DE2717813A1

DE2717813A1 - Druckluftschlagvorrichtung

Info

Publication number: DE2717813A1
Application number: DE19772717813
Authority: DE
Inventors: Vladimir P Boginskij; Konstantin S Gurkov; Vladimir V Klimaschko; Aleksandr D Kostylev; Boris N Smoljanizkij
Original assignee: Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR
Current assignee: Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR
Priority date: 1976-04-24
Filing date: 1977-04-21
Publication date: 1977-11-17
Also published as: SE419352B; FI771258A; CH621731A5; FR2348791B1; DE2717813C2; SE7704680L; SU607885A1; FR2348791A1; ATA283577A; GB1546348A; JPS52146003A; NO144713B; JPS613933B2; US4160486A; NO144713C; NO771347L; FI62241C; FI62241B; AT356593B; CA1060666A

Description

PATENTANWÄLTE ^

Z E LLE NTI N 2WEIBRÜCKENSTR. 15 ΘΟΟΟ MÜNCHEN 22

Institut gornowo dela sibirskowo otdelenija Akademii Nauk SSSR,

Nowosibirsk, UdSSR

13. Juli 1977 AS/Hu

P 69 222

Druckluftschlagvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Bautechnik und insbesondere auf Druckluftschlagvorrichtungen zum Eintrei ben von stabartigen Bauelementen. Besonders zweckmäßig kann diese Erfindung beim Einschlagen von Erdelektroden, Ankern und anderen stabartigen Bauelementen in den Boden eingesetzt werden, die einen gegenüber ihrer Länge ungleich geringen Querschnitt aufweisen.

Gegenwärtig sind einige Typen von Vorrichtungen zum Eintreiben von stabartigen Bauelementen in den Boden bekannt. Bekannt ist eine hydraulische Vorrichtung zum Eindrücken von stabartigen Erdelektroden in den Boden. Die Vorrichtung enthält einen hydraulischen Kraftzylinder mit einem Kolben, an dessen beiden Seiten eine Hohlstange angeordnet ist, in der

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eine Tauchelektrode befestigt wird. Im oberen Teil des Zylinders ist koaxial zur Stange eine Führung angeordnet, die einen Gewindeschlitz mit einer großen Steigung in ihrer gesamten Höhe aufweist. An der Außenfläche der Stange ist ein Stift befestigt, der in den Gewindeschlitz der Führung eingreift. Am unteren freien Ende der Stange ist eine selbstverkeilende Klemmvorrichtung starr befestigt. Das Gehäuse des Kraftzylinders wird mittels Bügeln am Tragmast einer Hochspannungsleitung beziehungsweise am Rahmen einer Baumaschine, zum Beispiel eines Traktors, befestigt. Die Arbeitsflüssigkeit kann sowohl dem oberen als auch dem unteren Hohlraum des hydraulischen Kraftzylinders zugeführt werden.

Zu Beginn der Arbeit wird die Stange in die obere Stellung gebracht, und es wird in sie eine Elektrode bis zum Anschlag am Boden eingesteckt. Hinterher wird die Flüssigkeit dem oberen Hohlraum des Kraftzylinders zugeführt, und der Kolben mit der Stange nach unten versetzt. Dabei hält die Klemmvorrichtung die Elektrode fest, so daß diese sich zusammen mit der Stange bewegen kann. Beim Absenken bewegt sich der Stift im Gewindeschlitz der Führung und versetzt die Stange und die Elektrode in zusätzliche Drehbewegung. Wenn der Kolben die untere Stellung erreicht, ändert die Flüssigkeit ihre Bewegungsrichtung und hebt die Stange nach oben. Dabei gibt die Klemmvorrichtung die Elektrode frei und steigt mit der Stange ohne Elektrode nach oben. Bei Erreichung der oberen Stellung beginnt die Stange erneut, die Elektrode einzudrücken.

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Zu den Nachteilen der bekannten hydraulischen Vorrichtung gehören eeine großen Abmessungen sowie die Notwendigkeit, sie an einem massiven Ständer beziehungsweise einem Rahmen einer Baumaschine zu befestigen. Außerdem ist es mit Hilfe dieser Vorrichtung schwer. Stäbe in dichte und gefrorene Böden infolge des statischen Charakters der Belastung, die auf den jeweiligen Stab einwirkt, einzutreiben. Es ist außerdem eine Druckluftvorrichtung mit Schlagwirkung bekannt, die zum Eintreiben von stabartigen Bauelementen in den Boden vorgesehen ist.

Die Vorrichtung enthält ein Gehäuse, in dessen vorderem Teil eine Klemmvorrichtung starr befestigt wird. Innerhalb des Gehäuses ist ein abgestuftes Schlagstück mit der Möglichkeit, sich hin und her zu bewegen, angeordnet. Der hintere Teil des Gehäuses ist mit einem Schaft abgedeckt, in dem Bohrungen für die Zuführung von Luft und zum Luftauspuff ausgeführt sind. Das abgestufte Schlagstück bildet mit dem Gehäuse eine vordere Arbeitskammer und mit dem Schaft eine hintere Arbeitskammer. Die hintere Arbeitskammer kommuniziert ständig mit einer Druckluftquelle, und die vordere Arbeitskammer kommuniziert periodisch mit der hinteren Arbeitskammer und mit der Atmosphäre.

Die Vorrichtung wird mit einer Klemmvorrichtung oben an der Stange befestigt. Bei Zuführung von Druckluft führt das abgestufte Schlagstück eine hin- und hergehende Bewegung aus und versetzt Schläge gegen den vorderen Teil des Gehäuses. Unter Einwirkung dieser Schläge, die durch das Gehäuse und

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durch die Klemmvorrichtung übertragen werden, sinkt die Stange in den Boden.

Die bekannte Vorrichtung erlaubt lediglich Schläge auf die Stirnseite der Stange, was es nicht gestattet, Stäbe einzuschlagen, deren Querschnitt sehr gering gegenüber ihrer Länge ist, da diese beim Einschlagen einer Formänderung unterliegen.

Bekannt ist ebenfalls eine Druckluftschlagvorrichtung, die ein zylindrisches Hohlgehäuse mit einem Schaft und einem Vorderteil enthält, in dem ein abgestuftes Schlagstück mit der Möglichkeit sich hin und her zu bewegen, angeordnet wird. Das abgestufte SchlagstUck bildet im Gehäuse mit dem Schaft eine hintere Arbeitskammer mit veränderlichem Rauminhalt, die ständig mit einer Druckluftquelle kommuniziert, und mit dem Vorderteil - eine vordere Arbeitskammer mit veränderlichem Rauminhalt. Die vordere Arbeitskammer kommuniziert periodisch in der Vorderstellung des abgestuften Schlagstückes mit der hinteren Arbeitskammer und in der hinteren Stellung des abgestuften Schlagstückes durch einen Axialkanal und Radialbohrungen, die in der mit dem Schaft in Berührung kommenden Oberfläche der Stufe mit geringerem Durchmesser des abgestuften Schlagstückes ausgeführt sind, mit der Atmosphäre. Das abgestufte SchlagstUck vermittelt bei seiner Hin- und Herbewegung unter Einwirkung der Druckluft, die den Arbeitskammern zugeführt wird, dem Gehäuse Schläge.

Die Bewegung des abgestuften Schlagstückes erfolgt infolge der Differenz seiner Flächen seitens der vorderen und hinteren

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Arbeitskammer, die sich unter dem Druck der komprimierten Luft befinden.

Beim Einschlagen von stabartigen Bauelementen wird das Schlagstück im oberen Teil der Stange befestigt. Die Stange wird in den Boden unter Einwirkung von Schlägen eingetrieben, die ihrer Stirnseite vermittelt werden. Deshalb ist es unter Zuhilfenahme der bekannten Schlagvorrichtung nicht möglich. Stäbe einzutreiben, deren Querschnitt sehr viel geringer als ihre Länge ist, da diese einer Formveränderung beim Einschlagen unterliegen.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der genannten Nachteile der oben beschriebenen Vorrichtungen zum Absenken von stabartigen Bauelementen in den Boden.

Das Ziel der Erfindung ist es ebenfalls, das Absenken von stabartigen Bauelementen, deren Querschnitt sehr viel geringer als ihre Länge ist, in dichte und gefrorene Buden zu ermöglichen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Verringerung der Masse und der Abmessungen der Vorrichtung. Ferner bezweckt die Erfindung die Steigerung der Betriebssicherheit der Vorrichtung.

Ein Ziel der Erfindung ist auch die Vereinfachung der Konstruktion der Vorrichtung.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Druckluftschlagvorrichtung zum Eintreiben von stabartigen Bauelementen anzugeben, die das Einschlagen von Elementen, deren Querschnitt sehr viel geringer als Ihre Länge 1st, durch die Belastung der Stäbe an einer Stelle gewährleistet, die Ihre Verformung beim Einschlagen ausschließt.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Druckluftschlagvorrichtung zum Eintreiben von stabartigen Bauelementen, die ein zylindrisches Hohlgehäuse mit einem Schaft und einem Vorderteil enthält, in dessen Innerem ein abgestuftes Schlagstock mit der Möglichkeit seiner axialen Hin- und Herbewegung angeordnet ist, das im Gehäuse seitens des Schaftes eine hintere Arbeitskammer mit veränderlichem Rauminhalt, die ständig mit einer Druckluftquelle kommuniziert, und seitens des Vorderteils eine vordere Arbeitskammer mit veränderlichem Rauminhalt bildet, die periodisch in der Vorderstellung des abgestuften SchlagstUckes mit der hinteren Arbeitskammer und mit der Atmosphäre in der hinteren Stellung des abgestuften Schlag· Stückes durch seinen Axialkanal und Radialbohrungen, die an der mit dem Schaft in Berührung kommenden Stufe geringeren Durchmessers des abgestuften Schlagstückes ausgeführt sind, kommuniziert, das dem Gehäuse Schläge bei seiner Hin- und Herbewegung in ihm unter Einwirkung der komprimierten Luft, die den Arbeitskammern zugeführt wird, vermittelt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie mit einem Führungsrohr zur Aufnahme eines stabartigen Bauelementes versehen ist, das koaxial

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zum Schlagstück und zum Gehäuse im Schaft und im Vorderteil des Gehäuses befestigt ist, wobei das Führungsrohr mit dem abgestuften Schlagstück zusammenwirkt und zusammen mit ihm durch seine Außenfläche einen Axialkanal bildet, und daß im vorderen Teil des Gehäuses eine Klemmvorrichtung zum Festhalten des stabartigen Bauelementes in ihm starr befestigt ist.

Eine derartige Ausführung der Druckluftschlagvorrichtung erlaubt, ein stabartiges Bauelement, dessen Querschnitt ungleich geringer als seine Länge ist, durch ein Rohr durchzuführen und die genannte Vorrichtung in einer solchen Entfernung von der Stirnseite des stabartigen Bauelementes zu befestigen, die seine Verformung beim Einschlagen ausschließt.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Druckluftschlagvorrichtung in der vorderen Stellung mit teilweisem Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Druckluftschlagvorrichtung in der hinteren Stellung des Schlagstückes mit teilwei sem Längsschnitt.

In Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Druckluftschlagvorrichtung (Längsschnitt) mit dem Schlagstück in Vorder-

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stellung abgebildet. Die Druckluftschlagvorrichtung ist zum Eintreiben von stabartigen Bauelementen vorgesehen.

Die erflndungsgemäBe Druckluftschlagvorrichtung enthält ein zylindrisches Hohlgehäuse 1 (Flg. 1, 2) mit einem Schaft 2 und einem Vorderteil. Der Schaft 2 ist in Form einer abgestuften Buchse ausgeführt, die mittels eines Gewindes an der Stirnseite des Gehäuses 1 befestigt ist und den inneren Hohlraum des Gehäuses 1 abdeckt. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein abgestuftes Schlagstück 3 mit der Möglichkeit seiner axialen Hin- und Herbewegung angeordnet. Die Stufe größeren Durchmessers des abgestuften SchlagstUckes 3 ist näher zum vorderen Teil des Gehäuses 1 angeordnet und seine Außenoberfläche kommt mit der Innenoberfläche des Gehäuses 1 in Berührung. Die Stufe geringeren Durchmessers ist in der Axialbohrung des Schaftes derart angeordnet, daß ihre Außenoberfläche mit der Innenoberfläche der Axialbohrung des Schaftes 2 in Berührung kommt.

Das abgestufte Schlagstück 3 bildet in der Vorderstellung (wie in Fig. 1 gezeigt) im Gehäuse 1 seitens des Schaftes 2 eine hintere Arbeitskammer 4 mit veränderlichem Rauminhalt. Diese Kammer 4 wird von der Stirnfläche der Stufe größeren Durchmessers des abgestuften SchlagstUckes 3, die dem Schaft zugekehrt ist, von der Außenoberfläche der Stufe geringeren Durchmessers, der Innenoberfläche des Gehäuses 1 und der Stirnfläche des Schaftes 2 gebildet. Die hintere Arbeitskam mer 4 kommuniziert ständig mit einer Druckluftquelle (in der Zeichnung nicht gezeigt).

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Seitens des Vorderteils des Gehäuses 1 bildet das abgestufte Schlagstück 3 eine vordere Arbeitskammer 5 mit veränderlichem Rauminhalt. Diese Kammer 5 wird von der Oberfläche des größeren Durchmessers des abgestuften Schlagstückes 3, die dem Vorderteil des Gehäuses 1 zugekehrt ist, und von der Innenoberfläche des Gehäuses 1 gebildet.

Das abgestufte Schlagstück 3 weist eine Axialbohrung auf, durch die ein Führungsrohr 6 zur Aufnahme eines stabartigen Bauelementes geführt wird. Das Führungsrohr 6 ist koaxial zum abgestuften Schlagstück 3 und zum Gehäuse 1 angeordnet, läuft über die gesamte Länge des Gehäuses 1 und ist im Schaft 2 und im Vorderteil des Gehäuses 1 befestigt.

Die Stufe geringeren Durchmessers des abgestuften Schlagstükkes 3 weist einen Abschnitt auf, der mit dem Führungsrohr 6 zusammenwirkt, und die Axialbohrung des abgestuften Schlagstückes 3 hat im Abschnitt von der vorderen Stirnseite des abgestuften Schlagstückes 3 bis zu dem Abschnitt, der mit dem Führungsrohr 6 zusammenwirkt, einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Führungsrohres 6.

In der Stufe geringeren Durchmessers des abgestuften Schlagstückes 3 sind Radialbohrungen 7 ausgeführt, die mit dem einen Ende an der Oberfläche der Stufe geringeren Durchmessers und mit dem anderen in die Axialbohrung des abgestuften Schlagstückes 3 münden.

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Die Außenoberfläche des Führungsrohres 6 und die Innenoberfläche der Axialbohrung des abgestuften Schlagstückes 6 bilden einen Axialkanal 8, der In der Vorderstellung des abgestuften SchlagstUckes 3 die vordere Arbeitskammer 5 durch die Radialbohrungen 7 mit der hinteren Arbeitskammer 4 und in seiner hinteren Stellung mit einer Ausbohrung 9 verbindet, die an der Innenoberfläche der Axialbohrung des Schaftes 2 ausgeführt ist und durch Auslaßöffnungen 10 an der Stirnwand des Schaftes 2 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Druckluft wird den Arbeitskammern 4 und 5 durch einen Schlauch 11 zugeführt, der am Schaft 2 befestigt ist.

Im Vorderteil des Gehäuses 1 ist eine Klemmvorrichtung 12, zum Beispiel vom Zangentyp, zum Festhalten eines stabartigen Bauelementes 13 starr befestigt.

Die Druckluftschlagvorrichtung hat folgende Funktionsweise: Das stabartige Bauelement 13 wird in das Führungsrohr 6 eingeführt. Dann wird die Druckluftschlagvorrichtung unter Zuhilfenahme der Klemmeinrichtung 12 an dem stabartigen Bauelement 13 in solch einem Abstand vom unteren Ende des stabartigen Bauelementes befestigt, die sein Einschlagen ohne Verlust an Stabilität gewährleistet. Danach wird das stabartige Bauelement in die Ausgangsstellung zum Einschlagen gebracht und man führt mittels eines LuftSteuerungsventils (in der Zeichnung nicht gezeigt) den Arbeitskammern 4 und 5 komprimierte Luft zu.

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In der Vorderstellung des abgestuften Schlagstückes 3 (Fig. 1,2) tritt die Druckluft aus der hinteren Arbeitskammer 4 durch die Radialbohrungen 7 und den Axialkanal 8 in die vordere Arbeitskammer 5 ein. In der vorderen Arbeitskammer 5 wird praktisch der gleiche Druck der komprimierten Luft wie auch in der hinteren Arbeitskammer 4 eingestellt. Da die Fläche des abgestuften Schlagstückes 3, die den Druck der komprimierten Luft von Seiten der vorderen Arbeitskammer 5 aufnimmt, größer als die Fläche des abgestuften Schlagstuckes 3 ist, die den gleichen Druck von selten der hinteren Arbeitskammer 4 aufnimmt, beginnt sich das abgestufte Schlagstück 3 in Richtung auf den Schaft 2 zu bewegen.

Nach Uberdeckung der Radialbohrungen 7 durch die Innenoberfläche der Axialbohrung des Schaftes 2 setzt das abgestufte Schlagstück 3 seine Bewegung durch die Energie der sich in der vorderen Arbeitskammer 5 ausdehnenden Luft fort.

In der hinteren Stellung des abgestuften Schlagstückes 3 (Fig. 3) münden seine Radialbohrungen 7 in die Auebohrung 9 des Schaftes 2. Dabei erfolgt der Auspuff von Luft aus der vorderen Arbeitskammer 5 durch den Axialkanal 8, durch die Radialbohrungen 7 des abgestuften Schlagstückes 3 und die Auslaßöffnungen 10 des Schaftes 2 in die Atmosphäre.

Der Luftdruck in der vorderen Arbeitskammer 5 sinkt bis auf den Atmosphärendruck herab, das abgestufte Schlagetück 3

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bleibt in der hinteren Stellung (Fig. 3) stehen und beginnt sich dann unter Einwirkung des Druckes der komprimierten Luft, die sich in der hinteren Arbeitskammer 4 befindet/ in Richtung zum Vorderteil des Gehäuses 1 zu bewegen, und versetzt ihm einen Schlag. Vor dem Schlag öffnen sich die Radialbohrungen 7 des abgestuften SchlagstUckes 3, und die vordere Arbeitskammer 5 kommuniziert durch diese Radialbohrungen 7 und den Axialkanal 8 mit der hinteren Arbeitskammer Im weiteren wiederholt sich das Arbeitsspiel.

Unter Einwirkung der dem vorderen Teil des Gehäuses 1 versetzten Schläge wird das mit dem Gehäuse 1 starr befestigte stabartige Bauelement 13 in den Boden eingetrieben. Wenn die Klemmeinrichtung 12 der Druckluftschlagvorrichtung die Oberfläche des Bodens erreicht, setzt man die Zuführung komprimierter Luft in die Arbeitskammern 4 und 5 aus, und das stabartige Bauelement 13 wird von der Klemmvorrichtung 12 gelöst. Hinterher wird die Druckluftschlagvorrichtung über das stab-, artige Bauelement 13 nach oben verschoben, an demselben befestigt - und das Absenken fortgesetzt.

Im Unterschied zu den bekannten Druckluftvorrichtungen mit Schlagwirkung gestattet es die erfindungsgemäße Druckluftschlagvorrichtung, einen Schlag an der Stelle zu versetzen, die die Verformung des stabartigen Bauelementes beim Eintreiben ausschließt, und stabartige Bauelemente einzuschlagen, deren Querschnitt sehr viel geringer als ihre Länge ist.

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Claims

Institut gornowo dela sibirskowo otdelenija Akademii Nauk SSSR,
Nowosibirsk, UdSSR

j NACHGEREICKT

13. Juli 1977 AS/Hu

P 69 222

Patentanspruch

Druckluftschlagvorrichtung zum Eintreiben von stabartigen Bauelementen mit einem zylindrischen Hohlgehäuse mit einem Schaft und einem Vorderteil, in dessen Innerem ein abgestuftes SchlagstUck mit der Möglichkeit zur axialen Hin- und Herbewegung angeordnet ist, das mit dem Gehäuse seitens des Schaftes eine hintere Arbeitskammer von veränderlichem Rauminhalt, die ständig mit einer Druckluftquelle kommuniziert, und seitens des Vorderteils eine vordere Arbeitskammer von veränderlichem Rauminhalt bildet, die periodisch in der vorderen Stellung des abgestuften SchlagstUcks mit der hinteren Arbeitskammer und in der hinteren Stellung des abgestuften Schlagstücks durch einen Axialkanal und Radialbohrungen, die in der mit dem Schaft in Berührung kommenden Oberfläche der Stufe geringeren Durchmessers des abgestuften Schlagstücks ausgeführt sind, mit der Atmosphähre kommuniziert, und in der das Schlagstück bei seiner Hin- und Herbewegung unter Einwirkung der komprimierten Luft,

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ORIGINAL INSPECTED

die den Arbeitskammern zugeführt wird, dem Gehäuse Schläge versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Führungsrohr (6) zur Aufnahme eines stabartigen Bauelements (13) darin versehen ist, wobei das Führungsrohr (6) koaxial zum abgestuften Schlagstück (3) und zum Gehäuse (1) im Schaft (2) und im Vorderteil des Gehäuses (1) befestigt ist und mit dem Schlagstück (3) zusammenwirkt und zusammen mit diesem durch seine Außenflächen einen Axialkanal (8) im Schlagstück bildet, und daß im Vorderteil des Gehäuses (1) eine Klemmvorrichtung (12) zum Festhalten des stabartigen Bauelementes (13) starr angeordnet ist.

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