DE3105707C2

DE3105707C2 - Hydraulische Verrohrungsmaschine für Pfahlgründungen und dazugehörige Steuerung

Info

Publication number: DE3105707C2
Application number: DE3105707A
Authority: DE
Inventors: Kurt 6602 Dudweiler Blaschke; Josef 6690 St Wendel Roob
Original assignee: Stahl- und Apparatebau Hans Leffer 6602 Dudweiler De GmbH
Current assignee: Stahl- und Apparatebau Hans Leffer 6602 Dudweiler De GmbH
Priority date: 1981-02-17
Filing date: 1981-02-17
Publication date: 1986-04-30
Also published as: EP0058222A1; DE3105707A1; EP0058222B1; ATE9728T1

Abstract

Eine Verrohrungsmaschine als Bagger-Anbaugerät für Pfahlgründungen, mit einer heb- und senkbaren Spannschelle (5), Drehzylindern (11, 12) zum oszillierenden Drehen der Spannschelle und einer Lenkerverbindung (10) zwischen Spannschelle und einem gleitfähigen Grundrahmen. Die Lenkverbindung und die Drehzylinder sind gelenkig an einen waagerecht verstellbaren Schlitten (16) angeschlossen. Die Spannschelle ist über einen an der Lenkerverbindung angreifenden Verstellzylinder relativ zum Grundrahmen unter Verlagerung des Schlittens positionierbar, um das Bohrrohr ohne Inanspruchnahme des Baggers genau zu positionieren. Beim Heben, Senken oder Drehen der Spannschelle ist der Kolben des Verstellzylinders unter Verwendung von zwei kolbenseitig gegeneinandergeschalteten Druckspeichern nachgiebig hydraulisch verriegelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Verrohrungsmaschine als Bagger-Anbaugerät zum oszillierenden Drehen von Bohrrohren für Pfahlgründungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und geht damit von der DE-OS 27 08 727 aus. Nach diesem Stand der Technik sind sowohl die beiden hydraulischen Drehzylinder als auch eine mittige Lenkerverbindung an einem im Grundrahmen waagerecht geführten Schlitten gelenkig angeschlossen, um allen Bewegungen der Spannschelle bzw. der schellenseitigen Gelenke für diese Teile folgen zu können. Die Lenkerverbindung dient dabei zur Stabilisierung der Spannschelle.

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 Bohrrohr zentimetergenau an einer vorgegebenen Stelle niedergebracht werden solL

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugr jnde, eine hydraulische Verrohrungsmaschine der genannten dahingehend weiter zu entwickeln, die Spannschelle unabhängig vom Einsatz des Baggers zumindest in einer radialen Richtung und im Bereich von einigen Zentimetern positionieren zu können, um die von dem Bagger eingefahrene Position zu korrigieren.

Bei der Lösung dieser Aufgabe war zu berücksichtigen, daß diejenigen Elemente, die an die Spannschelle angeschlossen sind und sich im wesentlichen waagerecht erstrecken, wie beispielsweise die Drehzylinder zum oszillierenden Drehen der Spannschelle sowie die Lenkerverbindung zur Sicherung der losen Spannschel-Ie in aufrechter Lage, in ihrer Neigung je nach der Höhenlage der Spannscheile 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 über die Lenkerverbindung relativ zum Grundrahmen mittels eines gelenkig an der Lenkerverbindung angreifenden und gelenkig am Grundrahmen abgestützten Verstellzylinders radial positionierbar ist, und daß die Steuerung für den Verstellzylinder ventilseitig eine vorgespannte Schwimmsteiiung aufweist, in der der Kolben des Verstelizylinders durch gegeneinanderwirkende hydraulische Drücke aus je einem Druckspeicher 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 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 Verstelizylinders, der Längsbewegungen der Lenkerverbindung bewirkt, die Spannschelie 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 erfindindungsgemäße vorgespannte Schwimmstellung innerhalb der hydraulischen Steuerung für den Verstellzylinder mit zwei weichselweise verdrängte Druckmittelmengen aufnehmenden Druckspeichern ist eine Art von »mitwandernder und nachgiebiger hydraulischer Verriegelung« des Kolbens des Verstelizylinders 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-OS 24 38 956.

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 Druckspeicher ein Druckbegrenzungsventil zur Einhaltung eines vorgegebenen Maximaldruckes in den Druckräumen des Verstellzylinders parallel geschaltet, um einen unzulässig großen Druckanstieg in den Druckräumen sicherheitshalber zu vermeiden. Die Druckbegrenzungsventile sind zweckmäßig auf einen Maximaldruck von ca. 60 bar eingestellt, der etwas höher liegt als der Nenndruck in den Druckspeichern, dessen Höhe wiederum danach gewählt wird, weiche 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 zürn 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 zügeordnete entsperrte Rückschlagventil in den Rücklauf.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Verrohrungsmaschine gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. i die Verrohrungsmaschine in Arbeitsstellung in js Seitenansicht,

F i g. 2 eine Draufsicht von F i g. 1, teilweise geschnitten,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 111-1II inFig. l.und

Fig.4 ein Schaltschema der hydraulischen Steuerung.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Verrohrungsmaschine 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 Rekuppelt werden kann. Der Grundrahmen 2 trägt eine mehrgliedrige Spannschelle 5 bekannter Art, die über zwei Hubzylinder 6, deren KoI-benstangen 7 sich am Grundrahmen 2 abstützen, heb- und senkbar ist. In der dargestellten tiefsten Lage der Spannschelle 5 liegt diese auf Stempeln 8 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 (F i g. 2) die über ein kardanisches Gelenk 10a an der Spannschelle 5 angreift. Die Lenkerverbindurig 10 vermag also sämtlichen Bewegungen der Spannschelle 5 zu folgen. Die Verrohrungsmaschine umfaßt ferner zwei Drehzylinder 11, 12, die mit ihren kolbenstangenseitigen Enden mit umfangsverteilten Gelenken 13,14 der Spannschelle 5 verbunden sind.

Die Lenkverbindung 10 sowie die beiden Drehzylinder 11, 12 sind über enven gemeinsamen senkrechten Schwenkbolzen 15 mit einem im Grundrahmen 2 waagerecht geführten Schlitten 16 gelenkig verbunden. In F i g. 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 106 der Lenkerverbindung 10. Da die kanonische 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 Heben und Senken der Spannschelle 5 gering-, fügige Abweichungen hinsichtlich der Neigung der Drehzylinder 11,12 einerseits gegenüber derjenigen der Lenkerverbindung 10. Um diese unterschiedlichen Neigungen aufzufangen, wird zweckmäßig das schlittenseitige Gelenkauge 10£> 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 Drehzylindern 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 senkrecht 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 F i g. 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 entspeubares Rückschlagventil 30, 31 mit den Zuleitungen A bzw. B verbunden, die von einem Wegeventil 32 mit mittlerer Scnwimmstellung ausgehen. Jedem Druckspeicher 24 bzw. 25 ist ferner ein Druckbegrenzungsventil 33 bzw. 34 parallel geschaltet, um einen vorgegebenen Maximaldruck in den Druckräumen 28 und 29 des Verstellzylinders 20 einzuhalten. Das Rückschlagventil 30 ist über eine Pilotleitung 35a, die mit der Zuleitung B kommuniziert, entsperrbar, ebenso 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 einem Behälter 38 verbunden.

Die Wirkungsweise der in F i g. 4 dargestellten Steuerung 1st folgende:

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 29 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 35a bzw. 35£> entsperrt. Die Druckspeicher 24 und 25 nehmen an derartigen Verstellvorgängen keinen Anteil.

Beim Betrieb der Verrohrungsmaschine steht das Wegeventil 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 Druckspeicher 24 und 25 beaufschlagt, der zweckmäßig auf einen Bereich zwischen 30 und 60 bar eingestellt wird, insoweit ist der Kolben des Verstellzylinders 20 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 Druckspeicher 24 hinuoergeschoben, wobei gleichzeitig aus dem Druckspeicher 25 der Druck im Druckraum 29 aufrechterhalten wird. Beim Absenken der Spannschelle 5 ist es umgekehrt. Während des oszillierenden Drehens des Bohrrohres 1 mittels der Drehzylinder U und 12 führt der

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Hubbewegungen mit entsprechend wechselweiser Verdrängung von Druckmittelmengen in die Druckspeicher 24 und 25 aus. Die sich aus der nachgiebigen Verriegelung des Verstellzylinders 20 ergebende Haltekraft für die Lenkerverbindung 20 bleibt stets bestehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Verrohrungsmaschine als Bagger-Anbaugerät zum oszillierenden Drehen von Bohrrohren für Pfahlgründungen, bestehend aus einem auf dem Erdboden gleitfähigen Grundrahmen, einer auf dem Grundrahmen schwenkbar sowie heb- und senkbar angeordneten Spannschelle zum Festspannen des Bohrrohres, einer an der Spannscheile angreifenden, deren Bewegung folgenden Lenkerverbindung, einem Paar von hydraulischen Drehzylindern, die mit umfangsverteilten Gelenken der Spannschelle verbunden sind, mit einem im Grundrahmen waagerecht geführten Schlitten, an dem sowohl die Lenkerverbindung als auch die Drehzylinder gelenkig angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschelle (5) über die Lenke/Verbindung (10) relativ zum Grundrahmen (2) mittels eines gelenkig an der Lenkerverbindung (10) angreifenden und gelenkig am Grundrahmen (2) abgestützten Verstelizylinders (20) radial positionierbar ist, und daß die Steuerung für den Verstellzylinder ventilseitig eine vorgespannte Schwimmstellung aufweist, in der der Kolben des Verstelizylinders durch gegeneinander 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 Spannscheile (Heben, Senken, Oszillieren) vom Kolben verdrängt werden, wechf-Jweise in die Druckspeicher geleitet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerung für den Verstellzylinder (20) jeder Druckspeicher (24,25) über ein Rückschlagventil (30, 31) gegenüber den bei Schwimmstellung eines Wegeventils (32) drucklosen Zulaufleitungen (A, B) abgesperrt ist, daß jedem Druckspeicher ein Druckbegrenzungsventil (33,34) zur Einhaltung eines vorgegebenen Maximaldruckes in den Druckräumen (28,29) des Verstelizylinders 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.

3. Verrohrungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbegrenzungsventile (33, 34) auf einen Maximaldruck von ca. 30 bis 60 bar eingestellt sind.