DE2707371C3

DE2707371C3 - Explosion pile driver

Info

Publication number: DE2707371C3
Application number: DE19772707371
Authority: DE
Inventors: Kyozo Kobe Hyogo Kimura
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1977-02-21
Filing date: 1977-02-21
Publication date: 1981-05-21
Also published as: DE2707371B2; DE2707371A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Explosions-Pfahlramme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an explosive pile driver according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Pfahlramme ist in der DE-OS 22 02 304 beschrieben. Bei ihr kann zur Verminderung des im kalten Betriebszustand auftretenden lauten Geräusches für diesen Betriebszustand das effektive Volumen des Zylinders kleiner gewählt werden als bei warmer Pfahlramme. Hierdurch wird erreicht, daß die Luft durch Kompression bei kalter Pfahlramme stärker erwärmt wird, so daß die Wärmeverluste an die kalten Wände des Zylinders und den kalten Schlagkolben ausgeglichen werden. Man erhält so den gleichen Zündzeitpunkt bei kalter und warmer Ramme. Diese Änderung des effektiven Zylindervolumens erfolgt durch Abtrennen oder Zuschalten einer Hilfskammer zum Volumen des Verbrennungsraumes unter Verwendung eines Drosselventiles.Such a pile driver is described in DE-OS 22 02 304. With her, to reduce the im loud noise occurring in the cold operating state for this operating state is the effective volume of the Cylinder can be chosen smaller than with a warm pile driver. This ensures that the air is heated more strongly by compression when the pile driver is cold, so that the heat losses to the cold one Walls of the cylinder and the cold percussion piston are balanced. So you get the same Ignition timing for cold and warm ram. This change in the effective cylinder volume takes place by separating or connecting an auxiliary chamber to the volume of the combustion chamber using a throttle valve.

Bei Pfahlrammen tritt nach längerem Betrieb immer ein Verschleiß am Zylinder, am Schlagkolben und am Widerlager auf, und infolgedessen sinkt die erreichbare Kompression im Verbrennungsraum. Damit wird auch der Hub des Schlagkolbens und die Rammleistung im Laufe der Zeit kleinenIn the case of pile drivers, after long periods of use, the cylinder, the percussion piston and the Abutment on, and as a result, the achievable compression in the combustion chamber decreases. So will the stroke of the percussion piston and the piling power are small over time

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Explosions-Pfahlramme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 geschaffen werden, bei welcher trotz im Betrieb auftretenden zunehmenden Verschleißes die Rammleistung konstant gehalten werden kann.The present invention is intended to provide an explosive pile driver according to the preamble of claim 1 be created, in which the piling performance despite increasing wear occurring during operation can be kept constant.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Explosions-Pfahlramme gemäß Anspruch 1.This object is achieved according to the invention by an explosive pile driver according to claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Pfahlramme wird im Neuzustand ein Teil der nach der Zündung in Expansion begriffenen Verbrennungsgase schon unterhalb des Lufteinlaß/Auspuffschlit/es abgeführt. Dieser I eil iler Verbrennungsgase (ragt somit /um Anheben des Schlagkolbens nur vermindert bei, nämlich nur bis /_ur Einmündungsstelle der Verbimliingsleilimg in die Zvlinderwand. Mit zunehmendem Verschleiß, d.h. mit Zunahme der Menge von Verbrennungsgasen, welche zwischen dem Schlagkolben und der Zylinderwand hindurchtreten, wird der Durchsatz durch die Verbindungsleitung zunehmend vermindert so daß die Gesamtmenge des nicht voll zur Bewegung des Schlagkolbens nach oben beitragenden Anteiles der Verbrennungsgase (Leckströme plus Strom durch die Verbindungsleitung) im wesentlichen konstant gehalten wird.In the post driver according to the invention, when new, part of the after ignition is in expansion detected combustion gases are already discharged below the air inlet / exhaust vent. This I hurry up Combustion gases (thus only protrudes to a lesser extent by lifting the percussion piston, namely only up to / _ur The junction of the Verbimliingsleilimg in the Zvlinderwand. With increasing wear, i.e. with an increase in the amount of combustion gases, which pass between the percussion piston and the cylinder wall, the throughput is through the connecting line increasingly reduced so that the total amount of the not fully contributing to the movement of the percussion piston upward portion of the Combustion gases (leakage currents plus current through the connecting line) kept essentially constant will.

to Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigtThe invention is illustrated by means of an exemplary embodiment with reference to FIG Drawing explained in more detail In this shows

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Explosions-Pfahlramme, Fig. 1 is an axial section through an explosion pile driver,

F i g. 2a einen Ausschnitt des Schnittes nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab, in welchem Einzelheiten einer zur Regelung der Rammleistung verwendeten Einrichtung gezeigt sind,F i g. 2a shows a detail of the section according to FIG. 1 on an enlarged scale, in which details a devices used to regulate the pile driving performance are shown,

F i g. 2b einen Längsschnitt durch einen Drosselstopfen, welcher einen Teil der Einrichtung zur Regelung der Rammleistung darstellt und
F i g. 2c einen Längsschnitt durch einen Blindstopfen, welcher ebenfalls in der Einrichtung zur Regelung der Rammleistung verwendet wird.F i g. 2b shows a longitudinal section through a throttle plug, which represents part of the device for regulating the ramming power and
F i g. 2c shows a longitudinal section through a blind plug, which is also used in the device for regulating the ramming power.

Die in F i g. 1 wiedergegebene Explosions-Pfahlramme hat einen Zylinder 1 und einen verschiebbar in diesem geführten Schlagkolben 2. In der Wand des Zylinders 1 ist ein Lufteinlaß/Auspuffschlitz 3 vorgesehen. The in F i g. 1 shown explosion pile driver has a cylinder 1 and a slidable in this guided percussion piston 2. In the wall of the cylinder 1, an air inlet / exhaust slot 3 is provided.

In das untere Ende des Zylinders 1 ist ein Widerlager 4 dicht eingesetzt, dessen unteres Ende mit einem in das Erdreich einzutreibenden Pfahl verbunden ist und welches den Schlag des Kolbens auf den einzurammenden Pfahl überträgt.In the lower end of the cylinder 1, an abutment 4 is tightly inserted, the lower end of which with a into the Ground to be driven pile is connected and which the impact of the piston on the pile to be driven Stake transfers.

Die obere Stirnfläche des Widerlagers 4 und die untere Stirnfläche des Schlagkolbens 2 begrenzen zusammen einen Verbrennungsraum 6.The upper end face of the abutment 4 and the lower end face of the percussion piston 2 delimit together a combustion chamber 6.

Nachstehend wird nun unter besonderer Bezugnahme auf die Fig.2a bis 2c eine Zusatzeinrichtung der Explosions-Pfahlramme beschrieben, welche ein Konstanthalten der Rammleistung bei zunehmendem Verschleiß des Zylinders 1 und des Schlagkolbens 2 ermöglicht.With particular reference to FIGS. 2a to 2c, an additional device of the Explosion pile drivers described which keep the driving power constant with increasing Wear of the cylinder 1 and the percussion piston 2 allows.

In der Wand des Zylinders 1 ist unterhalb des Lufteinlaß/Auspuffschlitzes 3 eine mit Gewinde versehene öffnung 5 vorgesehen. In diese ist ein Drosselstopfen 7 einschraubbar, wie er in F i g. 2b gezeigt ist. DieIn the wall of the cylinder 1 below the air inlet / exhaust port 3 is a threaded one Opening 5 is provided. A throttle plug 7 can be screwed into this, as shown in FIG. 2b is shown. the

öffnung 5 kommuniziert mit dem Innenraum eines Gehäuseaufsatzes 10, der strömungsmitteldicht auf die Außenseite des Zylinders 1 aufgesetzt ist. Das Innere des Gehäuseaufsatzes 10 kommuniziert ferner über eine öffnung 9 mit dem Lufteinlaß/Auspuffschlitz. Auf diese Weise erhält man eine Verbindungsleitung zwischen dem Lufteinlaß/Auspuffschlitz 3 und dem Inneren des Zylinders 1, welche unterhalb des Lufteinlaß/Auspuffschlitzes 3 in den Zylinder 1 einmündet und eine durch den Durchgang im Drosselstopfen 7 gebildete Drossel-Opening 5 communicates with the interior of a housing attachment 10, which is fluid-tight on the Outside of the cylinder 1 is placed. The interior of the housing attachment 10 also communicates via a Opening 9 with the air inlet / exhaust port. To this Way one obtains a connecting line between the air inlet / exhaust slot 3 and the interior of the Cylinder 1, which opens below the air inlet / exhaust slot 3 in the cylinder 1 and one through the passage in the throttle plug 7 formed throttle

w) stelle aufweist.w) position.

Die oben beschriebene Explosions-Pfahlramme arbeitet wie folgt:The explosion pile driver described above works as follows:

Hat sich beim Abwärtshub des .Schlagkolbens 2 das untere Ende seiner Maniell'lüche unter den l.uflemlaLi/On the downstroke of the percussion piston 2, has the lower end of its manial opening under the uflemlaLi /

ί > Auspuffschiit/ bewegt, so wird die im Zylinder 1 eingeschlossene Luft verdichtet. Bei der weiteren \bwartsbewegung schlagt der Schlagkolben 2 ,iuf dein Widerlager 4 auf, so daß dieses mit großer Knift nachί> Auspuffschiit / moves, the air trapped in cylinder 1 is compressed. During the further downward movement, the percussion piston 2 hits the abutment 4 so that it follows with a large pinch

unten getrieben wird und den unter ihm liegenden, nicht dargestellten Pfahl in den Boden rammt Zugleich wird das im Verbrennungsraum 6 befindliche Kraftstoff/Luftgemisch, welches sich unter hohem Druck und hoher Temperatur befindet, explosionsartig verbrannt Infolgedessen wird der Schlagkolben 2 wieder nach oben bewegtis driven below and those lying below it, not the pile shown rams into the ground. At the same time, the fuel / air mixture in the combustion chamber 6, which is under high pressure and high temperature, burned explosively as a result the percussion piston 2 is moved upwards again

Erreicht das untere Ende der Mantelfläche des Schlagkolbens 2 beim Aufwärtshub die öffnung 5, so erfolgt schon eine teilweise Druckentlastung der Verbrennungsgase durch Abführen eines vorgegebenen Teilstromes über den Durchgang des Drosselstopfens 7, das Innere des Gehäuseaufsatzes 10 und die öffnung 9. Dieser Teil der Verbrennungsgase gelangt dann über den Lufteinlaß/Auspuffschlitz in die Atmosphäre, ohne zur weiteren Aufwärtsbeschleunigung des Schlagkolbens in demjenigen Bereich des Aufwärtshubes beigetragen zu haben, welcher zwischen der öffnung 5 und dem Lufteinlaß/Auspuffschlitz 3 liegt Erreicht das untere Ende der Mantelfläche des Schlagkolbens 2 den Lufteinlaß/Auspuffschlitz 3, so werden die restlichen Verbrennungsgase zur Atmosphäre hin abgegeben.If the lower end of the lateral surface of the percussion piston 2 reaches the opening 5 on the upward stroke, so there is already a partial pressure relief of the combustion gases by discharging a predetermined one Partial flow via the passage of the throttle plug 7, the interior of the housing attachment 10 and the opening 9. This part of the combustion gases is then released into the atmosphere via the air inlet / exhaust port without for further upward acceleration of the percussion piston in that area of the upward stroke To have contributed, which between the opening 5 and the air inlet / exhaust slot 3 is reached the lower end of the lateral surface of the percussion piston 2 the Air inlet / exhaust port 3, the remaining combustion gases are released to the atmosphere.

Aufgrund der ihm innewohnenden Bewegungsenergie bewegt sich der Schlagkolben 2 nun noch weiter nach oben, und über den Lufteinlaß/Auspuffschlitz 3 wird nun Frischluft in den Zylinder 1 angesaugt. Hat der Schlagkolben 2 dann seinen oberen Totpunkt erreicht, so beginnt der soeben beschriebene Rammzyklus wieder von neuem.Because of the kinetic energy inherent in it, the percussion piston 2 now moves even further upwards, and fresh air is now sucked into the cylinder 1 via the air inlet / exhaust slot 3. Does the Percussion piston 2 then reaches its top dead center, the ramming cycle just described begins all over again.

Nach längerer Betriebszeit, aber auch aufgrund von Fertigungstoleranzen, stellen sich zusätzlich Verbrennungsgas-Leckströme vom Verbrennungsraum 6 zum Lufteinlaß/Auspuffschlitz 3 über den Schlagkolben 2 hinweg ein. Diese Leckströme tragen ebenfalls nicht zum nach oben Bewegen des Schlagkolbens 2 bei. Man kann nun Schwankungen des Hubes des Schlagkolbens 2 dadurch kompensieren, daß man Drosselstopfen 7 mit unterschiedlich bemessenen Drosselkanälen in die öffnung 5 einschraubt Auf diese Weise läßt sich dann eine gleichmäßige Rammleistung sicherstellen. 1st z. B. nach längerem Betrieb der Pfahlramme ein größerer Verschleiß am Zylinder 1, dem Schlagkolben 2 und dem Widerlager 4 aufgetreten, so kann man den Drosselstopfen 7 durch einen anderen Drosselstopfen mit kleinerer Durchgangsbohrung ersetzen oder sogar einen Blindstopfen 8, wie er in F i g. 2c gezeigt ist, in die Öffnung 5 einschrauben. Auf diese Weise läßt sich der Teilstrom der Verbrennungsgase, welcher das Innere des Gehäuseaufsatzes 10 durchquert vermindern und die Aufwärtsbeschleunigung des Schlagkolbens 2 entsprechend vergrößern.After a long period of operation, but also due to manufacturing tolerances, there are additional leakage flows of combustion gas from the combustion chamber 6 to the air inlet / exhaust slot 3 via the percussion piston 2 away one. These leakage currents also do not contribute to the upward movement of the percussion piston 2. Man can now compensate for fluctuations in the stroke of the percussion piston 2 in that one throttle plug 7 with differently sized throttle channels are screwed into the opening 5 ensure an even piling performance. Is z. B. after prolonged operation of the pile driver a larger one Wear occurred on cylinder 1, percussion piston 2 and abutment 4, so you can remove the throttle plug Replace 7 with another throttle plug with a smaller through-hole or even a blind plug 8, as shown in FIG. 2c, screw it into the opening 5. In this way the Partial flow of the combustion gases, which passes through the interior of the housing attachment 10 and reduce increase the upward acceleration of the percussion piston 2 accordingly.

Man erkennt, daß auf diese Weise durch Fertigungstoleranzen und/oder Verschleiß bedingte Schwankungen des Kolbenhubes leicht an Ort und Stelle kompensiert werden können.It can be seen that in this way by manufacturing tolerances and / or wear-related fluctuations in the piston stroke slightly in place can be compensated.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Explosion pile driver with a percussion piston slidably guided in a cylinder, with one inserted into the lower end of the cylinder, transmitting the impact of the piston to the pile Abutment, with an air inlet / exhaust port and with one below the junction of the Air inlet / exhaust slot lying point of the cylinder wall with outgoing connection line an adjustable throttle, characterized in that that the connecting line leads to the air inlet / exhaust slot (3)

2. pile driver according to claim 1, characterized in that the connecting line by a an opening (9) in the air inlet / exhaust slot (3) and an opening (5) in the cylinder wall covering the housing attachment (10) in a fluid-tight manner is

3. pile driver according to claim 1 or 2, characterized in that the throttle by one in each case a plurality of throttle plugs (7, 8) which have differently dimensioned throttle channels and under which a blind plug is also formed, which is inserted into an opening (5) in the cylinder wall is releasably inserted