DE3105707A1 - Hydraulische verrohrungsmaschine fuer pfahlgruendungen und dazugehoerige steuerung - Google Patents
Hydraulische verrohrungsmaschine fuer pfahlgruendungen und dazugehoerige steuerungInfo
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Description
Le 21
Hydraulische Verrohrungsmaschine für Pfahlgründungen und dazugehörige Steuerung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Verrohrungsmaschine
als Bagger-Anbaugerät zum oszillierenden Drehen von Bohrrohren für Pfahlgründungen, bestehend aus einem auf dem
Erdboden gleitfähigen Grundrahmen, einer auf dem Grundrahmen drehbar sowie heb- und senkbar angeordneten Spannschelle zum
Festspannen des Bohrrohres, einer an der Spannschelle angreifenden, deren Bewegungen folgenden Lenkerverbindung, und
einem Paar von hydraulischen Eöehzylindern, die mit umfangsverteilten
Gelenken der Spannschelle verbunden sind. Derartige Verrohrungsmaschinen für Pfahlgründungen sind beispielsweise
in der DE-Al 24 38 956 und der DE-A 14 84 415 beschrieben.
Bei den bisher gebräuchlichen Verrohrungsmaschinen ist es zwingend notwendig, die Spannschelle durch Verfahren des Baggers
in Position zu bringen. Dies erweist sich oft als schwierig, wenn man bedenkt, daß ein Bohrohr zentimetergenau an
einer vorgegebenen Stelle niedergebracht werden soll. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine hydraulische
Verrohrungsmaschine der genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, die Spannschelle unabhängig vom
linsatz des Baggers zumindest in einer radialen Richtung und im Bereich von einigen Zentimetern positionieren /.u können,
um die von dem Bagger eingefahrene Position zu korrigieren. Bei der Lösung dieser Aufgabewar zu berücksichtigen,
daß diejenigen Kleinente, die nn die np.innüfliri 1 ο rirnjeschl os-
sen sind und sich im wc:;t>nt.l ichcn waagerecht erslieckon, wie
beispielsweise die Drehzylinder zum oszillierenden Drehen der Spannschelle sowie die Lenkerverbindung zur Sicherung der
losen Spannschelle in aufrechter Lage, in ihrer Neigung je nach der Höhenlage der Spannschelle beim Niederbringen eines
Bohrrohres verschiedene Neigungen gegenüber der Horizontalen einnehmen und - was die Lenkerverbindung angeht - diese beim
oszillierenden Drehen der Spannschelle auch noch in ihrer u.U. geneigten Ebene um eine Mittelstellung schwingt.
In Erkenntnis dieser zu erwartenden Schwierigkeiten wird zur Lösung der gestellten Aufgabe gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß die Spannschelle mittels eines Verstellzylinders über die Lenkerverbindung relativ zum Grundrahmen radial
positionierbar ist, und daß die Steuerung für den Verstellzylinder ventilseitig eine Schwimmstellung aufweist,
in der der Kolben des Verstellzylinders durch gegeneinanderwirkende hydraulische Drücke aus je einem Druckspeicher
beidseitig beaufschlagt ist derartig, daß die Druckmittelmengen, die bei Hubbewegungen des Zylinderkolbens aufgrund
von Längsbewegungen der Lenkerverbindung infolge Bewegungen der Spannschelle (Heben, Senken, Oszillieren) vom
Kolben verdrängt werden, wechselweise in die Druckspeicher geleitet sind. Diese Druckspeicher werden zweckmäßig auf dem
Grundrahmen der Verrohrungsmaschine angeordnet und mitgeführt, können jedoch auch in einem getrennten Aggregat untergebracht
sein.
Durch die Erfindung wird ein praktikabler Weg gewiesen, mittels
eines Verstellzylinders, der Längsbewegungen der Lenkerverbindung bewirkt, die Spannschelle in der radialen Richtung
der Lenkerverbindung zu positionieren, ohne daß die Lenkerverbindung beim oszillierenden Drehen der mit einem Bohrrohr
verspannten Spannschelle ausgebaut werden müßte, was sich bei Versuchen als notwendig erwies, bei denen die Lenkerverbindung
teleskopartig verstellbar gemacht worden war. Erst durch die erfindungsgemäße vorgespannte Schwimmstellung innerhalb der
hydraulischen Steuerung für den Verstellzylinder mit zwei wechselweise verdrängte Druckmittelmengen aufnehmenden Druckspeichern
ist eine Art von 'Vnitwandernder und nachgiebiger hydraulischer Verriegelung" des Kolbens des Verstellzylinders
eingestellt worden, die der Lenkerverbindung in jeder Neigung der Höhe oder der Seite nach ihre Haltewirkung vermittelt.
Die Erfindung soll nicht ausschließen, daß die Lenkerverbindung selbst teleskopartig durch einen Verstellzylinder längenveränderlich
ist, um die Spannschelle zu positionieren, beispielsweise bei dem Aufbau einer Verrohrungsmaschine nach der
DE-A1 24 38 956. Sind jedoch die Drehzylinder zum oszillierenden
Drehen der Spannschelle divergierend an einen gemeinsamen Gelenkbolzen eines Widerlagers angeschlossen, wie
die DE-A 14 84 415 zeigt, so wird gemäß einem weiteren Erfindungsvorschlag
empfohlen, daß sowohl die Lenkerverbindung als auch die Drehzylinder mit einem im Grundrahmen waagerecht
geführten Schlitten gelenkig verbunden sind. An diesem Schlitten kann der am Grundrahmen abgestützte Versteilzylinder angreifen,
jedoch wird vorgezogen, daß der Verstellzylinder gelenkig an der Lenkerverbindung angreift und gelenkig am
Grundrahmen abgestützt ist, so daß er stets in etwa parallel zu der.verschiedene Neigungen annehmenden Lenkerverbindung
wirkt.Bei diesen Lösungen ist eine teleskopartig längenveränderliche
Lenkverbindung nicht angezeigt, da der waagerecht geführte Schlitten diese teleskopartige Längenveränderbarkeit
ersetzt. Trotz des freibeweglichen Schlittens ist eine Abstützung der Reaktionskräfte aus den Drehzylindern beim
Oszillieren letztlich am Grundrahmen gegeben, und zwar durch die erfindungsgemäße vorgespannte Schwiramstellung bzw.
"mitwandernde und nachgiebige Verriegelung" des Verstellkolbens, dessen Verstellzylinder am Grundrahmen festgelegt
ist.
In weiterer Ausgestaltung der zur Erfindung gehörenden
Steuerung für den Verstellzylinder ist jeder Druckspeicher
über ein Rückschlagventil gegenüber den bei Schwimmstellung
eines Wegeventils drucklosen Zuleitungen abgesperrt, so daß das Hin- und Herschieben von Druckmittelmengen in
die Druckspeicher beim oszillierenden Drehen der Spannschelle gewährleistet ist. Fernerhin ist jedem Druckspreicher
ein Druckbegrenzungsventil zur Einhaltung eines vorgegebenen Maximaldruckes in den Druckräumen des Verstellzylinders
parallelgeschaltet, um einen unzulässig großen Druckanstieg in den Druckräumen sicherheitshalber zu vermeiden.
Die Druckbegrenzungsventile sind zweckmäßig auf eine Maxirnaldruck von ca. 60 bar eingestellt, der
etwas höher liegt als der Nenndruck in den Druckspeichern, dessen Höhe wiederum danach gewählt wird, welche
Reaktionskräfte aus den Drehzylindern über den Schlitten
und die Lenkerverbindung durch die "Quasi-Verriegelung" des Verstellkolbens aufzubringen sind. Schließlich sind
bei der erfindungsgemäßen Steuerung die Rückschlagventile in jeder der beiden DurchlaufStellungen des mit mittlerer
Schwimmstellung versehenen Wegeventils zum Positionieren der Spannschelle durch den Druck in der jeweiligen Zulaufleitung
wechselweise entsperrbar. Das beim Positionieren bzw. gesteuerten Verstellen des Verstellkolbens verdrängte
Druckmittel geht also nicht in einen Druckspeicher, sondern über das diesem Druckspeicher zugeordnete entsperrte Rückschlagventil
in den Rücklauf.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen
Verrohrungsmaschine gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
30
30
Fig. 1 die Verrohrungsmaschine in Arbeitsstellung in Seitenansicht,
Fig. 2 eine Draufsicht von Fig. 1, teilweise geschnitten, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie III-III
in Fig. 1,und
Fig. 4 ein Schaltschema der hydraulischen Steuerung.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Verroh rung snia sch ine zum
oszillierenden Drehen eines Bohrrohres 1 hat einen auf dem Erdboden gleitfähigen Grundrahmen 2, mit dem ein gabelförmiges
Kuppelteil 3 verbunden ist, das über einen waagerechten Querbolzen 4 an den nicht dargestellten Bagger
gekuppelt werden kann. Der Grundrahmen 2 trägt eine mehrgliedrige Spannschelle 5 bekannter Art, die über zwei
Hubzylinder 6, deren Kolbenstangen 7 sich am Grundrahmen 2 abstützen, heb- und senkbar ist. In der dargestellten
tiefsten Lage der Spannschelle 5 liegt diese auf Stempeln des Grundrahmens 2 auf. Da die Spannschelle 5 lediglich mit
ihren Kolbenstangen 7 am Grundrahmen 2 abgestützt ist, hängt sie gewissermaßen an den Hubzylindern, so daß zur Sicherung
ihrer Lage eine Lenkerverbindung 10 erforderlich ist (Fig.2) die über ein kardanisches Gelenk 10a an der Spannschelle 5
angreift. Die Lenkerverbindung 10 vermag also sämtlichen Bewegungen
der Spannschelle 5 zu folgen. Die Verrohrungsmaschine umfaßt ferner zwei Drehzylinder 11, 12, die mit ihrea
kolbenstangenseitigen Enden mit umfangsverteilten Gelenken
13, 14 der Spannschelle 5 verbunden sind.
Die Lenkverbindung 10 sowie die beiden Drehzylinder 11, 12
sind über einen gemeinsamen senkrechten Schwenkbolzen 15 mit einem im Grundrahmen 2 waagerecht geführten Schlitten
16 gelenkig verbunden.In Fig. 3 erkennt man im senkrechten
Schnitt durch den Schwenkbolzen 15 die unteren und oberen Gelenkaugen 11a bzw. 12a der Drehzylinder 11 und 12 sowie
das mittlere Gelenkauge lob der Lenkerverbindung 10. Da die kardanische Gelenkverbindung 10a der Lenkerverbindung 10
mit der Spannschelle 5 in kürzerem Abstand von dem Schwenkbolzen 15 angeordnet ist als die Gelenkverbindungen 13 und
14 der Drehzylinder, ergeben sich beim Hoben und Senken der
Spannschelle 5 geringfügige Abweichungen hinsichtlich der
Neigung der Drehzylinder 11, 12 einerseits gegenüber derje-
nigen der Lunkerverbindung 10. Um diese unterschiedlichen Neigungen aufzufangen, wird zweckmäßig das schlittenseitige
Gelenkauge lOb der Lenkerverbindung 10 im Bereich des Schwenkbolzens 15 kardanisch ausgeführt, und/oder es wird
im Bereich des spannschellenseitigen kardanischen Gelenkes 10a ein Langloch vorgesehen (nicht dargestellt).
Die Gelenkverbindung zwischen der Lenkerverbindung 10 sowie den Drohzylindern 11, 12 einerseits und der waagerechten
Führung im Grundrahmen 2 für den Schlitten 16 ist letztendlich ebenfalls kardanisch, wozu der Schlitten 16 seitliche
Rundzapfen 16a trägt, die in waagerechte Schlitze von U-förmigen Führungsleisten 17 eingreifen. Hierdurch vermag der
Schlitten 16 um eine horizontale Achse zu kippen.
Zum Verstellen bzw. Positionieren der Spannschelle 5 über die Lenkerverbindung 10 ist ein Verstellzylinder 20 vorgesehen
(Fig. 1), der über ein Gelenk 21 an einer senkrech gerichteten Gabel 22 der Lenkerverbindung 10 angreift und über ein
Gelenk 23 mit dem Grundrahmen 2 verbunden ist.
Die Steuerung für den Verstellzylinder 20 nach Fig. 4 umfaßt zwei Druckspeicher 24, 25 , von denen jeder über eine
Leitung 26, 27 mit einem der beiden Druckräume 28, 29 des Verstellzylinders 20 verbunden ist. Jeder Druckspeicher 24,
25 ist ferner über ein entsperrbares Rückschlagventil 30,31 mit den Zuleitungen A bzw. B verbunden, die von einem Wegeventil
32 mit mittlerer Schwimmsteilung ausgehen. Jedem Druckspeicher
24 bzw. 25 ist ferner ein Druckbegrenzungsventil bzw. 34 parallel geschaltet, um einen vorgegebenen Maximaldruck
in den Druckräumen 28 und 29 des Verstellzylinders einzuhalten. Das Rückschlagventil 30 ist über eine Pilotleitung
34, die mit dor Zuleitung B kommuniziert, ent:sporrbar,
clxMujo das Rückschlagventil 31 über eine Pilotleitung
35, die mit der Zuleitung A kommuniziert. Zum Entleeren der Druckspeicher 24, 25 bei Reparaturen sind die Druckspeicher
im übrigen über Absperrventile 36, 37 mit Behältern 38, 39
verbunden.
Die Wirkungsweise der in Fig. 4 dargestellten Steuerung ist folgende:
5
5
Zum Positionieren der Spannschelle 5 über die Lenkerverbindung 10 und den Verstellzylinder 20 wird das Wegeventil 32 elektromagnetisch
entweder auf die Schaltstellung I oder III verstellt, womit entweder der Druckraum 28 oder der Druckraum
des Verstellzylinders über die Zuleitung A und das Rückschlagventil 30 oder über die Zuleitung B und das Rückschlagventil
31 Druck erhält. Das jeweilige im Rücklauf liegende Rückschlagventil wird durch den Druckanstieg in einer der Pilotleitungen
34 bzw. 35 entsperrt. Die Druckspeicher 24 und 25 nehmen an derartigen Verstellvorgängen keinen Anteil.
Beim Betrieb der Verrohrungsmaschine steht das Uegeventil 32 in
der mittleren Schwimmstellung II, in der die Zuleitungen A und B kommunizieren und drucklos sind. Da beide Rückschlagventile
30, 31 geschlossen sind, ist der Kolben des Verstellzylinders 20 beidseitig mit dem Druck der Druck_ speicher
24 und 25 beaufschlagt, der zweckmäßig auf einen Bereich
zwischen 30 und 60 bar eingestellt wird. Insoweit ist der Kolben des Verstellzylinders 2O durch die gegeneinander gerichteten
Speicherdrücke nachgiebig verriegelt. Hierdurch bleibt an der Lenkerverbindung 10 eine Haltekraft wirksam,
die die Spannschelle 5 auch dann in Position hält, wenn diese zum Nachsetzen entspannt und angehoben wird. Die beim Heben
der Spannschelle aus dem Druckraum 28 des Verstellzylinders 20 verdrängte Druckmittelmenge wird in den Druck,——speicher
24 hinübergeschoben, wobei gleichzeitig aus dem Drucksp^eicher 25 der Druck im Druckraum 29 aufrechterhalten wird.
Beim Absenken des Spannschlosses 5 ist es umgekehrt. Während des oszillierenden Drehens des Bohrrohres 1 mittels der
35Drehzylinder 11. und 2 führt der Kolbon des Ver.stel 1 /.yl i ndnrs
20 hin- und hergehende Hubbeweyuixjen mit entsprechend wechselweiser
Verdrängung von Druckmittel mengen in die Druckspeicher
24 und 25 aus. Die sich aus der nachgiebigen Vorriege-
1 UiKJ ("Ii · υ Vci :; I el 1 zy 1 i iidci s 20 i'r<jc)>i-w.h.>
H1IlIcKItIiL lux die
Lenkerverbindung 20 bleibt stets bestehen.
Leerseite
Claims (5)
1. Hydraulische Verrohrungsmaschine als Bagger-Anbaugerät zum oszillierenden Drehen von Bohrrohren für Pfahlgründungen,
bestehend aus einem auf dem Erdboden gleit fähigen Grundrahmen (2), einer auf dem Grundrahmen dichbar sowie
heb- und senkbar angeordneten Spannschelle (5) zum Festspannen des Bohrrohres (1), einer an der Spannschelle angreifenden,
deren Bewegungen folgenden Lenkerverbindung (10) , und einem Paar von hydraulischen Drehzylindern (11,
12), die mit umfangsverteilten Gelenken (13,14) der Spannschelle verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschelle
(5) über die Lenkerverbindung (10) relativ zum Grundrahmen
(2) mittels eines Verstellzylinders (20) radial positionierbar ist, und daß die Steuerung für den Verstellzylinder
venti TaeiLig eine vorgespannte Scliw iinin:;li>l 1 uruj aurwoiyt,
in der der Kolben des Vers Lei Izy linders durch gegeneinan--·
der wirkende hydraulische Drücke aus je einem Druckspeicher (24,25) beidseitig beaufschlagt ist derart,
daß die Druckmittelmengen, die bei Hubbewegungen des Zylinderkolbens aufgrund von Längsbewegungen der Lenkerverbindung
infolge von Bewegungen der Spannschelle (Heben, Senken, Oszillieren) vom Kolben verdrängt werden,
wechselweise in die Druck- -speicher geleitet sind.
2. Verrohrungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Lenkerverbindung (10) als auch
3 I iJ'.:>
70 /
die Drehzylinder (11,12) mit einem im Grundrahmen (2) waagerecht geführten Schlitten (16) gelenkig verbunden
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstellzylinder (20) gelenkig an der Lenkerverbindung (10) angreift und gelenkig am Grundrahmen
(2) abgestützt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet,
daß in der Steuerung für den Verstellzylinder (20) jeder Druck—-—"speicher (24,25) über ein Rückschlagventil
(30,31) gegenüber den bei Schwimmstellung eines
Wegeventils (32) drucklosen Zulaufleitungen (A,B)
abgesperrt ist, daß jedem Druck——speicher ein Druckbegrenzungsventil
(33,34) zur Einhaltung eines vorgegebenen Maximaldruckes in den Druckräumen (28,29) des
Verstellzylinders parallelgeschaltet ist, und daß die Rückschlagventile in jeder der beiden Durchlaufstellungen
des Wegeventils zum Positionieren der Spannschelle (5) durch den Druck in der jeweiligen Zulaufleitung
wechselweise entsperrbar sind.
5. Verrohrungsmäschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckbegrenzungsventile (33,34) auf einen Maximaldruck von ca. 30 bis 60 bar eingestellt
sind.
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