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Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung für in Rohrschüsse
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unterteilte Rammrohre zum Herstellen von Ortbeton-Rammpfählen, wobei
die zu kuppelnden Rohrenden der Rohrschüsse einerseits als Einsteckende ausgebildet
sind, andererseits eine Einsteckmuffe aufweisen und die ineinander gesteckten Rohrenden
mittels Kupplungselemente verriegelbar sind.
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Zum Herstellen von Ortbeton-Rammpfählen ist es grundsätzlich bekannt,
Ranunrohre, deren unteres Rohrende z. B. mittels einer Fußplatte geschlossen ist,
bis auf Solltiefe in tragfähigen Baugrund zu rammen, dann einen Bewehrungskorb in
das jeweilige Rammrohr einzusetzen, anschließend den pfahlbildenden Beton in das
betreffende Rammrohr einzubringen und schließlich das Rammrohr unter gleichzeitigem
Verdichten des Betons zu ziehen. Im Zuge des Rammens haben die Rammrohre erhebliche
Rammkräfte aufzunehmen. Aus diesem Grunde hat man bisher mit einstückigen Rammrohren
gearbeitet und die Rammrohre in Abhängigkeit von der zu erwartenden Rammtiefe individuell
abgelängt. Daraus resultieren einerseits aufwendige Brann- und Schweißarbeiten sowie
Materialverlust, andererseits läßt sich bisweilen die Tragfähigkeit des Baugrundes
und damit die Solltiefe nicht derart exakt vorherbestimmen, daß der Einsatz zu kurzer
Rammrohre ausgeschlossen ist. Zu kurze Rammrohre müssen mit erheblichem Zeit- und
Arbeitsaufwand gezogen und durch hinreichend lange Rammrohre ersetzt werden. - Bekannt
sind auch dickwandige Schraubmuffen, die aber sehr umständlich zu handhaben sind
und wegen ihres großen Überstandes viel Rammenergie kosten. - Diese Nachteile will
die Erfindung vermeiden.
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Auf anderen Gebieten der Technik, beispielsweise bei der Bohrpfahlherstellung,
ist es zwar bekannt, mit in Rohrschüsse
unterteilten Bohrrohren
unter Verwendung einer Verrohrungsmaschine zu arbeiten, dadurch sind jedoch die
oben erläuterten Probleme bei der Herstellung von Ortbeton-Rammpfählen unter Einsatz
von Rammrohren nicht maßgebend beeinflußt worden. Das gilt auch unter Berücksichtigung
der Tatsache, daß Kupplungen für Rohrleitungen bekannt sind, deren Rohrschüsse an
dem einen Rohrende als Einsteckende und an dem anderen Rohrende als Einsteckmuffe
ausgebildet sind und die bei ineinandergesteckten Rohrenden mittels Kupplungselemente
verriegelbar sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung für in
Rohrschüsse unterteilte Rammrohre zu schaffen, die schnell und einfach eine Rammrohrverlängerung
und wieder -verkürzung ermöglicht sowie zur Übertragung extrem hoher Rammkräfte
geeignet ist.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Rohrkupplung
dadurch, daß jeweils das Rohrende mit der Einsteckmuffe die Einsteckmuffe bis zur
form- und kraftschlüssigen Anlage gegen das in die Einsteckmuffe eingesteckte Einsteckende
des zu kuppelnden Rohrschusses überlappt und die Einsteckmuffe auf ihrer Innenseite
und das Einsteckende auf seiner Außenseite über ihren'Umfang verteilt sehnenartige
Kupplungsausnehmungen aufweisen, die bei vollständig in die Einsteckmuffe eingestecktem
Einsteckende einander zugeordnet tangential zugängliche Kupplungstaschen zur Aufnahme
von die Kupplungstaschen ausfüllenden Verriegelungsstücken als Kupplungselemente
bilden. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß zwischen den das Rammrohr
bildenden Rohrschüssen nicht schlechthin eine
Muffenverbindung entsteht,
sondern vielmehr dafür Sorge getragen ist, daß die von den Rohrenden gebildeten
Stoßflächen form- und kraftschlüssig gegeneinander liegen, so daß die Rammkräfte
jedenfalls im wesentlichen unmittelbar über die Rohrschüsse selbst und nicht über
die Rohrkupplung über tragen werden. Dadurch ist die erfindungsgemäße Rohrkupplung
beim Rammen nur geringen Belastungen durch die Rammschläge ausgesetzt. Beim Kuppeln
von jeweils zwei Rohrschüssen ist lediglich darauf zu achten, daß die Kupplungsausnehmungen
in der Einsteckmuffe und in dem Einsteckende zur Bildung der Kupplungstaschen im
wesentlichen deckungsgleich einander zugeordnet werden, so daß sich dann unschwer
die Verriegelungsstücke in die Kupplungstaschen einsetzen lassen. Die auf diese
Weise gebildete Rohrkupplung hat im wesentlichen lediglich die beim Ziehen des Rammrohres
auftretenden Ziehkräfte zu übertragen und ist dazu ohne weiteres in der Lage. Mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Rohrkupplung lassen sich beliebig lange bzw. den jeweiligen
örtlichen Verhältnissen entsprechend lange Rammrohre aus zu kuppelnden Rammrohrschüssen
zusammenstellen, wobei das Einsteckende jedes Rohrschusses so ausgelegt ist, daß
es direkt in eine Rohrrammhaube eingeführt und ohne besonderes Aufsatzstück wie
beispielsweise ein Rammrohrkopfstück eingeschlagen werden kann, so daß beim Nachsetzen
eines Rohrschusses insoweit kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich ist.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt.
So weisen zweckmäßigerweise die im Kupplungszustand gegeneinander anliegenden Stoßflächen
der Rohrenden
eine Auftragsschweißung aus Hartmetall auf, damit
Aufstauchungen im Zuge der Übertragung der Rammkräfte vermieden werden. - Nach einem
Vorschlag der Erfindung, dem selbständige Bedeutung zukommt, ist vorgesehen, daß
bei im Kupplungszustand gegeneinander anliegenden Stoßflächen der Rohrenden die
Kupplungsausnehmungen in der Einsteckmuffe und auf dem Einsteckende in axialer Richtung
derart über lappen, daß die Verriegelungsstücke einerseits gegen eine untere Auflagefläche
der Kupplungsausnehmungen in der Einsteckmuffe und andererseits gegen eine obere
Auflagefläche der Kupplungsausnehmungen auf dem Einsteckende anliegen.
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Dadurch wird erreicht, daß die Verriegelungsstücke beim Rammvorgang
nur einer geringen Belastung durch die Rammschläge ausgesetzt werden, vielmehr die
Übertragung der Rammkräfte über die gegeneinander anliegenden Stoßflächen der Rohrenden
erfolgt. Außerdem können sich die aus der Elastizität des Rohrmaterials in Rammrichtung
aus den Rammschlägen resultierenden Rohrbewegungen frei ausdehnen und üben über
die Verriegelungsstücke keine Zwängung aus, wenn auch die Verriegelungsstücke zur
Aufnahme dieser Bewegungen grundsätzlich geeignet sind. Ferner empfiehlt die Erfindung,
daß die Verriegelungsstücke als Keile mit ein-oder beidseitig bis zur Selbsthemmung
geneigten Keilflächen zur Anlage gegen die zugeordneten Auflageflächen in den Kupplungsausnehmungen
von Einsteckmuffe und/oder Einsteckende ausgebildet sind. Durch das Eintreiben der
Keile in die Kupplungstaschen werden die zu kuppelnden Rohrschüsse im Bereich ihrer
gegeneinander anliegenden Stoßflächen einwandfrei aufeinander gedrückt, so daß eine
einwandfreie Übertragung der Rammkräfte gewährleistet ist. Damit die für das Aufeinanderdrücken
der Rohrschüsse im Bereich ihrer
Rohrenden erforderliche Vorspannung
auch bei einem geringen Verschleiß der Keile noch erreicht wird, weisen die Keile
und die zugeordneten Auflageflächen in den Kupplungsausnehmungen entsprechend geneigte
Keilflächen mit einem Neigungswinkel von beispielsweise 10 bis 30 auf. Ein derartiger
Neigungswinkel erzeugt bei einer relativ geringen Eintreibkraft für die Keile eine
hohe Vorspannkraft auf die gegeneinander anliegenden Stoßflächen der Rohrenden und
sorgen darüber hinaus für einen einwandfreien Selbsthemmeffekt gegen Lösen der Keile
beim Rammvorgang. Zur zusätzlichen Sicherung der Verriegelungsstücke weisen erfindungsgemäß
die Verriegelungsstücke zentrale Gewindebohrungen und die Einsteckmuffe im Bereich
ihrer Kupplungsausnehmungen radiale Durchbrechungen für in die Gewindebohrungen
einschraubbaren Sicherungsbolzen auf, welche in die Durchbrechungen versenkt sind.
Auf diese Weise wird eine zusätzliche Sicherung der keilförmigen Verriegelungsstücke
auch für den Fall erreicht, daß diese sich wider Erwarten während des Ramm-Zieh-Vorganges
lösen sollte. Um gleichmäßige Kraftübertragung zu erreichen, sind zweckmäßigerweise
die Kupplungsausnehmungen bzw. -taschen gleichmäßig, z. B. im 1200-Winkel, über
den Umfang von Einsteckmuffe und Einsteckende verteilt. Um die Kupplungsausnehmungen
in Einsteckmuffe und Einsteckende im Zuge des Kupplungsvorganges besonders einfach
und schnell in die zur Bildung der Kupplungstaschen exakte Lage zueinander zu bringen,
damit die für die Verriegelung der betreffenden Rohrschüsse erforderlichen Verriegelungsstücke
unschwer in diese Kupplungstaschen eingesetzt werden können, lehrt die Erfindung,
daß die Einsteckmuffe endseitig eine axial verlaufende Zentrierungsnut und das Einsteckende
außenseitig eine in die Zentrierungsnut
mit axialem Bewegungsspiel
eingreifende Zentrierung4-nase aufweist oder umgekehrt. Endlich zeichnet sich die
erfindungsgemäße Rohrkupplung durch ihre Wasserdichtigkeit aus wozu das Einsteckende
eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtringes, z. B. O-Ringes aufweist, der gegen
die Innenwandung der Einsteckmuffe wasserdicht anliegt. Zur Erzielung der Wasserdichtigkeit
sind die Kupplungsausnehmungen in dem Einsteckende ohne Fensterbildung in den Rohrmantel
eingearbeitet.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß eine Rohrkupplung für in Rohrschüsse unterteilte Rammrohre zum Herstellen
von Ortbeton-Rammpfählen verwirklicht wird, die schnell und problemlos eine schußweise
Rammrohrverlängerung bzw. -verkürzung ermöglicht, so daß sich Ortbeton-Rammpfähle
bis zu sehr großen und im übrigen unterschiedlichen Solltiefen unter Berücksichtigung
üblicher Rammrohrdurchmesser mit Rammanlagen geringer Nutzhöhe und Tragkraft wirtschaftlich
herstellen lassen, da nur geringe Transport- Montage- und Vorhaltekosten im Gegensatz
zu der Verwendung herkömmlicher einteiliger Rammrohre anfallen. Ein individuelles
Ablängen der sonst üblichen einteiligen Rammrohre durch aufwendige Brenn- und Schweißarbeiten
unter Materialverlust entfällt bei Einsatz der erfindungsgemäßen Rohrkupplung. Darüber
hinaus ist die erfindungsgemäße Rohrkupplung zur Ubertragung extrem hoher Rammkräfte
geeignet, weil die Rohrschüsse mit ihren endseitigen Stoßflächen im Kupplungszustand
form-und kraftschlüssig gegeneinander anliegen und die Rammkräfte gleichsam unter
Umgehung der Kupplungselemente unmittelbar
übertragen. Ferner ist
die erfindungsgemäße Rohrkupplung auch zum Übertragen der im Zuge des Ziehvorganges
auftretenden Ziehkräfte ohne weiteres in der Lage. Bei dem gezogenen Rammrohr können
die im Wege der Rammrohrverlängerung aufgesetzten Rohrschlüsse unschwer wieder im
Sinne der Rohrverkürzung entkuppelt werden und anschließend neu verwendet werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße
Rohrkupplung in Frontansicht und teilweise geschnitten, Fig. 2 einen Radialschnitt
durch den Gegenstand nach Fig. 1 gemäß der Linie AA, Fig. 3 einen teilweisen Axialschnitt
durch den Gegenstand nach Fig. 1 gemäß der Linie BB, Fig. 4 eine Einsteckmuffe für
den Gegenstand nach Fig. 1 in Frontansicht, Fig. 5 ein Einsteckende für den Gegenstand
nach Fig. 1 in Frontansicht und Fig. 6 ein Verriegelungsstück für den Gegenstand
nach Fig. 1 in Frontansicht.
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In den Figuren ist eine Rohrkupplung für in Rohrschüsse 1
unterteilte
Rammrohre zum Herstellen von Ortbeton-Rammpfählen dargestellt, wobei die zu kuppelnden
Rohrenden der Rohrschüsse 1 einerseits als Einsteckende 2 ausgebildet sind, andererseits
eine Einsteckmuffe 3 aufweisen und die ineinandergesteckten Rohrenden mittels Kupplungselemente
verriegelbar sind. Bei den einzelnen Rohrschüssen 1 überlappt das Rohrende 4 mit
der Einsteckmuffe 3 die Einsteckmuffe bis zur form- und kraftschlüssigen Anlage
gegen das in die Einsteckmuffe 3 eingesteckte Einsteckende 2 des zu kuppelnden Rohrschusses
1. Es weisen die Einsteckmuffe 3 auf ihrer Innenseite und das Einsteckende 2 auf
seiner Außenseite über ihren Umfang verteilt sehnenartige Kupplungsausnehmungen
5, 6 auf, die bei vollständig in die Einsteckmuffe 3 eingesteckten Einsteckende
2 einander zugeordnet tangential zugängliche Kupplungstaschen 7 zur Aufnahme von
die Kupplungstaschen 7 ausfüllenden Verriegelungsstücken 8 als Kupplungselemente
bilden.
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Die Kupplungsausnehmungen 5 in der Einsteckmuffe 3 sind durchbrechnungsfrei
in den Rohrmantel eingearbeitet. Die im Kupplungszustand gegeneinander anliegenden
Stoßflächen 9 der Rohrenden weisen eine Auftragsschweißung 10 aus Hartmetall auf.
Bei im Kupplungszustand gegeneinander anliegenden Stoßflächen 9 der Rohrenden überlappen
die Kupplungsausnehmungen 5, 6 in der Einsteckmuffe 3 und auf dem Einsteckende 2
in axialer Richtung derart, daß die Verriegelungsstücke 8 einerseits gegen eine
unter Auflagefläche 11 der Kupplungsausnehmungen 5 in der Einsteckmuffe 3 und andererseits
gegen eine obere Auflagefläche 12 der Kupplungsausnehmungen 6 auf dem Einsteckende
2 anliegen.
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Die Verriegelungsstücke 8 sind als Keile mit ein- oder
beidseitig
bis zur Selbsthemmung geneigten Keilflächen 13 zur Anlage gegen die zugeordneten
entsprechend geneigten Auflageflächen 11, 12 in den Kupplungsausnehmungen 5, 6 von
Ehsteckmuffe 3 und/oder Einsteckende 2 ausgebildet.
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Die keilförmigen Verriegelungsstücke 8 weisen zentrale Gewindebohrungen
14 und die Einsteckmuffe 3 im Bereich ihrer Kupplungsausnehmungen 5 radiale Durchbrechungen
15 für in die Gewindebohrungen 14 einschraubbare Sicherungsbolzen 16 auf, welche
in die Durchbrechungen 15 vorkragen, so daß selbst bei fehlender Selbsthemmung der
in die Kupplungstaschen 7 eingesetzten Verriegelungsstücke 8 diese nicht verloren
gehen können. Die Kupplungsausnehmungen bzw. -taschen 7 sind gleichmäßig, z. B.
im 12o0-Winkel, über den Umfang von Einsteckmuffe 3 und Einsteckende 2 verteilt.
Ihre Anzahl und Winkelanordnung richtet sich im wesentlichen nach dem Rammrohrdurchmesser.
Die Einsteckmuffe 3 besitzt endseitig eine axial verlaufende Zentrierungsnut 17,
das Einsteckende 2 dagegen außenseitig eine in die Zentrierungsnut 17 mit axialem
Bewegungsspiel eingreifende Zentrierungsnase 18 oder umgekehrt, damit sich die Rohrschüsse
1 unter Bildung der Kupplungstaschen 7 zum Einsetzen der keilförmigen Verriegelungsstücke
8 schnell und problemlos zusammenstecken lassen. Das axiale Bewegungsspiel zwischen
Zentrierungsnase 18 und Zentrierungsnut 17 ist vorgesehen, damit die Stoßflächen
9 der Rohrenden im Kupplungszustand einwandfrei gegeneinander anliegen und über
diese Stoßflächen die Übertragung der Rammkräfte erfolgt. Ferner besitzt das Einsteckende
2 eine Ringnut 19 zur Aufnahme eines Dichtringes 20, z. B. O-Ringes, der gegen die
Innenwandung der Einsteckmuffe 3 wasserdicht anliegt.
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