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Druckluftbetriebene Kleinramme
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Die Eridung betrifft eine druckluftbetriebene Kleinramme,insbesondere
zum Einrammen von Kanaldielen,Leichtprofilen und Leitplankenpfosten, mit einem in
einem Gehäuse angeordneten Schlagkolben.
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Für das Einrammen von Kanaldielen bei kleinen Baugruben,Ufereinfassungen,Stahlwänden
gegen das Unterspülen von Böschungsfüßen und insbesondere für das Einrammen von
Leitplankenpfosten werden Rammgeräte benötigt,die ein niedriges Gewicht haben und
damit handlich sind und deren Energiequelle auch in einem unwegsamen Gelände zur
Verfügung steht und deshalb le-e-t zu transportieren sein muß, wobei sich als Energiequelle
insbesondere Druckluft anbietet.
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Die scher hauptsächlich im Einsatz befindlichen druckluftbetriebenen
Schnellschlaghämmer verfügen über ein Gehäuse,in dem ein Schlagkolben zunächst durch
Druckluft angehoben und dann durch eine Umsteuerung nach unten bis zum Aufprall
beschleunigt wird. Die Druckluft stützt sich hierbei gegen das Gehäuse aD. Die Schubkraft
der den Schlagkolben beschleunigenden Druckluft ergibt sich aus dem spezifischen
Druck der Druckluft vervielfacht mit der beaufschlagten Fläche.Damit sich diese
Schubkraft voll in Beschleunigung des Schlagkolbens umsetzt,muß das Gewicht des
Gehäuses mindestens so schwer sein wie die Größe der Schubkraft.
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Da bei den bekannten kleinen Rammgeräten noch eine stabile Rammhaube,
Führungsleisten für das frei reitende Sitzen des Rammgeräts auf dem Rammgut und
meist noch ein Zwischenbolzen angeordnet sind,wird das
Gesamtgewicht
des Rammgeräts relativ zum Gewicht des Schlagkolbens sehr hoch. Außerdem verursachen
die verschiedenen lose gegeneinander verschiebbaren Einzelteile durch ihre metallischen
Schlagfugen nicht nur en störendes Geräusch,sondern bedingen zusätzliche Energieverluste.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Kleinrammen für das frei reitende Einrammen
besteht darin, daß das Rammgut über ein Podest und Führungszangen geführt werden
muß. Das Herstellen dieser Führungen erfordert zusätzliche Zeit und vergrößert die
Bedienungsmannschaft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,die flachteile der bekannten
Ausführungen zu vermeiden und eine druckluftbetriebene Kleinramme mit einem in einem
Gehäuse angeordnet ei Schlagkolben zu schaffen'die rückstoßarm arbeitet und damit
ein geringes Gewicht sowie eine gute Transportierbarkeit besitzt und d4e geräuschärmer
und ohne zusätzliche Energieverluste arbeitet.
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Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der den Schlagkolben beschleunigende Querschnitt maximal 35%
des Schlagkolben-Gesamtquerschnitts beträgt, daß der Schlagkolben eine fest mit
dem Gehäuses verbundene Fußplatte hammerartig beaufschlagt und daß an der Fußplatte
eine Kleminvorrichtung zur in axialer Richtung formschlüssigen Verbindung des Gehäuses
mit dem Rammgut angeordnet ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der den Schlagkolben
beschleunigende Querschnitt durch ein axiale Anbohrung im hinteren Ende des Schlagkolbens
gebildet, in die eine Steuerbüchse hineinragt, welche mittels einer vorderen und
einer hinteren Steuerkante mit Querbohrungen des Schlagkolbens zusammenwirkt.
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Erfindungsgemäße Weiterbildungen bestehen schließlich darin, daß die
Steuerbüchse mit einer zentralen, sich trichterförmig erweiternden Öffnung versehen
ist und die Querbohrungen im Schlagkolben in Strömungsrichtung der aus der Steuerbüchse
austretenden Druckluft geneigt angeordnet sind.
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Die Beschleunigung des Schlagkolbens erfolgt durch Einleiten der Druckluft
in die hintere Anbohrung des Schlagkolbens. Das Verhältnis des Querschnitts der
Anbohrung zum Gesamtquerschnitt des Schlagkolbens liegt hierbei unter 35%, wodurch
die Schubkraft und damit der Rückstoß verringert werden. Die Luftzuführung erfolgt
durch eine Steuerbüchse,deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Anbohrung
entspricht und an deren aus dem Gehäuse hinausragenden Ende ein Druckluftschlauch
befestigt ist.
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Kurz vor dem Aufprall des Schlagkolbens auf die Fußplatte überlaufen
die Querbohrungen die Vorderkante der Steuerbüchse,sodaß sich der Ringraum zwischen
Schlagkolben und Gehäuse mit Druckluft füllen und die Druckluft auf die Stirnfläche
des Schlagkolbens gelangen kann.
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Da der Gesamtquerschnitt des Schlagkolbens mit 100% wesentlich grösser
ist als der Querschnitt der Anbohrung mit weniger als 35%,wird der Schlagkolben
gegen den Druck in der Luftzuführung nach oben zirückgedrückt und so lange beschleunigt
bis die Querbohrungen das hintere Ende der Steuerbüchse überlaufen. In diesem Augenblick
hat der Ringraum zwischen Schlagkolben und Gehäuse über die Querbohrungen Verbindung
mit dem hinteren Ende des Gehäuses,in welchem Abluftbohrungen angeordnet sind,so
daß er spannungsfrei wird.
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Nachdem der Luftdruck der Luft-zuführung die Aufwärtsbewegung des
Schlagkolbens ol abgebremst hat, beginntz der Zyklus von neuem.Durch die Neigung
der Qerbohrungen in Richtung der aus der Steuerbüchse austretenden Druckluft und
durch die sich trichterförmig erweiternde Öffnung der Steuerbüchse fließt die Druckluft
wirbelfrei und strömungsgünstig in den Ringraum zwischen Schlagkolben und Gehäuse
ein, so daß der den Ringraum bildende spalt zwischen Gehäuse und Schlagkolben verhältnismößig
klein sein kann. Hieraus resultiert ein geringes Ringsplatvolumen und demzufolge
ein niedriger Luftbedarf je Schlag. Da außerdem das Verhältnis des Querschnitts
der Anbohrung zum Gesamtquerschnitt des Schlagkolbens mit weniger als 35M0 die Kleinramme
zum Langhuber acht,woraus eine Reduzierung der Schlagzahl folgt, kommt die erfindungsgemäße
Kleinramme mit kleinen Luftmengen aus.
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Die Fußplatte der erfindungsgemäßen Kleinramme ist über Spannbolzen
oder eine anderweitige Verbindung fest mit der den hinteren Abschluß des Gehäuses
bildenden Kopfplatte verspannt, so daß das zylindrische Gehäuse, die Fußplatte und
die Kopfplatte wie ein Stück zusammenwirken. In der Fußplatte ist außerdem ein Schlitz
zum Einstecken des Rammgutes ausgebildet und eine Klemmvorrichtung angeordnet,die
das Rammgut in axialer Richtung der Kleinramme formschlüssig und damit schubfest
mit der Kleinramme Verbindet. Auf diese Weise wirkt dem Rückstoß der Druckluft das
Gesamtgewicht aus Rammgut,Fußplatte,Gehäuse und Kopfplatte entgegen, das sich noch
um die Mantelreibung des in den Untergrund eindringenden Rammgutes vergrößert.
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Schließlich sind die Zwischenzeiten und der Personalbedarf beim Rammvorgang
dadurch verringert, daß das Rammgut in horizontaler Position in den Schlitz der
Fußplatte eingeschoben werden und festgeklemmt werden kann. Der Rammvorgang erfolgt
somit nicht nur ohne axiales Tanzen der Kleinramme auf dem Rammgut, sondern auch
energiesparend und geräuscharm.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Kleinramme schematisch in einem Längsschnitt dargestellt.
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Die Kleinramme besitzt ein zylindrisches Gehäuse 1,das an seinem unteren
Ende durch eine Fußplatte 2 luftdicht verschlossen ist.Am oberen Ende des Gehäuses
1 ist eine Kopfplatte 3 angeordnet,die ebenfalls luftdicht mit der Stirnfläche des
Gehäuse 1 verbunden ist, jedoch mehrere Abluftöffnungen 3a aufweist. Das Gehäuse
1, die Fußplatte 2 und die Kopfplatte 7 werden beim dargestellten Ausführungsbeispiel
durch mehrere Spannbolzen 4 miL Muttern 4a zusammengehalten. Zum Transport der Kleinramme
kann an der Kopfplatte 3 ein Traggriff 5 angeordnet sein.
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Im Gehäuse 1 ist ein schlagkolben 6 verschiebbar geführt,der mit seiner
vorn liegenden Schlagfläche 6a die Fußplatte 2 hammerartig beaufschlagt. Im hinteren
Ende des Schlagkolbens 6 ist eine axiale
Anbophung 6b ausgebildet,in
welche eine an der Kopfplatte 3 befestigte Steuerbüchse 7 hineinragt. Diese Steuerbüchse
7 ist mit einem Druckluft schlauch 8 verbunden,dem Druckluft von einer nicht dargestellen
Druckluftquelle zugeführt wird Die Steuerbüchse 7 weist eine an ihrer Stirnseite
liegende vordere Steuerkante 7a und eine in axiale, Abstand hierzu liegende hintere
Steuerkante 7b auf,die durch eine Verringerung des Durchmessers des sich an den
vorderen Teil der Steuerbüchse 7 anschließenden Steuerbüchsenmittelteils entsteht.
Weiterhin besitzt die Steuerbüchse 7 eine zentrale,sich trichterförmig erweiternde
Öffnung 7c.
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Zum Zusammenwirken mit den Steuerkanten Ta und 7b der Steuerbüchse
7 Ist der Schlagkolben 6 im Bereich seiner axialen Anbohrung 6b mit mehreren Querbohrungen
6c versehen, die unter dem Winkel 9 in Strömungsrichtung der aus der Steuerbüchse
7 austretenden Druckluft geneigt angeordnet sind Ar hinteren Ende ist der Schlagkolben
6 mittels eines Dichtringes gegenüber dem Gehäuse t abgedichtet, wogegen im vorderen
Teil zwischen dem Schlagkolben 6 und dem Gehäuse 1 ein ringförmiger Zwi raum ii
gebildet r Ist Zum Ansetzen der voran@@hend bezüglich ihres konstruktiven Aufbaus
beschriebenen Kleinramme an dem einzurammenden Gut,beispielsweise einem Leitplankenpfosten
12,ist in der Fußplatte eine Aussparung 2a ausgebildet,die zugleich als Lagerung
für die Kleinramme am einzurammenden Gut dient und in die eine Klemmvorrichtung
hineinragt,die beim Ausführungsbeispiel als Klemmschraube 13 ausgebildet ist Der
von der aus der Steuerbüchse 7 austretenden Druckluft beanfechlagbare Querschnitt
der Anbohrung 6b des Schlagkolbens 6 beträgt maximal 35% des Gesamtquerschnitts
des Schlagkolbens 6 an der Schlagfläche Ga Hierdurch vird es möglich,daß bei der
in der Zeichnung dargestellten Lage des Schlagko lbens 6in der er mit seiner Schlagfläche
6a an der Fußplatte 2 anliegt,die Druckluft den Schlagkolben 6 entgegen seinen Gewicht
anhebt Die Druckluft gelangt nämlich in dieser Stellung aus der Steuerbüchse 7 über
die Querbohrungen 6c im Schlagkolben
6 in den ringförmigen Zwischenraum
11 zwischen Gehäuse 1 und Schlagkolben 6 und damit auch auf die vordere Schlagfläche
6a des Schlagkolbens 6. Da diese Fläche mindestens drei mal größer ist als die von
der Druckluft in entgegengesetzter Richtung beaufschlagte Fläche im Grund der Anbohrung
6b,wird der Schlagkolben 6 angehoben.
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Das Anheben wird erst beendet,wenn die hintere Steuerkante 7b der
Steuerbüchse 7 von den Querbohrungen 6c im Schlagkolben 6 überlaufen worden ist.
Dann kann nämlich die Druckluft aus dem Zwischenraum 11 über die Querbohrungen 6c
in den hinter dem Schlagkolben 6 liegenden Raum 14 des Gehäuses 1 abströmen,von
wo sie durch die Abluftöffnungen 3a ins Freie gelangt.
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Durch das Entspannen der auf die Schlagfläche 6a des Schlagkolbens
6 wirkenden Druckluft infolge ihrer Verbindung mit der Atmosphäre kommt die in die
Anbohrung 6b des Schlagkolbens 6 einströmende Druckluft zur Wirkung. Diese beschleunigt
demgemäß - unterstützt durch das Gewicht des Schlagkolbens 6 - den Schlagkolben
6 in Richtung auf die Fußplatte 2,so daß der Schlagkolben 6 mit seIner Schlagfläche
6a die Fußplatte 2 hammerartig beaufschlagt. Die Schlagwirkung wird über die Fußplatte
2 unmittelbar auf das einzurammende Gut,beispielsweise den Leitplankenpfosten 12
übertragenden,der auf diese Weise in das Erdreich eingerammt wird.
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Durch die trichterförmige ausbildung der zentralen öffnung 7c in der
Steuerbüchse 7 und die Neigung der Querbohrungen 6c in Richtung der aus der Steuerbüchse
7 aus strömenden Druckluft fließt diese wirbelfrei und strömungsgünstig in den Zwischenraum
11 zwischen Schlagkolben 6 und Gehäuse 1 ein. Bedingt durch diese strömungsgünstige
und wirbelfreie Luftführung kann des Zwischentraum 11 eine sehr kleine Spaltweite
hauben, da er andererseits nur sicherstellen muß,daß in einer sehr kurzen Zeitspanne,
in der die Querbohrungen 6c die Verbindung fial gebenXdie Druckluft bis zur Schlagfläche
6a des Schlagkolbens 6 vordringt. Bei einem kleinen Spalt,d.h.
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einem geringen Volumen des Zwischenraumes 1 ergibt sich weiterhin
ein geringer Luftbedarf je Schlag des Schlagkolbens 6. Schließlich
wird
erreicht, daß durch das Verhältnis des Gesamtquerschnitts des Schlagkolbens 6 zum
Querschnitt der Abohrung 6b wie 3:1 die Kleinramme langhubig arbeitet'wodurch sich
die Schlagzahl pro Minute reduziert und insgesamt nur eine kleine Luftmenge zum
Betrieb der Kleinramme benötigt wird.
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Die voranstehend beschriebene Kleinramme hat weiterhin den Vorteil,
daß eie durch das einstückige Zusammenwirken von Gehäuse i,Fußplatte 2 und Rammgut
ein geräuscharmer Lauf ohne zusätzliche Energieverluste erzielt wird,weil Lärm und
Verluste durch gegen-einander verschiebbare Einzelteile vermieden werden. Schließlich
wirkt bei der voranstehend beschriebenen Ausführung dem Rückstoß der Druckluft das
Gesamtgewicht aus Rammgut,Fußplatte 2, Gehäuse 1 und Kopfplatte 3 entgegen, das
noch durch die Mantelreibung des in den Untergrund eindringenden Rammgutes unterstützt
wird. Die Kleinramme kann somit mit geringem Gewicht hergestellt werden,so daß sich
auch ihr Transport zum jeweiligen Einsatzort erleichtert und vereinfacht.
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Bezugsziffernliste: 1 Gehause 2 Fußplatte 2a Aussparung 3 Kopfplatte
3a Ab luft öffnung 4 Spannbolzen 4a Mutter 5 Traggrif 6 Schlagkolben 6a Schlagfläche
6b Anbohrung 6c Querbohrung 7 Steuerbüchse 7a Vordere Steuerkante ?b Hintere Steuerkante
7c Öffnung 8 Druckluft schlauch 9 Winkel 10 Dicht ring 11 Zwischenraum 12 Leitplankenpfosten
13 Klemmschraube 14 Raum
L e e r s e i t e