DE2900221A1

DE2900221A1 - Druckmittelgetriebene rammvorrichtung

Info

Publication number: DE2900221A1
Application number: DE19792900221
Authority: DE
Inventors: Hans Ing Grad Kuehn
Original assignee: Koehring GmbH
Current assignee: Menck GmbH
Priority date: 1979-01-04
Filing date: 1979-01-04
Publication date: 1980-07-10
Also published as: GB2043509A; NL182973C; JPS5594007A; US4371042A; GB2043509B; NL8000057A; DE2900221C2; JPS5932690B2

Description

DIPL.-CHEM. DR. HARALD STACH ADENAUERALLEE 30 · 2000 HAMBURG 1 -TELEFON (040) 24 45 23

Aktenzeichen; Neuanmeldung
Anmelderint Koehring GmbH, Hamburg

Druckmittelgetriebene Rammvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine druckmittelgetriebene Rammvorrichtung, mit einem Gehäuse, einem verschiebbar geführten Schlagkörper, einem am Gehäuse oder im Schlagkörper zu diesem koaxial angeordneten, durch einen Arbeitskolben in eine erste und eine zweite Kammer unterteilten Druckmittelzylinder, einer den Arbeitskolben mit dem Schlagkörper bzw. dem Gehäuse verbindenden Kolbenstange, Druckmittelleitungen zur Verbindung beider Kammern des Druckmittelzylinders mit einer Druckmittelquelle und mindestens der eich bei der Bewegung des Schlagkörpers in Schlagrichtung vergrößernden ersten Kammer mit einem Druckmittel-Auffangbehälter, Steuervorrichtungen mit einem im Gehäuse koaxial zur Kolbenstange begrenzt verschiebbar angeordneten mindestens eine Kammer des Druckmittelzylinders jeweils in einer ersten Stellung mit der Druckmittelquelle und in einer zweiten Stellung mit dem Druckmittel-Auffangbehälter verbindenden Steuerschieber, diesen in seine die erste Kammer mit dem Druckmittel-Auffangbehälter verbindende Stellung drängenden Vorrichtungen sowie in Abhängigkeit von der Stellung des Schlagkörpers betätigten Stellvorrichtungen für den Steuerschieber.

Die aus der DE-AS 1 6"}h 2^Q8 bekannte Rammvorrichtung dieser Art besitzt einen in der Kolbenstange angeordneten flüssigkeitsgefüllten Hohlraum, einen durch den Arbeitskolben koaxial gleitend hindurchgeführten, hohlen, flüssigkeitsgefüllten

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Tauchkolben₉ der in den Hohlraum d©r Kolbenstange hineinragt und d©H Steuerschieber in Abhängigkeit von den Bewegungen des Arbeitskolben Hinsteuert. Hiarzua ist der Hohlraum der Kolben» stange über den T&uchkolbsm und Bohrungen im "Gehäus© mit zwei jeweils dareh ©inen -rorscfaiebbaran Kolben usstsrteiltan Spoiefeersylindern sowie über vom Arb©itskolb®is atär in dessen unterer Radstellung freigegeben© BonxrongeBi. mit der oberen das Dnaeteittelzyliaders ^erbandan, so daß die b©i der

des Arbeitsisolbens im Hohlraum der Kolben— stang© nand d©s Tauaelikolbeas eingeschlossen© Flüssigkeit den Staraersehieiber gegea die pereanent auf e©ia ®b©r©s Ende wirkende Druckkraft Besteuert. Diese bekaarat© Konstruktion hat jedoch, den Nachteil, daß der mit dein Tauchkolben einstüefcig verbundene Steuerschieber pemaaent Bit den Ärbeitskolben in Barülinang steht, so daß die beisa RamiBsehlag hzv. dera aus dem Raramteil reflektierten Rückprall auftretendan Stöße von dem mit dem Schlagkörper fest verbundenen Arbeitakolban auf die empfindliehen Steuervorrichtungen übertragen werden, was zu Betriebestönungen end unerwünschten Schwingungen führt· Da die StmnoTvtngove>rT±eh.tvmg»n bei zunelmieader Größe dee Raumgerätes nicht inn gleichen Maße mitwachsen und soait relativ kleine und empfindliche Teile sind, werden derartige Stoß-Wirkungen auf die Steuerungsvorrichtung«» umso störender,, je großer die RauHmTorrichtung ist· Da bei der bekannten Ramm» vorrichtung der al© Steuerschieber dienende Tauchkolben in den Druckmittelzylind@r und den Arbeitskoiban eingebaut und die übrigen Steuθrung©organe und Yerhindungskanäle in das Gehäuse der Rammvorrichtung fest integriert sind, ist es bei Betriebsstörungen und Wartungsarbeiten erforderlich, das ganze Gerät in eine Werkstatt asu verbringen und dort auseinanderzunehmen. Dies ist schon bei größeren Ramrageräten seitraubend und aufwendig und insbesondere bei den für Offshore-Rammarbeiten benutzten, nach Abmessungen und Gewicht noch weit größeren Rammvorrichtungen wegen des hohen Transportaufwandes und der selbst bei einer Demontage am Einsatzort anfallenden, enormen Stillstandskosten untragbar.

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Es sind zwar auch druckmittelgetriebene Raminvorrichtungen bekannt, bei denen die Steuervorrichtungen vom Gehäuse der Rammvorrichtung· entfernt angeordnet und mit diesem jeweils über Druckmittelleitungen verbunden sind« Dabei ist jedoch die

und die

vibrationsgefährdete Befestigung'"/' Verlängerung der Druckmittelwege von der Steuervorrichtung zum Druckmittelzylinder nachteilig, was sich insbesondere bei Rammarbeiten mit unter Wasser abgesenktem Rammgerät störend bemerkbar macht.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Raramvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die bisherigen Nachteile vermeidet und eine im Gehäuse der Rammvorrichtung vorzugsweise als Ganzes leicht ausbaubar angeordnete, stoßgeschützte Steuervorrichtung aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Rammvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Steuerschieber eine der Kolbenstange zugewandte axiale Führungsbohrung aufweist,

b) in der Führung»bohrung «ine aua dem Steuerschieber in die erste Kammer des Druckmittelzylinders hineinragende Schieberstange axial verschiebbar geführt ist,

c) mit der Schieberstange zusammenwirkende, diese in Richtung zum Schlagkörper drängende Vorrichtungen vorgesehen sind,

d) am Steuerschieber bzw. der Schieberstange Anschlagvorrichtungen zur Begrenzung der axialen Relatiwerschiebung angeordnet sind und

e) die Schieberstange mit ihrer in der ersten Kammer des Druckmittelzylinders liegenden Endfläche bei einen vorbestimmten Wert überschreitendem Hubabstand des Schlagkörpers von seiner Aufprallstellung gegen eine Kontaktfläche am Arbeitskolben bzw. am Schlagkörper anliegt und jeweils bei Unterschreitung des vorbestimmten Hubabstandes von der Kontaktfläche abgehoben ist.

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Da bei der erfindungsgemäßen Rammvorrichtung die Schieberstange während des Rammschlages und eines etwaigen durch ReflektLon aus dem Raramteil bedingten Rückpralls nicht mit der Kontaktfläche am Arbeitskolben bzw* am Schlagkörper in Berührung steht, kann sie diese Stöße auch nicht auf den Steuerschieber übertragen. Dennoch wird mittels der Schieberstange eine zuverlässige Umsteuerung des Steuerschiebers in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Schlagkörpers erreicht. Der im Gehäuse koaxial zur Kolbenstange angeordnete Steuerschieber kann weiterhin mit einem ihn umschließenden, auch etwaige sonstige Steuerorgane enthaltenden Steuergehäuse zu Reparatur- und Wartungsarbeiten rasch und einfach ausgebaut werden, ohne daß hierzu ein Transport oder eine Zerlegung des Rammgerätes erforderlich ist. Da an den stoßgeschützten Steuervorrichtungen seltener Betriebsstörungen auftreten und diese sehr viel rascher und einfacher, gegebenenfalls auch durch einfachen Austausch des Steuergehäuses, behoben werden können, werden längere Stillstandszeiten weitgehend vermieden, so daß sich insbesondere bei Offshore-Rammarbeiten große Kosteneinsparungen ergeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Rammvorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Diese tragen zu einer besonders betriebssicheren und zuverlässigen Ausbildung der Steuervorrichtungen und deren leichter Ausbaubarkelt bei.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Rammvorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Rammvorrichtung,

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch den das Steuergehäuse enthaltenden Teil der Rammvorrichtung und Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch den eine abgewandelte Steuervorrichtung enthaltenden Teil der Rammvorrichtung.

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Die in Figur 1 dargestellte Rammvorrichtung besitzt ein Gehäuse 1, einen darin verschiebbar geführten Schlagkörper 2, der über eine schwenkbar angelenkte Kolbenstange 3 mit einem Arbeitskolben verbunden ist,» der in einem am Gehäuse 1 zum Schlagkörper koaxial angeordneten Druckmittelzylinder 4 verschiebbar geführt ist. An dessen oberen Ende ist ein in das Gehäuse 1 lösbar eingefügtes Steuergehäuse 6 befestigt, aus welchem eine in die erste Kammer 5 des DruckmittelZylinders k koaxial zur Kolbenstange 3 hineinragende Schieberstange 7 vorsteht. Deren ballig ausgebildete untere Endfläche 8 wirkt mit einer an der Oberseite des Arbeitskolbens angeordneten balligen Kontaktfläche 9 zusammen. Am unteren Ende des Gehäuses 1 ist ein Führungsmantel 1a für das Rammteil befestigt» Das Gehäuse 1 stützt sich auf eine auf dem Rammteil 10 aufliegende Schlagübertragungsvorrichtung 11 ab, auf welche die unterseitige Prallfläche des Schlagkörpers 2 bei jedem Rammschlag aufschlägt.

Vie Figur 2 zeigt, ist die Rammvorrichtung mittels eines am oberen Ende des das Steuergehäuse 6 enthaltenden Druckmittelzylinders h schwenkbar angelenkten Schäkels 35 mit einem Tragseil 52 eines nicht dargestellten Kranes verbunden. Während der auf dem Rammteil 10 aufsitzenden Arbeitestellung ist das Tragseil 52 schlaff, so daß der Schäkel 35 unter seinem Eigengewicht auf der Oberseite des Gehäuses 1 aufliegt.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist ein zylindrisches Steuergehäuse 6 in eine entapnchende zylindrische Ausnehmung am oberen Ende des Druckmittelzylinders k eingesetzt und darin lösbar festgelegt. Das Steuergehäuse 6 weist an seinem unteren Ende eine mit der ersten Kammer 5 des Druckmittelzylinders h koaxial verbundene Öffnung 14 auf. Die Kolbenstange 3 bildet zusammen mit dem an ihrem oberen Ende angeordneten Arbeitskolben 3a einen Stufenkolben, dessen oberseitige Kolbenfläche der ersten Kammer 5 und dessen unterseitige^

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ringförmige Kolbenfläche der zweiten Kammer 37 des Druckmittelzylinders k zugewandt ist. Die zweite Kammer 37 steht über einem in der Wandung des Druckmittelzylinders k angeordneten Druckmittelkanal hl und eine Druckmittelleitung kO permanent mit der Druckseite einer Druckmittelpuepe 17 in Verbindung.

Xm Steuergehäuse 6 ist ein weitgehend zylindrisch geformter Steuerschieber 12 zur Kolbenstange 3 koaxial begrenzt verschiebbar geführt. Der Steuerschieber 12 ist an seinem der ersten Kammer 5 zugewandten End· mit einer radial auswärts vorstehenden Ringschulter versehen, in welcher Durchlaßkanäle 56 angeordnet sind. Die den Steuerschieber 12 enthaltende zentrische Führung*bohrung des Steuergehäuses 6 besitzt einen durch Ringstufen kZ bzw. k9 begrenzten Abschnitt fröDeren Durchmessers, in welchen ein über einen Durchlaßkanal 16 permanent mit der Druckmittelpumpe 17 verbundener Druckmittelkanal 15 nahe der Ringstuf· k9 und «in über einen Dur**laA-kanal 19 permanent mit einem Druckmittel-AufnahiMfcebJUt·» verbundener Druckmittelkanal 18 nah· «er Bin ge tu f· kt «in· mündet. Die Ringschulter des Steuerschiebers 13 liegt mit ihrer äußeren Umfangsfläche dichtend gegen die inner· Umfang·- fläche des die Druckraittelkanäle 15 und 18 enthaltenden Abschnitts der Führungsbohrung des Steuergehäuses 6 an und ist darin zwischen einer gegen die Ringstuf· k2 anliegenden, den Druckmittelkanal 18 verschließenden ersten Stellung (Figur 2) und einer gegen die Ringstufe 49 anliegenden, den Druckmittalkanal 15 verschließenden zweiten Stellung axial verschiebbar. In der in Figur 2 dargestellten, ersten Stellung des Steuerschiebers 12 ist somit die erste Kammer 5 des Druckmittelzylinders h über die Öffnung 14, die Durchlaßkanäle 56, den Druckmittelkanal 18 und den Durchlaßkanal 19 mit dem Druckmittel-Auffangbehälter 20 verbunden. Da gleichzeitig die zweite Kammer 37 des Druckmittelzylinders k über den Druckmittelkanal kl und die Druckmittelleitung kO permanent mit der Druckmittelpumpe 17 in Verbindung steht, wird der Arbeitekolben unter Ausschieben des in der ersten Kammer 5 verdrängten Druckmittels zum Druckmittel-Aufnahmebeh-älter

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20 aufwärts verschoben und damit der Schlagkörper 2 angehoben. In der zweiten Stellung des Steuerschiebers 12 (Figur 3) ist die erste Kammer 5 über die Öffnung 14, den Druckmittelkanal 15 und den Durchlaßkanal 16 mit der Druckini ttelpumpe 17 verbunden, so daß sich der Arbeitekolben infolge des auf seine größere oberseitige Kolbenfläche wirkenden Druckes abwärts bewegt. Das dabei aus der zweiten Kammer 37 verdrängte Druckmittel kann über den Druckmittelkanal 4i, die Druckmittelleitung 40, den Durchlaßkanal i6, den Druckmittelkanal 15 und die Öffnung \k in die erste Kammer 5 überströmen, so daß die Druckmittelpumpe 17 nur eine dem Produkt aus dem Querschnitt der Kolbenstange 3 und der Hublänge entsprechendes Druckmittelvolumen zuzuführen braucht.

Bei der dargestellten Au»führung·form ist i* Steuergehäuse 6 am oberen Ende des Steuerschiebers 12 ein Druckmittelrau« 32 angeordnet, der über Verbindungskanäle 30 und 33 sowie die Durchlaßkanäle 56 mit der Öffnung 14 und der ersten Kaauner 5 peraanent koamunisiert. Xm Druckmittelrau« 32 ist «usätelich eine gegen die Endfläche des Steuerschieber« 12 anliegende Schraubendruckfeder 39 vorgesehen. Zur Aufnahme überschüssiges Druckmittels und zur Glättung der Druckmittelströme ist am Verbindungskanal 30 ein Druckmittelspeicher 31 mit einem durch eine Membran vom Druckmittel abgetrennten, vorgespannten Gaspolster angeordnet. Gegen die obere Endfläche des Steuerschiebers 12 liegt ferner ein Steuerkolben 21 kleineren Durchmessers an, der als Stufenkolben ausgebildet ist und in einem entsprechend abgestuften, zum Steuerschieber 12 koaxial angeordneten Zylinder verschiebbar geführt ist. Die an der vom Steuerschieber 12 abgewandten Seite des Steuerkolbens 21 befindliche Kammer des Zylinders steht über Druckmittelkanäle 22 und 23 mit dem permanent mit der Druckmittelpumpe 17 verbundenen Druckmittelkanal 15 in Verbindung· Die an die dem Steuerschieber 12 zugewandte ringförmige Kolbenflache des Steuerkolbens 21 angrenzende Kammer des Zylinders ist einer-

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seita über eine Drossel 50 mit dem Druckmittelkanal 22 und andererseits über ein Absperrorgan enthaltende Verbindungskanäle 2k und k8 mit dem zum Druckmittel-Aufnahmebehälter führenden Druckmittelkanal 18 verbunden.

Der Steuerschieber 12 weist ferner eine dem Arbeitskolben zugewandte, koaxiale Führungebohrung auf, deren oberer Abschnitt als Zylinder 26 ausgebildet ist. In der Führungsbohrung ist eine Schieberstange 7 axial verschiebbar geführt» Die Schieberstange 7 trägt an ihrem oberen Ende einen im Zylinder 26 dichtend verschiebbar geführten Kolben. Der Zylinder 26 ist an seinem oberen Ende über einen im Steuerschieber 12 liegenden Durchlaßkanal 27 und einen im Steuergehäuse 6 angeordneten Verbindungskanal 28 mit einer Kammer eines durch einen Trennkolben 29 unterteilten Zylinders verbunden, dessen andere Kammer mit den Verbindungskanälen 30 und 33 kommuniziert und eine Schraubendruckfeder 38 enthält. Bei einer Aufwärtsbewegunng der Schieberstange 7 relativ zum Steuerschieber 12 wird der Trennkolben 29 durch das aus dem Zylinder 26 verdrängte Druckmittel gegen die Schraubendruckfeder 38 aufwärts verschoben. Diese Bewegung wird durch einen gegebenenfalls verstellbar ausgebildeten Anschlag begrenzt.

Die Schieberstango 7 weist in einem in der Führungsbohrung des Steuerschiebers 12 dichtend verschiebbar geführten Abschnitt eine Ringausnehmung k6 auf, die bei vorbestimmten Stellungen der Schieberstange 7 relativ zum Steuerschieber zwei in diesem in axialem Abstand voneinander angeordnete Durchlaßkanäle 25 bzw. k'J verbindet, die ihrerseits jeweils permanent mit den zugeordneten Verbindungskanälen 2k bzw. im Steuergehäuse 6 verbunden sind.

Der Steuerschieber 12 weist bei der dargestellten Ausführungsform ferner einen die ¥andung des Zylinders 26 durchsetzenden Einlaßkanal 51 auf, der permanent mit dem Verbindungskanal k8 kommuniziert und durch den am oberen Ende der Schieberstange

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angeordneten Kolben entweder -vor·Chios··» oder bei dies··» der Anschlagschulter 45 angenäherter Stellung Mit de« darüberliegenden Innenrau· de· Zylinders 26 verbunden iet oder ait dem zwischen den Kolben und der Anachlagschulter 45 liegenden Ringraum kommuniziert.

Bei der dargestellten Ausführung·form ist an Arbeitekolben ein in einer axialen Bohrung gegen eine Schraubendruckfeder begrenzt axial verschiebbarer Steapel 43 vorgesehen, der an seinem auswärts vorstehenden Ende die mit der Endfläche 8 der Schieberstange 7 zusammenwirkende, ballige Kontaktfläche 9 trägt.

In einer zum Steuerschieber 12 parallelen Bohrung des Steuergehäuses 6 ist ferner ein stangenformiger Sperrschieber 58 axial verschiebbar geführt. Der mit einer Ringauenehmung versehene Sperrschieber 58 durchsetzt den Druckmittelkanal 15 und wird durch eine Schraubendruckfeder 59 in eine den Druckmittelkanal 15 sperrende Schließstellung gedrängt. Die Aufwärtebewegung des etangenfärmigen Sperr*ehieber· 58 wird durch eine Anschlagschulter 60 begrenzt. Der Sperrschieber 58 ragt in seiner Schließstellung mit seinem oberen Ende um eine geringe Strecke aus der Oberseite des Gehäuses heraus und wird in der in Figur 2 dargestellten, auf dem Rammteil 10 aufsitzenden Stellung durch das Gewicht des bei schlaffem Tragseil 52 darauf lastenden Schäkels 35 gegen die Schraubendruckfeder 59 in seiner Öffnungsstellung gehalten, in welcher die am Sperrschieber 58 angeordnete Ringauenehmung im Druckmittelkanal 15 liegt und vom Druckmittel ungehindert durchströmt werden kann.

Bei der in Figur 3 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform ist anstelle des Sperrschiebers 58 ein durch einen Exzenter 36 am Schäkel 35 betätigter Sperrkolben 34 vorgesehen, der bei einem unbeabsichtigten Abheben des Rammgeräts vom Rammteil durch den dabei vom Tragseil 52 angehobenen Schäkel über den Exzenter 36 zusammen mit dem Steuerkolben 21 soweit

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abwärts gedrängt wird,, daß der Steuerschieber 12 dadurch isa seine in Figur 2 dargestellt©,, die erste Kammer 5 des Druckmittelzylinder· h mit dem OruckraitteloAufnahmebehälter 20 verbindende Stellung bewegt und in dieser blockiert wird. Um den maximalen Kolbenhub des Treniskolbens 29 auf oinen jeweils einstellbaren Wert zu begrenzen, ist ferner eine Stellsehraub© 53 "vorgesehen, gegen welche der Trennkolben jeweils entsprechend früher oder später zur Anlage kommt« Hierdurch wird bei der Aufwärtsbewegung der Schieberstange 7 der Zeitpunkt der Umsteuerung des Steuerschiebers 12 und damit die Hubhöhe des Arbeitskolbens entsprechend verändert. Um bei an der Stallschraube 53 eingestelltem kleinem Hub und in seiner Sperratellung bewegtem Stellkolben 3k eine Zerstörung der Schieberstange 7 auszuschließen, ist ferner ©in mit einem Sicherheitsventil 54 versehener Verbindung» kanal 57 vorgesehen, der vom oberen Ende des Zylinders 26 zum Verbindungskanal 48 führt. An der mit dem Zylinder 26 verbundenen Kammer des den Trennkolben 29 enthaltenen Zylinders ist ferner ©in Druckmittelspeicher 55 angeordnet.

Die Schieberstange 7 ist in ihrer Länge so bemessen, daß ihre Endfläche 8 gegen die Kontaktfläche 9 am Arbeitskolben anliegt, sο—lang· sich der Schlagkörper 2 um einen vorbestimmten Mindeetwert überschreitenden Hubabetand oberhalb seiner Aufprallsteilung befindet. Bei Untereehreitung dieses Hubabstandes prallt der am oberen Ende der Schieberstange angeordnete Kolben auf die Anschlagachulter 45 des Steuerschiebers 12 oder ein zwischen dem Kolben und der Anschlagschulter 45 eingeschlossenes Druckmittelpolster auf, so daß die Endfläche 8 von der Kontaktfläche 9 abgehoben wird. Dadurch hat die Schieberstange 7 zum Zeitpunkt des Aufpralls des Schlagkörpers 2 auf die Schlagübertragungsvorrichtung 11 keine Berührung mit dem Arbeitskolben. Durch zweckentsprechende Bemessung der Läng· der Schieberstange 7 kann der Punkt, bei welchem die untere Endfläche 8 der Schieberstange 7 wieder

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mit der Kontaktfläche 9 am Arbeitskolben in Berührung kommt, so eingestellt werden, daß ein etwaiger durch. Reflektion im Rammteil erzeugter Rückprallstoß den Arbeitskolben noch vor der Berührung der Endfläche 8 der Schieberstange 7 mit der Kontaktfläche 9 erreicht. Um den Zeitpunkt des Abhebens der Schieberstange 7 von der Kontaktfläche 9 während der Abwärtsbewegung zweckentsprechend einstellbar zu machen, kann die Schieberstange 7 und/oder der Stempel k3 in nicht dargestellter, an sich bekannter Weise längenverstellbar ausgebildet sein.

Bei der in Figur 2 dargestelten Stellung wird der Arbeitskolben durch das von der Druckmittelpumpe 17 über die Druckmittelleitung 40 und den Druckmittelkanal k"\ in die zweite Kammer 37 eingepreßte Druckmittel angehoben und gleichzeitig aus der ersten Kammer 5 Druckmittel über den Druckmittelkanal 18 und den Durchlaßkanal 19 zum Druckmittel-Auffangbehälter abgeführt. Während zu Beginn der Aufwärtsbewegung die Endfläche 8 der Steuerstange von der Kontaktfläche 9 am Arbeitskolben abgehoben war, liegt sie nunmehr gegen diese an, so daß die Schieberstange 7 mit aufwärts verschoben wird und das aus dem Zylinder 26 über den Durchlaßkanal 27 und den Verbindungskanal 28 verdrängte Druckmittel den Trennkolben 29 gegen die Schraubendruckfeder 38 bis zum Anschlag anhebt. Da das Druckmittel dann nicht mehr ausweichen kann, baut sich im Zylinder 26 ein so hoher Druck auf, daß der Steuerschieber 12 gegen die Schraubendruckfeder 39 und die Gegenkraft des oberseitig vom Druckmittel beaufschlagten Steuerkolbens 21 aufwärts verschoben wird, bis die Ringschulter an der Ringstufe k2 anliegt und somit den Druckmittelkanal 18 absperrt und den Druckmittelkanal 15 freigibt. Durch das von der Druckmittelpumpe 17 über den Durchlaßkanal 16, den Druckmittelkanal 15 und die Öffnung lh in die erste Kammer 5 des Druckmittelzylinders h einströmende Druckmittel wird zunächst die Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens 3 gebremst und dieser

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iann abwärt· Gewagt,, Sfach*·* der Ot#aes=seki»toea;' 12 «π Itingatufe 42 anliegt_p **r Arbeit «kolk·« 3a aufgrund »einer Trägheit alter »uaäcäiet aeesk -weiter aufwart· bewegt wird, die Schieber·tan*· 7 »leer «Sin· «lsi SMaätBlichaa SieherheiteventII isicht aakr weiter aufwart· verschoben werden kann, iat durch* die ±u Arbeitakeltoen angeordnete .. dem Stempel hj auswärt· drängende lchraubendruckfaaer eine weitere Einfedar-■öglichkeit gegeben, für die jedoch eine höhere Aneprechkraft erforderlich i«t, al· cur Aufwärtabewegung de· Steuerschieber· 12.

Das im Druckeiittelrau« 32 enthaltene Druckaittel wird bei der Aufwärt8bewegung de· Steuerschieber· 12 über die Verbindungekanäle 33 und 30 in den vorgespannten Druckmittelepether 31 verdrängt. Dieser nimmt ferner da· nach dem Absperren des Drucke!ttelkanals 18 nicht mehr zum Druckmjttel-Auffangbehälter 20 abführbare, überachüsaige Druckmittel aus der ersten Kaaater 5 auf, um gefährliche Druckatöße zu vermeiden.

Venn sich in der nun erreichten, Figur 3 entsprechenden Stellung des Steuerschiebers 12 und der Schieberstange 7 der Arbeitskolben abwärts bewegt, wird sunächst der Druckmittelspeicher 31 entleert. Die auf dem Trennkolben 29 lastende Federkraft zusammen mit dem auf den Trennkolben 29 lastenden überdruck wirken im Zylinder 26 auf die Oberseite des Kolbens der Schieberstange 7 und führen diese dem sich abwärts bewegenden Arbeitskolben so nach, daß die Endfläche 8 der Schieberstange 7 an der Kontaktfläche 9 angedrückt gehalten wird, bis der Kolben der Schieberstange durch die Anschlagschulter U5 an einer weiteren Abwärtsbewegung gehindert wird. Die Schieberstange 7 bleibt dann stehen, so daß die Endfläche 8 von der Kontaktfläche 9 abgehoben wird, während der Arbeitskolben 3a bis zum Aufprall des Schlagkörpers 2 auf die Schlagübertragungevorrichtung 11 weiter abwärts läuft.

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ORIGINAL SNSPECTED

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Während der Abwärtsbewegung der Schieberstange 7 überfährt die an ihrem Schaft angeordnete Steuerkante der Ausnehmung die Durchlaßkanäle 25 und 47» so daß die Unterseite des Steuerkolbens 21 über die Kanäle 24, 25, 47, 48 und 18 mit dem Druckmittel-Auffangbehälter 20 verbunden ist. Da gleichzeitig auf die Oberseite des Steuerkolbens 21 über die Kanäle I5f 16 und 23 das von der Druckmittelpumpe t7 zugeführte Druckmittel andrückt, wird der Steuerkolben 21 und mit ihm der Steuerschieber 12 abwärts gedrückt, bis letzterer mit seiner Ringschulter gegen die Ringstufe 49 anliegt und dabei den Druckmittelkanal 18 öffnet und dan Druckmittelkanal 15 verschließt. Da der Druckmittelkanal 23 mit dem Verbindungskanal 24 über die Drossel 50 in Verbindung steht, wird im Verbindungskanal 24 und im Raum unter dem Steuerkolben 21 wieder der

Pumpendruck erreicht , so daß der Steuerkolben

nächsten
in der Phase derVAbwärtsbewegung des Arbeitskolbens 3a, in welcher auch im Druckmittelraum 32 ein Überdruck herrscht, kräftemäßig neutralisiert ist, was die bereits beschriebene Umsteuerung des Steuerschiebers 12 nach oben erleichtert.

Wenn der Steuerschieber 12 mit seiner Ringschulter gegen die Ringstufe 42 anliegt, wird er in dieser Stellung durch eine aus einer nicht dargestellten Differenzfläche an der Ringschulter des Steuerschiebers 12 herrührende Kraft bis zur Aktivierung des Steuerkolbens 21 festgelegt. Falls aus dem Zylinder 26 Druckmittel durch Leckverluste verloren gehen sollte , kann dieses nach Jedem Arbeitsspiel ergänzt werden, wenn der Kolben der Schieberstange 7 den Einlaßkanal 51 überfährt und damit eine Verbindung zum Verbindungekanal 48 herstellt, aus welchem fehlendes Druckmittel angesogen werden kann.

Der bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 vorgesehene, stangenförmige Sperrschieber 58 bzw. der bei der Ausführungs-

34 form gemäß Figur 3 verwendete Stellkolbenbewirken bei einem

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unbeabsichtigten Abhäben des Raimngerätes vom Rammteil 10 durch Straffen des Tragseiles 52 und Anheben des Schäkels 35 ei« selbsttätiges Absperren des Druckmittelkanals 15 bzw. eine Blockierung des durch den Stellkolben 3^ über den Steuerkolben 21 abwärts verschobenen Steuerschieber 12. Bei der in Figur dargestellten Ausführungsform erfolgt das Eindrücken des Stellkolbens über die am Exzenter 36 vorgesehene Auflaufkurve. Hierdurch wird bewirkt» daß der Arbeitskolben und der Schlagkörper 2 nur soweit angehoben werden können, bis der Schlagkörper 2 im Gehäuse 1 oben anschlägt. Eine Abwärtsbewegung zur Ausführung eines Rammschlages kann nicht mehr stattfinden, weil der Druckmittelkanal 15 für die Zuführung des Druckmittels von der Druck· mittelpumpe 17 zur ersten Kammer 5 nicht mehr geöffnet wird.

Bei der in Figur 3 dargestellten, mit einer Stellschraube 53 versehenen Ausführunpform ist im Hinblick auf die selbsttätige Abschaltung beim Abheben des Rammgerätes vom R_ammteil 10 ein Sicherheitsventil 5^ erforderlich, weil bei einem an der Stellschraube 53 eingestelltem kleinen Hub und in seiner Sperreteilung bewegter Sicherheitsschaltung wegen dee fehlenden Umschaltens des Steuerkolbens 21 die Schieberstange 7 auch dann noch vom unterseitig druckbeaufschlagten Arbeitskolben 3a weiter nach oben bewegt werden würde, wenn der Trennkolben schon gegen die Stellschraube 53 anliegt und auch der Stempel k3 maximal eingefedert ist· In diesem Falle würde die Schieberstange 7 zerstört werden, wenn nicht durch das Sicherheitsventil 5h Druckmittel aus dem Zylinder Z6 über die Verbindungskanäle 57 und k8 abströmen könnte· Die Verstellung der Hubhöhe kann nicht nur durch die in den Figuren dargestellten Vorrichtungen, sondern auch durch einen hydraulisch, elektrisch oder elektro-hydraulisch betätigten Verstellkolben erfolgen.

Zusätzlich oder anstelle des einfedernden Stempels hj kann auch der in Figur 3 dargestellte, vorgespannte Druckmittelspeicher 55 benutzt werden, der bei weiterer Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens bis zur Bewegungsumkehr überschüssiges Druckmittel aus dem Zylinder 26 aufnimmt. Wenn dieser Druck-

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mittelspeicher 55 hinreichend groß dimensioniert ist, kann auf das Sicherheitsventil 5^ verzichtet werden.

Da bei der erfindungsgemäßen Rammvorrichtung alle Steuervorrichtungen im Steuergehäuse 6 angeordnet sind, das nur wenige, gut abdichtbare Verbindungsöffnungen nach außen aufweist, ist sie auch für den Unterwassereinsatz gut geeignet. Gleichzeitig erleichtert diese Ausbildung den Ausbau oder die Auswechslung des kompakten Steuergehäuses für Reparatur- und Wartungszwecke.

Die vorstehend an Hand bevorzugter Ausführungsformen erläuterte Rammvorrichtung kann vom Fachmann je nach den Anforderungen des Einzelfalles in verschiedener Weise zweckentsprechend abgewandelt werden, wobei der Steuerschieber insbesondere auch zur wechselweisen Verbindung beider Kammern des Druckmittelzylinders 4 mit der Druckmittelpumpe 17 bzw. dem Druckraittel-Auffangbehälter 20 dienen kann. Die erfindungsgemäße Räumvorrichtung ist zwar insbesondere für große Rammgeräte für Offshore-Rammarbeiten geeignet, kann jedoch in gegebenenfalls vereinfachter Form auch bei kleineren Rammgeräten für Rammarbeiten an Land verwendet werden. Dabei ist es insbesondere auch möglich, den Steuerschieber 12 unter Verzicht auf eine beidseitige Beaufschlagung durch Druckmittel lediglich durch Federkraft oder durch die kinetische Energie der abwärts bewegten Schieberstange in seine die erste Kammer 5 des Druckmittelzylinders k mit dem Druckmittel-Auffangbehälter 20 verbindende Stellung zu bewegen.

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Claims

ospL.=CHStwa. ORo HARALD STACH

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1)} Druekmittelgetriebene Rammvorrichtungp mit einem Gehäuse,, θΙηοκβ verschiebbar geführten Schlagkörper_p einem am Gehäuse odar im Schlagkörper zu diesem koaxial angeordneten, durch einen Arbeitskolben in eine erste und ein© jsxreite Kammer unterteilten Druckmittelzylinder, einer den Arbeitskolben mit dem Schlagkörper bzw» dem Gehäuse verbindenden Kolbenstange » Druckmittelleitungen zur Verbindung beider Kammern des Druckmittelzylinders mit einer Druckinittelquelle und mindestens der sich bei der Bewegung des Schlagkörpers in Schlagrichtung vergrößernden ersten Kammer mit einem Druekmittel-Auffangbehälter, Steuervorrichtungen mit einem im Gehäuse koaxial zur Kolbenstange begrenzt verschiebbar angeordneten mindestens eine Kammer des Druckmittelzylinders jeweils in einer ersten Stellung mit der Druckmittelquelle und in einer zweiten Stellung mit dem Druekmittel-Auffangbehälter verbindenden Steuerschieber, diesen in seine die erste Kammer mit dem Druckmittel-Auffangbehälter verbindende Stellung drängenden Vorrichtungen sowie in Abhängigkeit von der Stellung des Schlagkörpers betätigten Stellvorrichtungen für den Steuerschieber, dadurch gekennzeichnet, daß?

a) der Steuerschieber (i2) eine der Kolbenstange (3) zugewandte axiale Führungsbohrung (26) aufweist,

b) in der Führungsbohrung (26) eine aus dem Steuerschieber (12) in die erste Kammer (5) des Druckmittelzylinders (k) hineinragende Schieberstange (7) axial verschiebbar geführt ist,

c) mit der Schieberstange (7) zusammenwirkende, diese in

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sraa SelilagkirpeE¹ (2) d:räsjg©sid© (26 bis 30» 38) vorgesehen sind₈

schlagvorrichtung©!! (%5) sur B©g5?©3niSOTg der axial©ra-HelatlwerseiiiobuKig angeordnet sind iaad

e) die Schieberstange (7) mit ihrer in der ersten Kammer (5) des Druckmittelzylinders (k) liegenden Endfläche (8) bei einen vorbestimmten Wert überschreitendem Hubabstand des Schlagkörpers (2) von seiner Aufpralleteilung gegen eine Kontaktfläche (9) am Arbeitskolben (3a) bzw. am Schlagkörper (2) anliegt und jweils bei Unterschreitung des vorbestimmten Hubabstandes von der Kontaktfläche (9) abgehoben ist.

2) Rammvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Arbeitskolben als Differentialkolben mit einer der ersten Kammer (5 ) zugewandten größeren Kolbenf.lache und einer der zweiten Kammer (37) zugewandten kleineren Kolbenfläche ausgebildet und die zweite Kammer (37) permanent mit der Druckmittelquelle (17) verbunden ist.

3) Rammvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (37) des Druckmittelzylinders (k) in der die erste Kammer (5) mit der Druckmittelquelle (17) verbindenden Stellung des Steuerschiebers (12) mit der ersten Kammer (5) kommuniziert.

h) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (12) in einem am Gehäuse an der vom Schlagkörper (2) abgewandten Seite des Druckmittelzylinders (h) angeordneten Steuergehäuse (6) verschiebbar geführt ist.

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5) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (6) an dem zum Schlagkörper (2) gewandten Ende des Steuerschiebers (12) eine mit der ersten Kammer (5) des Druckmittelzylinders (k) verbundene Öffnung (14) aufweist.

6) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» gekennzeichnet durch eine mit einer vom Schlagkörper (2) abgewandten Fläche des Steuerschiebers (12) zusammenwirkende, diesen in seine dem Druckmittelzylinder (4) nähere, dessen erste Kammer (5) mit dem Druckmittel-Auffangbehälter (20) verbindende Stellung drängende Federvorrichtung (39)·

7) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einer vom Schlagkörper (2) abgewandten Fläche des Steuerschiebers (12) ein durch einen Verbindungskanal (30» 33) mit der ersten Kammer (5) des Druckmittelzylinders kommunizierender Druckmittelraum (32) angeordnet ist.

8) Rammvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelraum (32) an der vom Schlagkörper (2) entfernten Endfläche des Steuerschiebers (12) angeordnet ist.

9) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schlagkörper (2) zugewandte Endfläche des Steuerschiebers (12) in der Öffnung (i4) des Steuergehäuses (6) vom Druckmittel beaufschlagt ist.

TO) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß an der vom Schlagkörper (2) abgewandten Seite des Steuerschiebers (12) ein zu diesem koaxialer, über einen Druckmittelkanal (22, 23) permanent mit der Druck-

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mittelquelle (17) verbundener Zylinder und ein darin verschiebbarer Steuerkolben (21) vorgesehen sind, der durch das auf seine vom Steuerschieber (12) abgewandte Kolbenfläche einwirkende Druckmittel permanent gegen die Endfläche· des Steuerschiebers (12) angedrückt wird.

11) Rammvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (21) als Stufenkolben mit einer dem Steuerschieber (12) zugewandten ringförmigen Kolbenfläche ausgebildet ist und ein an diese angrenzender Ringraum einerseits über Verbindungskanäle (24, 48) und eine Absperrvorrichtung mit dem Druckmittel-Aufnahmebehälter (20) und andererseits über eine Drossel (50) mit dem Druckmittelkanal (22, 23) verbunden ist.

12) Rammvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung zwei im Steuerschieber (12) in axialem Abstand voneinander angeordnete, jeweils permanent mit den zugeordneten Verbindungskanälen (48, 24) kommunizierende Durchlaßkanäle (25» 47) sowie eine an der Schieberstange (7) angeordnete Ausnehmung (46) aufweist, welche die Durchlaßkanäle (25, 47) nur bei vorbestimmter Stellung der Schieberstange (7) relativ zum Steuerschieber (12) verbinden.

3) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerschieber (12) ein mit der Führungebohrung koaxial verbundener, mit Druckmittel gefüllter Zylinder (26) angeordnet ist, in diesem das zugewandte Ende der Schieberstange (7) nach Art eines Kolbens abgedichtet verschiebbar geführt ist, der Zylinder (26) durch einen im Steuerschieber (12) angeordneten Durchlaßkanal (27) und einen im Steuergehäuse (6) angeordneten Verbindungskanal

(28) permanent mit einer Kammer eines durch einen Trennkolben

(29) unterteilten Zylinders verbunden ist, dessen andere

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Kammer mit dem Verbindungskanal (3O₉ 33) von der ersten Kammer (5) des Druckmittelzyliaders (4) zum Druckmittelraum (32) kommuniziert.

14) Rammvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennkolben (29) mit einer Feder (38) zusammenwirkt, welche die mit dem Zylinder (26) verbundene Kammer zu verkleinern sucht»

15) Ratasavarriehtung aaeh Anspruch 13 oder 14₅ dadurch gekennseichnet_? daß die Schieberstange (7) an ihrem vom Sehlagkörper (2) abgewandten Ende einen im Zylinder (26) begrenzt verschiebbaren Kolben trägt» - -

16) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (26) dureti einen im Steuerschieber (12) angeordneten ₉ durch die Schieberstange (7) nur in einer vorbestimmten Stellung freigegebenen Einlaßkanal (51) und einen permanent mit diesem verbundenen Zufuhrkanal im Steuergehäuse (6) mit dem Druckmittel-Aufnahmebehälter (20) verbindbar ist«

17) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ~l6_f dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche (8) der Schieberstange (7) mit einer Kontaktfläche (9) an einem im Arbeitskolben koaxial begrenzt verschiebbar geführten, durch eine Federvorrichtung (44) auswärts gedrängten Stempel (43) zusammenwirkt .

18) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche (8) der Schieberstange (7) und/oder die Kontaktfläche (9) ballig ausgebildet sind.

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19) Ramravorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stellvorrichtung (53) zur Regelung des maximalen Hubes des Trennkolbens (29) vorgesehen ist.

20) Räumvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19t dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (26) zusätzlich über einen ein Sicherheitsventil (5*0 enthaltenden Verbindungskanal (57) permanent mit dem Druckmittel-Auffangbehälter (20) verbunden ist·

21) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der ersten Kammer (5) des Druckmittelzylinders (k) kommunizierender Druckmittelspeicher (31) sowie gegebenenfalls ein mit der zweiten Kammer (37) kommunizierender Druckmittelspeicher vorgesehen ist.

22) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß da« die Steuerorgan· enthaltend· Steuergehäuse (6) an dem vom Schlagkörper (2) entfernten Ende des Druckmittelzylinders (k) in einer öffnung des Gehäuses (1) lösbar festgelegt ist.

23) Rammvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (6) eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist und in einer zur Kolbenstange (3) koaxialen, zylindrischen Ausnehmung des Gehäuses (i) lösbar befestigt ist.

Zk) Ramravorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß in der von der Druckmittelquelle (17) zum Steuerschieber (12) führenden Druckmittelleitung (15, 16) ein durch eine Federvorrichtung*:!^ seine Schließstellung gedrängtes Absperrorgan (58) angeordnet ist, das durch eine beim Abheben der Ramravorrichtung vom Rammteil (1O) ausgeschaltete Stellvorrichtung (35) in seine QEBiungssteilung gehalten wird.

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25) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine beim Abheben derselben vom Rammteil (1O) betätigte Stellvorrichtung (34, 36),

den Steuerschieber (12) in seiner die erste Kammer (5) des Druckmittelzylinders (h) mit dem Druckmittel-Auffangbehälter (20) verbindenden Stellung blockiert.

26) Rammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberstange (7) und die diese in Richtung zum Schlagkörper (2) drängenden Vorrichtungen so bemessen sind, daß die Schieberstange (7) bei dem in Schlagrichtung erfolgenden Aufprall auf die Anschlagvorrichtung (^5) den Steuerschieber (12) in seine die erste Kammer (5) des Druckmittelzylinders (4) mit dem Druckmittel-Auffangbehälter (20) verbindende Stellung bewegt.

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