der Ramme wiegt das massive Gewicht 12 10 Tonnen oder mehr, beispielsweise 272oo kg (60 000 pounds), um große Pfähle mit kräftigen Stößen unter Wasser wirksam anzutreiben. Beispielsweise ist in der dargestellten Ausführungsform das Gewicht 12 von einem Durchmesser von 92 cm (36 inches) und einer Länge 6,5 m (18 Feet), und besteht bis auf den

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axialen Durchgang aus massivem Stahl. Während des Betriebes der Ramme wird die Abgabevorrichtung 2o mit Druckgas gefüllt, gewöhn-

2 lieh Druckluft bei hohem Druck in einem Bereich von 7 kg/cm

(100 p.s.i.) bis 225 kg/cm² (3000 p.s.i.), obwohl auch höhere Drucke angewendet werden können. Der tatsächlich angewandte Druck hängt von der Größe des Gasabgabe-Apparates 2o sowie von der Größe des massiven Gewichtes, der Größe des Pfahles und der Charakteristik des Bodenmaterials, in das der Pfahl eingetrieben wird, ab. Dieser Druck liefert einen brauchbaren Parameter für die Betriebssteuerung der Ramme.

Es ist festzustellen, daß das ringförmige Glied 16 und der Antriebskopf 18 durch die Ringklammer 142 festzusammenmontiert sind, um eine Stoßübertragungs-Anordnung 19 zu bilden. Das ringförmige Glied l6 kann länger gemacht sein und der Antriebskopf kann entsprechend kürzer sein. Umgekehrt, wenn die Seitenwände des Antriebskopfes 18 sich weiter nach oben erstrecken, so daß die Verbindungsstelle zwischen dem ringförmigen Glied 16 und dem Antriebskopf 18 oberhalb des Armes 26 ist. In diesem Fall ist die verlängerte Öffnung 128 in der Wand des Antriebskopfes angeordnet. Daher ist es verständlich, daß die Verbindungsstelle auf jeder gewünschten Höhe angeordnet sein kann, so lange die Klammer 142 nicht die Beschleunigermuffe 73 oder das Gleitlager 152 trifft, und so lange die verlängerte Öffnung 128 sich zu

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dieser Verbindungsstelle l62 erstreckt, so daß die Luftkanone mit ihrem Arm 26 in die Kammer 55 eingeführt werden kann. Falls gewünscht, kann das ringförmige Glied 16 und der Antriebskopf 18 eine integrierte einstückige Baugruppe sein, wenn der Arm abnehmbar und fest an der Luftkanone 2o angebracht ist. Um die Betriebsweise des Wasserablaßsystems zu erklären, wird die Aufmerksamkeit auf die Fig. 3, 4 und 8 gerichtet. Die Anlaß- und Steuerventilanordnung 122 weist eine Feder l8o auf, die ein bewegliches Ventilelement 182 von seinem Sitz 184 wegdrückt. Die Feder drückt gegen eine ringförmige Schulter 186 an dem Ventilelement 182, während das andere Ende dieser Feder gegen das Ende der Ventilkammer 188 drückt. Die Abzweigleitung 121 erstreckt sich von der T-Verbindung 12o (Fig. 4) und steht mit dem Kopf 196 eines Kolbens 19o an dem dem Sitz 184 gegenüberliegenden Ende des Ventilelements, das innerhalb der Zylinderbohrung des Ventilgehäuses 194 angeordnet ist, in Verbindung. Die Ablaßleitung 114 steht mit der Ventilkammer I88 in Verbindung und ein Auslaßdurchgang I98 erstreckt sich von dem Ventilsitz 184 aus dem Ventilgehäuse 194.

Wenn die Ramme Io unter Wasser versenkt wird, nimmt der Umgebungsdruck des Wassers mit zunehmender Tiefe zu» Beispielsweise ist der Umgebungsdruck annähernd 3,5 kg/cm (5o p.s.i.), wenn die Ramme 30 m (lOOfeet) unterhalb der Meeresoberfläche ist. Bei ei-

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ner Tiefe von βΐ m (200 feet) unterhalb der Oberfläche ist der Umgebungsdruck annähernd 7 kg/cm (100 p.s.i.). In anderen Worten, nimmt der Druck annähernd um 0,07 kg /cm (1 p.s.i.) auf je 0,6 m (2 feet) Tiefe unterhalb der Oberfläche zu. Die Feder l8o ist entsprechend dem Bereich des Kolbenkopfes 196 bemessen, um das Ventilelement 182 von dem Sitz l8k wegzuhalten, bis der Druck in der Leitung 121 den Umgebungswasserdruck in der beansichtigten tiefsten Betriebstie£e wesentlich übersteigt. Der Druck in der Abzweigleitung 121 (und in der Hauptleitung 117), der die Federkraft überwindet, um das Ventil 122 zu schließen, wird "Verschluß*¹ Druck genannt. Es ist wünschenswert, daß ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Verschlußdruck und dem Umgebungs-Wasserdruck besteht, so daß die Bedienungsperson einen Zwischen-(d.h."Ausbreite Druck zum Austreiben des Wassers aus dem Gasabgabe-Apparat 2o zuführen kann. Beispielsweise sei angenommen, daß beabsichtigt ist, die Ramme in einer Tiefe bis zu 122 m (400 feet) unterhalb der Oberfläche zu betreiben_e d.h., der Wasserumgebungsdruck ist an-

P
nähernd 15 kg/cm (200 p.s.i.), dann muß die Feder 180 so bemessen sein, daß sie einem Druck von annähernd 27 kg/cm (35o p.s.i.) (der "Verschluß"-Druck) widerstehen kann, der auf dem Kolbenkopf 196 wirkt, bevor das Ventil 122 schließt.

Beim Betrieb wird die Ramme Io in iherer Betriebsstellung in das Wasser abgesenkt, ohne einen wesentlichen Gasdruck durch die

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Hauptversorgungsleitung 117 aufzubringen. Der Gasabgabe-Apparat 2o wird mit Wasser gefüllt. Wenn die Betriebstiefe erreicht ist, wird Gas, gewöhnlich Luft, mit einem mittleren "Austreib"-Druck durch die Leitung 117 zugeführt. Dieser mittlere Druck hat einen Wert, beispielsweise 19 kg/cm (25o p.s.i.), der oberhalb des Umgebungs-Wasserdruckes liegt und unterhalb des "Verschluß"-Druckes. Dieser mittlere Druck wird für annähernd 4 oder 5 Min. aufgebracht, und die Ausbreitluft strömt von der Hauptförderleitung 117 durch die Leitung 22, die Verbindungsleitung Io3 und durch den Durchgang lo^l in den oberen (Arbeits-)-Zylinder 86, so daß der der Gasabgabe-Apparat 2o sich im oberen Zylinder 86 mit Luft zu füllen beginnt. Die eindringende Luft drückt das Wasser, das sich im Apparat 2o befindet, nach unten und zwingt das V/asser durch die Austreiböffnung 113 (Pig· 3), den Durchgang 116 und durch die Leitungen 115 und 114, die in die Ventilkammer 188 führen. Demgemäß fließt das Wasser aus dem Apparat 2o %n die Ventilkammer 188 und dann über den geöffneten Ventilsitz 184 und entweicht durch den Auslaßdurchgang I98. Das ausgetriebene Wasser entweicht aus dem Inneren der Ummantelung 36 durch eine Öffnung 2oo (Fig.3) in der Abdeckung 38 oder einen Austritt 2o2 in der Abdeckung 37·

Die Luftkanone 2o kann so lange die Austreib- und Steuerventil-Anordnung, wie in Fig. 8 gezeigt, in ihrer offenen Stellung nicht abfeuern, da die Luft in der Abfeuerkammer 82 weiterhin durch die Austreiböffnung 113 entweichen kann.

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_ 33 .

Nach 4 oder 5 Minuten Austreiben, ist die Bedienungsperson sicher, daß die Luftkanone 2o vom Wasser befreit und damit fertig zum Betrieb ist.

Um die Ramme für den Betrieb vorzubereiten, wird der Luftdruck in der Haupt versorgungsleitung 117 von einem mittleren oder "Austreib"-Wert auf einen Wert angehoben, der oberhalb dem für das Schließen des Ventils 22 notwendigen Druck liegt, beispielsweise bis zu annähernd 30 kg/cm (400 p.s.i.) oder mehr. Das

182

bewegliche Ventilelernent/wird dann vom Gasdruck, der gegen den Zylinderkopf I96 wirkt, gegen seinen Sitz 184 gedrückt, und die Ramme beginnt zu arbeiten, sobald die Abfeuerkammer 82 voll unter Druck steht.

Um die Stellung des Rammengehäuses 14 bezüglich des Armes 26 des Gasabgabe-Apparates 2o anzuzeigen, sind Anzeigemittel 2o4 vorgesehen, um ihre relativen Stellungen anzuzeigen. Diese Anzeigemittel 2o4 weisen eine doppelendige lineare Nockenbahn 2o6 auf, die an dem Arm 26 befestigt dargestellt ist, und die eine untere gerade mittlere Nockenfläche 2o8 und geneigte, angehobene obere und untere Flächen 2o9 und 21o hat. Die Stellungsanzeigemittel 2o4 weisen auch einen Nockenfolgerroller 212 auf, der an einem Ende eines L-förmigen Hebels 214 angebracht ist, der mit seinem Knie drehbar bei 216 an dem Ventilgehäuse 194 angebracht ist.

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Das andere Ende des Hebels 214 ist drehbar bei 218 an einem Tauchstab 22o angebracht, der in das Ende eines beweglichen Ventile lements 182 eingreift.

Die normale Betriebsstellung ist für den Nockenfolgerroller 212 gegenüber dem unteren mittleren Nockenbahngebiet 2o8. Wenn eine der geneigten Nockenflächen 2o9 oder 21o in Berührung mit dem Nockenfolgerroller 212 kommen, wird das Ventil 122 sofort geöff-

20

net, wodurch bewirkt wird, daß die Luftkanone/aufhört zu arbeiten.

Wie in Fig. 9 dargestellt, wird im Falle, daß der Pfahl,der getrieben wird, plötzlich abfällt oder daß die Bedienungsperson das Kabel, das an den Rammenösen 42 (Fig. 1 und 2) befestigt ist, nach oben zieht, die Rolle 212 durch die angehobene Nockenfläche 2o9 bewegt, um das Austreib- und Steuerventil 122 zu öffnen, welches scfbrt die Luftkanone 2o und die Ramme 10 anhält. Der angetriebene Pfahl kann in eine Lufthöhlung in den Ablagerungen unter dem Meeresboden fallen, und derartige Vorgänge ermöglichen es bekanntermaßen dem angetriebenen Pfahl, sich plötzlich von der Ramme wegzubewegen. Die Anzeigemittel 2o4 und das Austreib- und Steuerventil 122 unterbrechen sc&rt die Pfahlantriebsbewegung, um die Betriebsbauteile der Ramme 10 zu schützen. Wenn die Ramme weiter abgesenkt wurde, um den nach unten gefallenen Pfahl wieder in Eingriff zu nehmen, ermöglichen es die Stellungs-Anzeigemittel

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2ο¹!, daß das Ventil 122 geschlossen wird, so daß die Pfahlantriebsbewegung wieder beginnen kann.

Umgekehrt kann die Möglichkeit bestehen, daß die Bedienungsperson die Ramme Io anhebt, wodurch die Pfahlantriebsbewegung, wie in Pig» 9 gezeigt, wie oben dargestellt, dadurch unterbrochen wird, um die Betriebsbauteile der Ramme Io zu schützen.

Für den Fall, daß der Stoßdämpferzylinder 3o eine übermäßige FlüssigkeJismenge verliert, wodurch das Gehäuse Ik unter seine normale Betriebsstellung fallen kann, dann bewegt, wie in Fig.Io dargestellt, die untere angehobene Nockenfläche 21o die Rolle 212 und den Hebel 214, um das Austreib- und Steuerventil 122 zu öffnen. Dadurch wird die Pfahlantriebsbewegung sofort unterbrochen, um die Betriebsbauteile der kräftigen Ramme Io zu schützen.

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Claims

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- 36 Patentansprüche

1..Ramme des Typs, die von einem Druckluft- oder Druckgas angetrieben ist, und die in der Lage ist, teilweise oder vollständig unter Wasser oder in der Luft betrieben zu

längliches
werden und die ein/zylindrisches Gehäuse, ein längliches zylindrisches Gewicht, das axial innerhalb des Gehäuses beweglich ist, einen Antriebskopf, der beweglich in dem Gehäuse unterhalb des Gewichtes angeordnet ist, aufweist, wobei der Druckgasabgabeapparat innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, um plötzlich und wiederholt Druckluft oder Gas abzugeben, um eine Bewegung des Gewichtes zu bewirken, gekennzeichnet durch: ein ringförmiges Glied (16), das innerhalb des Gehäuses (14), zwischen dem massiven Gewicht (12) und dem Antriebskopf (18) angeordnet ist, wobei das ringförmige Glied an dem Antriebskopf befestigt ist, um eine Stoßübertragungsanordnung (19, Fig. 1) zu bilden, die axial Innerhalb des Gehäuses beweglich ist, wobei das Innere der Stoßübertragungsanordnung eine Auslaßkammer (55) bildet, ferner einen Druckluft- oder Gasabgabeapparat (20), der innerhalb der Stoßübertragungsanordnung (19) angeordnet ist, und der geeignet ist, plötzlich Druckgas in die Abgabekammer (55) abzugeben, und wobei der Luftoder Gasabgabeapparat axial relativ zu der Stoßübertragungsanordnung (19) beweglich ist, wobei das massive Gewicht (12)

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und die Stoßübertragungsanordnung (19) relativ zu dem Abgabeapparat (20) beweglich sind.

2· Ramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßübertragungsanordnung eine Öffnung (128)
aufweist, wodurch eine Verbindung von einem Bereich außerhalb der Stoßübertragungsanordnung (19) mit dem Abgabeapparat (20) geschaffen wird.

3. Ramme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (138, 145) vorgesehen sind, um die Relativbewegung der Stoßübertragungsanordnung bezüglich des Abgabeapparates (20) zu steuern.

4. Ramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (128, 138, 145, 28, 30) vorgesehen sind,
um die Relativbewegung des Gehäuses (14) bezüglich der
Stoßübertragungsanordnung (19) zu steuern.

5. Ramme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasabgabeapparat (20) ein sich ausstreckendes Teil (26) aufweist, das fest damit verbunden ist und das
sich durch die Öffnung (128) erstreckt.

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6. Ramme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Stoßdämpfermittel (28, 30) wirksam mit dem sich ausstreckenden Teil (26) verbunden sind.

7. Ramme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stoßdämpfermittel mit dem Gehäuse (14) der Ramme verbunden und dem sich ausstreckenden Teil (26) zugeordnet ist, um das Gehäuse (14) während der normalen Betriebsweise von dem sich ausstreckenden Teil (26) abzuhalten.

8. Ramme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche zylindrische Gehäuse (14) eine

sich erstreckende Öffnung (33) aufweist, die zu der Öffnung (128) in der Stoßübertragungsanordnung (19) ausgerichtet ist, daß das sich erstreckende Teil (26) durch beide Öffnungen (128, 33) zum Äußeren des zylindrischen Gehäuses hindurchgeht und daß Stoßdämpfermittel (28, 30) wirksam mit einem Ende davon verbunden sind.

9. Ramme nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßdämpfermittel (28, 30) einen Zylinder (30) aufweisen, der mit dem Gehäuse verbunden ist, das angepaßt ist, um mit einem Fluidum gefüllt zu werden, und daß ein beweglicher Kolben (29) in dem Zylinder angeordnet

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ist, und daß sich eine Kolbenstange (28) von dem Kolben erstreckt, um mit dem äußeren Ende des sich ausstreckenden Teils (26) zusammenzuwirken.

10. Ramme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sich ausstreckende Teil (26) in sich einen Durchgang aufweist, um Druckluft oder Gas in den Abgabeapparat (20) zu führen.

11. Ramme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasabgabeapparat (20) in sich eine Abfeuerkammer (82) aufweist, mit einer Wasseraustreiböffnung (113), die mit dem Boden der Abfeuerkammer in Verbindung steht, und daß Durchgangsmittel (116, 115) vorgesehen sind, die sich aus der Stoßübertragungsanordnung durch diese Öffnung (128) erstrecken, um Wasser aus der Abfeuerkammer (82) auszutreiben, wenn der Abgabeapparat anfänglich mit Druckluft oder Gas gefüllt wird, nachdem die Ramme in das Wasser eingetaucht ist.

12. Ramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasabgabeapparat (20) im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist und eine Anzahl von radialen Abgabeöffnungen (102) aufweist, die alle um den Apparat herum auf derselben

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Höhe angeordnet sind, und daß er ein Teil (80) mit vergrössertem Durchmesser aufweist, das unterhalb der Höhe der öffnungen angeordnet ist, daß ein Teil (84) mit verringertem Durchmesser um und über diesen Öffnungen angeordnet ist, um einen ringförmigen Spielraum um diese Öffnungen herum zu schaffen, der sich bis zu dem offenen Oberteil der Abgabekammer (55) erstreckt, und daß Dichtmittel (126) das Teil mit vergrößertem Durchmesser umgeben, die gleitbar mit der Wand der Abgabekammer in Eingriff sind, um unterhalb der Höhe der Abgabeöffnung (102) eine Dichtung zu schaffen.

13. Ramme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (138, 145) nahe dem Bereich der Stoßübertragungsanordnung (19) angeordnet sind, um Wasser aufzufangen, wenn die Stoßübertragungsanordnung sich bezüglich des Abgabeapparates (20) abwärts bewegt.

14. Ramme nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Austreibdurchgangsmittel (116, 115) mit einem Ventil (122) verbunden sind, das einen Auslaß (198) aufweist, der mit der Umgebung in Verbindung steht, und das ein Ventilelement (182) aufweist, das mit dem Sitz (184) in Eingriff treten kann, um den Auslaß zu verschließen, daß das Ventil Federmittel (180) aufweist, die das bewegliche Ventilelement

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normalerweise von seinem Sitz wegdrücken, und daß das bewegliche Ventilelement Kolbenmittel aufweist, die der Druckluft oder dem Gas ausgesetzt sind, das der Abgabeapparat (10) zuführt, um das Element gegen den Sitz zu schließen, wenn der geregelte Druck der Druckluft oder des Gases die Kraft der Federmittel übersteigt.

15. Ramme nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß stellungsabhängige Mittel (204) vorgesehen sind, um die relative Stellung der Arbeitsteile der Ramme abzufühlen, um das Ventilelement (182) von seinem Sitz (180) wegzubewegen, wenn die Arbeitsteile nicht richtig zueinander angeordnet sind, um die Versorgung von Druckluft oder Gas zu dem Abgabeapparat zu unterbrechen.

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