DE29518159U1

DE29518159U1 - Steuerung für den Vor- und Rücklauf von Rammbohrgeräten

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Publication number: DE29518159U1
Application number: DE29518159U
Authority: DE
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG; Tracto Technik Paul Schmidt Spezialmaschinen KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 1995-11-16
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2005-11-17

Description

Dr.-Ing. Reirman Könrfe;*/ *DJpUJng^'Kbensis Bergen Wilhelm-Tell-Str. 1 4 4OS19 Düsseldorf Toi*.OS2«l»1 -SSfJ^p Patentanwälte

15. Nov. 1995 41 020 K

Tracto-Technik Paul Schmidt Spezialmaschinen Reiherstraße 2, 57368 Lennestadt

"Steuerung für den Vor- und Rücklauf von Rammbohrgeräten"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für den Vor- und Rücklauf von selbstgetriebenen Rammbohrgeräten mit einem in einem rohrförmigen Gehäuse axial ver-; schiebbaren Schlagkolben und einer dessen axiale Vor- und Rückbewegung durch Überfahren von im Schlagkolben angeordneten radialen Steueröffnungen steuernden Steuerhülse.

Bei derartigen Rammbohrgeräten besteht . das Problem, sie aus einer Erdbohrung zurückzuholen, wenn sie stekkengeblieben sind, wobei gewährleistet sein muß, daß sich das Umschalten von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf leichtgängig durchführen läßt und ein Wiederanspringen des Rammbohrgeräts gewährleistet ist. Des weiteren ist von Bedeutung, daß bei derartigen Rammbohrgeräten der in dem rohrförmigen Cierätegehäuse axial verschiebbare Schlagkolben, eine in den Schlagkolben eingreifende Steuerhülse und ein mit der Steuerhülse zusammenwirkendes, die Umsteuerung von Vorwärts- auf Rückwärtslauf bewirkendes Steuerrohr koaxial ineinandergreifen

und ein Klemmen der ineinandergreifenden Teile unbedingt vermieden werden muß.

Dies zu gewährleisten ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem.

Zur Lösung dieses Problems dient eine Steuerung für den Vor- und den Rücklauf von Rammbohrgeräten, die erfindungsgemäß einen in einem rohrförmigen Gerätegehäuse axial verschiebbaren Schlagkolben, eine dessen Vor- und Rückbewegung durch Überfahren von im Schlagkolben befindlichen radialen Steueröffnungen steuernde, im Gehäuse drehfest angeordnete Steuerhülse mit einem eine Verlängerung bildenden Steuerhülsenrohr, radiale Steueröffnungen in der Steuerhülse und dem Steuerhülsenrohr, ein in der Steuerhülse und dem Steuerhülsenrohr angeordnetes, an einem Ende mit einer Druckmittelquelle verbundenes, am anderen Ende in einen Arbeitsraum des Schlagkolbens mündendes, dreh-, bares Steuerrohr, radiale, mit den Steueröffnungen in der Steuerhülse korrespondierende Steueröffnungen in dem Steuerrohr, mit den Steueröffnungen in dem Steuerhülsenrohr korrespondierende Axialschlitze_: in dem Steuerrohr und einen über eine Steuerleitung betätigten pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Drehantrieb für das Steuerrohr aufweist.

Dadurch, daß das Stexierrohr im Rammbohrgerät drehbar angeordnet ist, läßt sich die Steuerung kompakt bauen, da für das Umsteuern kein axiales Verschieben des Steuerrohrs erforderlich ist. Des weiteren läßt sich das Umsteuern über die Steuerleitung bewerkstelligen,

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ohne daß die Druckmittelzufuhr zum Rammbohrgerät unterbrochen werden muß. Dies ist besonders wichtig, da der Schlagkolben, in dem rohrförmigen Gehäuse Totpunktstellungen einnehmen kann, aus denen ein selbsttätiges Wiederanlaufen nicht möglich ist. Beim Umsteuern ohne Druckunterbrechung wird die Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens nicht unterbrochen, vielmehr wird der Äufschlagpunkt des Schlagkolbens im Gehäuse nur verlagert, d.h. beim . Vorwärtslauf schlägt der Schlagkolben auf das Vorderende des Gehäuses, während der Schlagkolben beim Rückwärtslauf auf das hintere Ende schlägt.

Vorzugsweise besteht der Drehantrieb aus einem mit dem Steuerrohr drehfest verbundenen, in einem Ringnutsegment angeordneten und durch die Steuerleitung einseitig druckbeaufschlagten Drehkolben sowie aus einer als Biege- oder Torsionsfeder ausgebildeten Rückstellfeder. Der Drehkolben kann auch - unter Wegfall der Rückstellfeder - beidseitig druckbeaufschlagt sein. Die Druckbeaufschlagung kann zur Vermeidung von Dichtungsproblemen auch mittelbar in der Weise geschehen, daß ein druckbeaufschlagter Balg oder Ballon auf den Drehkolben wirkt.

Die Feder dreht den Drehkolben vorzugsweise stets in die Stellung für den Vorwärtslauf, so daß eine Druckbeaufschlagung über die Steuerleitung während des Vortriebs nicht erforderlich ist. Nur für einen kurzzeitigen . Rückwärtslauf wird die Steuerleitung mit Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt, das

Steuerrohr um etwa 90° verdreht und dadurch die Umsteuerung in den Rückwärtslauf bewirkt.

Wenn das Steuerrohr abgedichtet in eine eine Verlängerung des Steuerhülsenrohrs bildende Buchse ragt, an dessen hinterem Ende ein Druckluftschlauch befestigt ist, läßt sich das Steuerhülsenrohr mit der Buchse über einen stpßdämpfenden, elastischen Block verbinden, so daß Fertigungsungenauigkeiten, wie Exentrizitäten oder Winkelabweichungen der verschiedenen zylindrischen Bereiche mit Sicherheit nicht zu einem Klemmen führen können. Vorzugsweise ist dabei das Steuerrohr mit der Buchse drehbar und axial unverschiebbar gekoppelt.

Ein weiterer stoßdärapfender, elastischer Block kann zur Lagerung der Buchse in einem mit dem Gehäuse verbundenen Zwischenstück dienen, in dem sich auch axiale Entlüftungsbohrungen befinden, so daß die durch die Schläge des Schlagkolbens auf das Gehäuse bewirkten Stöße nicht auf die Steuerung übertragen werden.

Um eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gehäuse und der .Steuerhülse sowie eine drehbare aber axial verschiebbare Festlegung des Steuerrohrschafts zu erreichen, kann ein in eine Öffnung des elastischen Blocks eingestecktes Sicherungssegment mit einer Abwinklung die Buchse unverdrehbar und axial festlegend durchgreifen und in eine Umfangsnut des Schafts des Steuerrohrs eingreifen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Steuervorrichtung eines Rammbohrgeräts,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Rammbohrgerät entlang der Linie II-II in Figur 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Rammbohrgerät gemäß Figur 1 entsprechend der Linie III-III.

Ein Rammbohrgerät, von dem nur der Bereich der Steuerung für den Vor- und Rücklauf dargestellt ist, besitzt ein Gehäuse 1, in dem unter Belassung eines Ringraums 10 ein Schlagkolben 2 axial verschiebbar gelagert ist. An seinem rückwärtigen bzw. rechten Ende besitzt der Schlagkolben 2 einen Kolbenmantel 3 mit radialer Steueröffnung 4. Am hinteren Ende des Kolbens 2 befindet sich ein Führungsring 5, der in ein Zwischenstück 18 eingeschraubt ist, das seinerseits in das Gehäuse 1 eingeschraubt ist. Zwischen einem radial umlaufenden Vorsprung· des Zwischenstücks 18 und der Stirnseite des Führungsrings 5 ist ein elastischer Stoßdämpferblock 19 mit axialen Entlüftungsbohrungen 20 zum Abführen der Druckluft eingespannt.

In einer zentralen Bohrung des elastischen Blocks 19 befindet sich eine Buchse 28, dessen aus dem Führungsring 5 herausragendes Ende sich mittels einer Überwurfmutter 25 mit einem Druckluftschlauch verbinden

läßt. Die Buchse 28 ist mit einem Steuerhülsenrohr 7 über einen stoßdämpfenden, elastischen Block 27 verbunden. ,

Das Steuerhülsenrohr 7 ist bis in den. Bereich des Kolbenmantels 3 verlängert und geht in eine Steuerhülse 9 größeren Durchmessers über. Das Steuerhülsenrohr 7 weist radiale, längliche Öffnungen 8,11 auf, während die Steuerhülse Öffnungen 14 aufweist, die mit den radialen Steueröffnungen 4 im Kolbenmantel 3 korrespondieren.

Infolge der elastischen Lagerung der Buchse 28 im Zwischenstück 18 über den elastischen Block 19 und der elastischen Verbindung der Buchse 28 mit dem Steuerhülsenrohr 7 über den. elastischen Block 27 werden die Schlagkolbenschläge auf das Gehäuse 1 von der Steuerhülse 9 ferngehalten und kann sich die Steuerhülse 9 mit Bezug auf das Gehäuse 1 und den Kolbenmantel 3 ausrichten, ohne daß es zu einem Klemmen kommt.

Ein Steuerrohr 16 in. der Steuerhülse 9 besteht aus einem Steuerkopf 15 mit Steueröffnungen .21 und einem Schaft 17 mit Axialnuten 12. Der Schaft 17 setzt sich bis in den Bereich der Buchse 28 fort und ist am hinteren Ende im Bereich des Anschlusses für den Druckluftschlauch mittels eines Dichtrings 40 abgedichtet. Das Steuerrohr 16 besitzt eine durchgehende Bohrung 23.

Dieses Steuerrohr 16 ist in der Steuerhülse 9 drehbar, aber axial unverschiebbar, geführt. Dazu dient ein

Sieherungselement, das sich in den elastischen Block 19 einstecken läßt und mit einer Abwinklung in eine Ringnut 24 des Schafts 17 eingreift. Dabei durchgreift die Abwinklung. eine Öffnung des Steuerhülsenrohrs 7 und legt dieses axial und unverdrehbar fest.

Der Schlagkolben 2 ist in seiner das Vorderende des Gehäuses 1 beaufschlagenden Lage dargestellt, so daß Druckluft durch die Bohrung 23 in dem Steuerrohr 16 in den Arbeitsraum 22 und über die . radialen Steueröffnungen 4 in den Ringraum 10 gelangen kann. Hierbei wirkt auf den Schlagkolben 2 von innen ein Druck, der dem Durchmesser des Arbeitsraums 22 entspricht, während außen auf den Schlagkolben 2 ein Druck wirkt, der dem Innendurchmesser des Gehäuses 1 entspricht; demgemäß wird der Schlagkolben nach rechts ■ bewegt bis die radialen Steueröffnungen 4 in den Bereich der Durchtrittsöffnung 11 in die Steuerhülse 9 gelangen. Nunmehr entweicht die Druckluft im Ringraum 10 über die radialen Steueröff nurigen 4, die Durchtrittsöffnungen 11, die Axialnuten 12, die Durchtrittsöffnungen 8 in einen Steuerraum 13 und von dort über die axialen Entlüftungsbohrüngen 2 0 ins Freie.

Da nunmehr der Druck im Ringraum 10 gleich dem Atmosphärendruck ist, kommt der Druck im Arbeitsraum 22 wieder voll zur Geltung und treibt den Schlagkolben 2 wieder nach links, bis er in die dargestellte Lage gelangt.

Dieser Vorgang wiederholt sich solange, wie das Rammbohrgerät mit Druckluft beaufschlagt wird und das

Steuerrohr 16 in der in Fig. 1 dargestellten Lage verbleibt.

Wird das Steuerrohr 16 so gedreht, daß die Steueröffnungen 21 mit den Durchtrittsöffnungen 14 in der Steuerhülse 9 fluchten, wird die Druckluftbeaufschlagung des Schlagkolbens 2 im Ringraum 10 bei dessen Rückbewegung nach rechts erst unterbrochen, wenn sich die radialen Steueröffnungen 4 über die Durchtrittsöffnungen 14 hinaus nach rechts bewegt haben, d.h. der Schlagkolben 2 wird über eine längere Strecke nach rechts mit Druckluft beaufschlagt. Da des weiteren infolge des Drehens des Steuerrohrs 16 die axialen Nuten 12 ebenfalls verdreht und die Durchtrittsöffnungen 11 nunmehr verschlossen sind, wird der Ringraum 10 erst- dann über die Steueröffnungen 4 entlüftet, wenn sich der Schlagkolben soweit nach rechts bewegt hat, daß die radialen Steueröffnungen 4 in den Bereich der Durchtrittsöffnungen 8 gelangen. Erst jetzt kann sich der Druck im Ringraum 10 abbauen, so daß die Bewegungsumkehr eingeleitet wird, jedoch schlägt der Kolbenmantel· 3 zuvor noch auf das Zwischenstück 18 und bewirkt so eine Rückwärtsbewegung des Gerätes.

Um das Drehen des Steuerrohrs 16 um 90° für das Umsteuern von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf zu bewerkstelligen, ist im hinteren Ende der Buchse 28 ein Drehantrieb angeordnet. Dieser Drehantrieb besteht aus einem mit dem Schaft 17 drehfest verbundenen Mitnehmer 30, der einerseits mit einem Drehkolben 38 und andererseits mit einem Anschlagzapfen 35 verbunden ist. Der Drehkolben 38 ist abgedichtet in einem Ring-

nutsegment 36 der Buchse 28 geführt, während der Mitnehmer zap fen 35 in einem etwa diametral gegenüberliegenden Ringnutsegment 36 der Buchse 28 geführt ist.. Um den Schaft 17 ist benachbart zum Mitnehmer 3.0 eine Biegefeder 32 angeordnet, die mit. ihrem abgebogenen Ende 33 mit dem Mitnehmer 30 verbunden ist und mit ihrem anderen, ebenfalls abgebogenen Ende 34 an einer Schulter der Buchse 28 anliegt.

Eine abgedichtete Seite des Drehkolbens 38 läßt sich, über eine mit einer Steuerleitung 39 verbundene Steueröffnung 37 mit Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit beaufschlagen, die ein Drehen des Drehkolbens 38 im Ringnutsegment 36 um etwa 90° bewirkt.

Eine weitere Umsteuermöglichkeit könnte so aussehen, daß nicht eine verdrehfeste Schulter des Steuerrohrs 16 bzw. des Drehkolbens 38 direkt mit Druckluft beaufschlagt wird, sondern daß eine Art Faltenbalg, der mit der Steuerleitung verbunden ist und sich rückwärtig an der Buchse 28. abstützt, die Schulter beaufschlagt, wenn die Steuerleitung 39 unter Druck steht. Der Vorteil bei.einer indirekten Beaufschlagung der Schulter mit Druckluft liegt darin, daß es keine Abdichtungsprobleme gibt .und die Konstruktion kostengünstiger wird.

Anstatt eines Faltenbalgs, der in einer Nut liegt und sich bei Druckluftbeaufschlagung über den Steuerschlauch verlängert, kann auch eine Art Ballon treten.

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Vorzugsweise erfolgt das Umsteuern auf Rückwärtslauf, durch Beaufschlagen der Steuerleitung 39 und damit des Drehkolbens 31 mit Druckluft oder Druckflüssigkeit, da ein Rückwärtslauf in der Regel nur kurzzeitig und seltener erforderlich ist als der Vorwärtslauf und beim Rückwärtslauf Undichtigkeiten des Drehkolbens 38 in einem Ringnutsegment 3 6 in Kauf genommen werden müssen. Die aus Figur 1 ersichtliche Vorlaufstellung wird durch die Biegefeder 32 bewirkt, die ein Drehen des Schafts 17 und des Steuerrohrs 16 in die in Figur 1 dargestellte Lage bewirkt, ohne daß dafür eine Druckbeaufschlagung erforderlich ist.

Claims

Schutzansprüche:

1, Steuerung für den Vor- und Rücklauf von Rammbohrgeräten mit

einem - in einem rohrförmigen Gehäuse (1) axial verschiebbaren Schlagkolben (2),

einer dessen Vor- und Rückbewegung durch Überfahren von im Schlagkolben (2) befindlichen radialen Steueröffnungen (4) steuernden im Gehäuse (1) drehfest angeordneten Steuerhülse (9) mit einem verlängernden Steuerhülsenrohr (7),

- radialen Steueröffnungen -(8,11,14) in der Steuerhülse (9) und dem Steuerhülsenrohr (7) ,

einem in der Steuerhülse und dem Steuerhülsenrohr (7). angeordneten, an einem Ende mit einer Druckluftquelle verbundenen, am anderen Ende in einen Arbeitsraum (22) des Schlagkolbens (2) mündenden drehbaren Steuerrohr (16),

- mit den Steueröffnungen (8,11) in dem Steuerhülsenrohr (7) korrespondierenden Axialschlitzen (12) in dem Steuerrohr (16) und

einem über eine Steuerleitung (3) betätigten Drehantrieb (38) für das Steuerrohr (16).
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,■ daß der Drehantrieb aus einem mit dem Steuerrohr (16) drehfest verbundenen, in einem Ringnutsegment (38) abgedichtet angeordneten und durch die Steuerleitung (39). druckbeaufschlagten Drehkolben (38) .
3. Steuerung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine als Biege- oder Torsionsfeder ausgebildete Rückholfeder (32) .
4... Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eien druckbeaufschlagten, auf den Drehkolben (38) wirkenden Balg.
5. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrohr (16) abgedichtet ineine das Steuerhülsenrohr (7) verlängernde Buchse (28) ragt, an dessen hinterem Ende ein Druckmittelschlauch befestigt ist, und das Steuerhülsenrohr (7) mit der Buchse (28) über einen stoßdämpfenden elastischen Block (27) verbunden sowie das Steuerrohr (16) mit der Buchse (28) drehbar und axial unverschiebbar gekuppelt ist.
6. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (28) in einem mit dem Gehäuse (1) verbundenen Zwischenstück (18) mittels eines stoßdämpfenden elastischen Blocks (19) gelagert ist, der axiale Entlüftungsbohrungen (20) aufweist.
7. Steuerung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein in eine Öffnung des elastischen Blocks (19) eingesteckte, mit einer Abwinklung die Buchse (28) unverdrehbar und axial festlegend durchgreifendes und in eine Umfangsnut (24) des Schafts (17) des Steuerrohrs (16) greifendes Sicherungssegment (26) .
8. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 und 5 bis 7, gekennzeichnet durch einen elektrischen Drehantrieb.

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