DE3112396A1

DE3112396A1 - Vorrichtung zum rammen und ziehen von spundbohlen

Info

Publication number: DE3112396A1
Application number: DE19813112396
Authority: DE
Inventors: Paul 5940 Lennestadt Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-28
Filing date: 1981-03-28
Publication date: 1982-10-07
Also published as: FR2502663A1; GB2095731A; JPS57174537A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rammen und Ziehen von Spundbohlen, Kanaldielen, Rohren und anderem Rammgut mit einem Vibrationsbären, einem schlagenden, einen Schlagkörper und einen Amboß aufweisenden schaltbaren Rammbären.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 55 129 bekannt. Der Vibrationsbär ist hier unmittelbar mit einer am Rammgut angreifenden Spannzange verbunden. Die obere Querfläche des Vibrationsbären ist als Amboß ausgebildet und oberhalb dessen ein an einer vom Vibrationsbären nach oben laufenden Führungsstange mittels einer Feder aufgehängter Schlagkörper schwingt. Solange die durch den Vibrationsbären erzeugte Vortriebsgeschwindigkeit des Rammgutes oberhalb eines vorbestimmten Werts liegt, sind die Schwingungsausschläge des Schlagkörpers so gering, daß er auf den Amboß nicht aufschlägt. Verringert sich die Vortriebsgeschwindigkeit des Rammgutes unter einen bestimmten Wert, so beginnt der Schlagkörper auf den Amboß aufzuschlagen, so daß der Vibrationsbär die Wirkung eines schlagenden Rammbären entfaltet und die einem Vibrationsvorschub hinderliche Bodenschicht durchschlagen wird.

Um eine möglichst große Schlagwirkung zu erreichen, sollte für den Fachmann ersichtlich auf den Schlagkörper die möglichst ungedämpfte Anregungsenergie des Vibrationsbären wirken. Dies ist aber bei der bekannten Vorrichtung nicht der Fall, da der Vibrationsbär über die Spannzange direkt an das Rammgut angeklemmt ist und dadurch der größte Teil der Vibra-

tionsenergie stets in das Rammgut eingeleitet wird, auch wenn nur ein geringer Vortrieb aufgrund des Widerstandes einer für einen Vibrationsvorschub nicht geeigneten Bodenschicht erreicht wird. Die vom Schlagkörper auf dem Amboß ausgeübte Schlagenergie kann also bei der bekannten Vorrichtung nicht sehr hoch sein, &o daß sie im Betrieb als schlagender Rammbär nicht sehr wirksam ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau wahlweise einen Betrieb als Vibrationsbär

und als schlagender Rammbär erlaubt und dabei die gesamte vom Vibrationsbär erzeugte Schwingungsenergie auf den schlag.enden Rammbär und damit auf das Rammgut überträgt.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß der Schlagkörper und der Amboß zwischen dem Vibrationsbären und einer am Rammgut befest.igbaren Spannzange angeordnet und mit einer schaltbaren Verriegelung versehen sind.

Auf diese Weise wirkt die Vorrichtung, solange der Schlagkörper gegen den Amboß gespannt ist, als Vibrationsbär, so daß das Rammgut mit großer Geschwindigkeit und geringer Geräuschentwicklung in den Boden eingetrieben werden kann. Sobald das Rammgut durch eine für Vibrationsrammen nicht geeignete Bodenschicht aufgehalten wird, wi^d die Verriegelung gelöst, so daß der Vibrationsbär bei jedem von der Spannzange weggerichteten Impuls zusammen mit dem Schlagkörper

vom Amboß abhebt und bei dem in Richtung des Rammgutes verlaufenden Impuls mit großer Wucht wieder auf den Amboß aufschlägt. Nach dem Lösen der Verriegelung arbeitet der Vibrationsbär somit als schlagender Rammbär. Da der Vibrationsbär mit dem Schlagkörper frei gegenüber dem Amboß und der Spannzange geführt ist, wird dem Vibrationskörper beim Aufwärtsimpuls keinerlei Energie entzogen, während beim Abwärtsimpuls die gesamte Bewegungsenergie als Schlagenergie über den Amboß und die Spannzange auf das Rammgut übertragen wird.

Vorteilhafterweise arbeiten die Verriegelung hydraulisch mittels einer Kolbenzylindereinheit, so daß sich das Umschalten jederzeit bei Bedarf von außen steuern läßt. Die Vorrichtung kann einen im Amboß quer zur Vortriebsrichtung verlaufenden Durchbruch, ein durch den Durchbruch verlaufendes, am den Amboß hutartig übergreifenden Schlagkörper angeordnetes Querhaupt und einen Zwischen dem Querhaupt und einer Querfläche des Durchbruchs angeordneten Keil zum Verriegeln aufweisen. Bei dieser Ausführung wird der Schlagkörper mittels des Keils gegen den Amboß verspannt und läßt sich der freie Hub des Schlagkörpers gegenüber dem Amboß durch den Verschiebeweg des Keils beeinflussen. Diesem Zweck dient vorteilhafterweise eine den Keil in die den Schlagkörper gegen den Amboß spannende Lage verschiebende Feder und eine den Keil in entgegengesetzter Richtung verschiebende Kolbenzylindereinheit. Je nachdem um welchen Weg der Keil durch die Kolbenzylindereinheit verschoben wird, verändert sich auch der freie Hub des Schlagkörpers gegenüber dem Amboß.

Um auch beim Betrieb als schlagender Rammbär die Geräuschbelästigung möglichst niedrig zu halten, kann sich tischen dem Schlagkörper und dem Amboß eine schalldämpfende Auflage befinden.

Weiterhin können an Seitenwangen des Amboß und seitlichen Führungsflächen des Schlagkörpers gummielastische Schwingkörper befestigt sein, so daß der Schlagkörper und der Amboß ein schwingungsfähiges System bilden. Des weiteren kann zwischen dem Vibrationsbären und der Spannzange mindestens eine den Schlagkörper und den Amboß gegeneinander verspannende Kolbenzylindereinheit angeordnet sein. Wird die Kolbenzylindereinheit einerseits am Vibrationsbären oder der Spannzange befestigt und andererseits an der Spannzange oder dem Vibrationsbären begrenzt verschiebbar geführt, so kann sie gleichzeitig als Führungsverbindung zwischen dem Vibrationsbären und der Spannzange dienen, und es sind keine besonderen Führungselemente, wie beispielsweise gummielastische Schwingkörper, erforderlich.

Um den Schlagkörper gegen den Amboß verspannen zu können, weist die Kolbenstange der Kolbenzylindereinheit auf der dem Zylinder, abgewandten Seite der Kolbenstangenführung einen Anschlag auf, der bei Druckbeaufschlagung der Kolbenzylindereinheit gegen eine Auflagefläche der Spannzange gezogen wird und so die Spannzange mit dem Amboß gegen den Schlagkörper verspannt. Auch bei dieser Ausführung ergibt sich ein schwingungsfähiges System bei einem Zwischenschalten einer Feder zwischen den Vibrations bären und die Spannzange. Vorteilhafterweise dient zu diesem Zweck eine konzentrisch zur Kolbenzylindereinheit angeordnete Druckfeder.

Befindet sich nur eine Kolbenzylindereinheit zwischen dem Vibrationsbären und der Spannzange, so muß diese notwendigerweise in der Längsmittelebene der Vorrichtung angeordnet sein. Werden mindestens zwei Kolbenzylindereinheiten verwendet, so können diese symmetrisch zur Längsmittelebene außerhalb des Schlagkörpers und des Ambosses angeordnet sein, was hinsichtlich der Zugänglichkeit und Einfachheit des Aufbaus Vorteile mit sich bringt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig.1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Vibrationsbären, einer Spannzange und einem dazwischen angeordneten schlagenden Rammbären,

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig.3 des schlagenden Rammbären,

Fig.3 einen Schnitt nach der Linie IH-III in Fig.2,

Fig. k einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig.2 und

eine schematische Ansicht einer weiteren Vorrichtung mit einem Vibrationsbären, einer Spannzange und einem dazwischen angeordneten schlagenden Rammbären.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Vibrationsbären 1, dessen Vibrationsenergie durch zwei gegenläufige Unwuchten 2 erzeugt wird. Am Vibrationsbären 1 ist ein schlagender Rammbär 3 befestigt., der seinerseits mit einer Spannzange 16 verschraubt ist. Der schlagende Rammbär 3 weist einen Schlagkörper 4 auf, der mit dem Vibrationsbären 1 starr verbunden ist und der mit einem mit der Spannzange 16 starr verbundenen Amboß 5 zusammenwirkt .

Der Amboß 5 ist mit einem Durchbruch 6 versehen, dessen obere Querfläche 7 als Schrägfläche ausgebildet ist. Der Schlagkörper 4 übergreift den Amboß 5 hutartig und weist Seitenwangen 10 auf, an denen ein durch den Durchbruch 6 hindurchgeführtes Querhaupt 9 befestigt ist. Im Durchbruch 6 ist ein mit der oberen Schrägfläche 7 und dem Querhaupt 9 zusammenwirkender Keil 8 angeordnet, der durch eine sich an einer Seitenwange 10 abstützende Druckfeder 13 so verschoben wird, daß der Amboß 5 gegen den Schlagkörper 4 verspannt wird. In dieser Stellung wirkt die Vorrichtung als Vibrationsramme, da zwischen dem Schlagkörper 4 und dem Amboß 5 kein Spiel vorhanden ist und die durch den Vibrationsbären 1 erzeugte Vibrationsenergie direkt über die Spannzange 16 auf das Rammgut übertragen wird. Der Keil 8 läßt sich gegen die Kraft der Druckfeder 13 mittels einer Kolbenzylindereinheit 11 und deren Kolbenstange 12 verschieben.

Trifft nun das Rammgut auf eine dem Vibrationsrammen einen erheblichen Widerstand entgegensetzende Boden-

schicht, so kann durch Druckbeaufschlagung der Kolbenzylindereinheit 11 der Keil 8 verschoben und die Verriegelung zwischen dem Schlagkörper 4 und dem Amboß 5 aufgehoben werden. Der Vibrationsbär 1 beginnt somit, zusammen mit dem Schlagkörper 4 gegenüTöer dem Amboß 5 und der Spannzange 16 zu schwingen, wobei an den Wangen 10 und den seitlichen Führungsflächen 26 des Ambosses 5 befestigte gummielastische Schwingkörper 15 als Führung dienen. Bei jeder Abwärtsschwingung schlägt der Schlagkörper 4 auf die schalldämpfende Auflage 14 des Ambosses 5 auf und treibt so das Rammgut durch energiereiche Schläge durch die hemaoende Bodenschicht hindurch. Sobald die Hemmschicht durchstoßen ist, kann die Kolbenzylindereinheit 11 wieder diEUckentlastet werden; die Dr-uckfeder 13 schiebt dann den Keil 8 in die Verriegelungsstellung zurück, und die Vorrichtung arbeitet erneut als Vibrationsramme.

Eine möglichst starre, jedoch schnell lösbare Verbindung zwischen der Spannzange 16 und dem Rammgut gewährleistet eine mittels einer Kolbenzylindereinheit 18 verschiebbare Spannbacke 17. Diese Spannbacke 17 in der Spannzange 16 erlaubt es, die Vorrichtung auch zum Ziehen von Rammgut zu verwenden.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführung ist nur der schlagende Rammbär 3 anders aufgebaut. Ein am Vibrationsbären 1 starr befestigter Schlagkörper steht einem an der Spannzange 16 starr befestigten Amboß 20 gegenüber. Am Schlagkörper 19 befindet sich eine schalldämpfende Auflage 14. Beiderseits des

Schlagkörper 19 und des Ambosse? 20 symmetrisch zur Längsmit+.plcbene der Vorrichtung sind je eine Kolbenzylindereinheit 21 mit einer Kolbenstange 22 angeordnet. Die Zylinder der Kolbenzylindereinheiten

21 sind am Vibrationsbären 1 starr befestigt, während die Kolbenstangen 22 in Führungsbohrungen 24 an der Spannzange 16 begrenzt verschiebbar geführt sind. An den Enden der Kolbenstangen 22 sind auf der den Zylindern der Kolbenzylindereinheiten 21 abgewandten Seite der Führungsbohrungen 24 Anschläge 23 a-ceordnet. Konzentrisch zu den Kolbenzylindereinheiten 21 erstrecken sich Druckfedern 25 β

In der dargestellten Stellung sind die Kolbenstangen

22 aus den Kolbenzylindereinheiten 21 ausgefahren, so daß die Spannzange 16 mit dem Amboß 20 an den Federn 25 elastisch aufgehängt ist und sich zwischen dem Schlagkörper 19 und dem Amboß 20 ein gewisser Abstand ergibt. Dies ist die Stellung, in der die Vorrichtung als schlagende Ramme wirkt.

Wenn die Spannzange 16 mit einem nicht dargestellten Rammgut verspannt ist, so schwingt der Vibrationsbär 1 zusammen mit dem Schlagkörper 19 aufgrund der umlaufenden Unwuchten 2 auf und nieder und schlägt bei jedem Abwärtshub auf den Amboß 20 auf. Es wird somit die Vibrationsenergie des Vibrationsbären 1 bei jedem Abwärtshub ungedämpft auf das Rammgut übertragen. Soll die Vorrichtung als Vibrationsramme betrieben werden, so brauchen nur die Kolbenzylindereinheiten 21 mit Druck beaufschlagt zu werden, so daß die Kolbenstangen 22 eingezogen werden, wodurch der Aoxboß 20 über die Anschläge 23 gegen den Schlagkörper 19 gespannt wird.

Claims

Dr.-lng. Reimar König1 \4: · ÖipL-lng. Klaus Bergen Cecilienallee 76 4 Düsseldorf 3O Telefon 452OO8 Patentanwälte 26. März 1981 33 877 K Herr Paul Schmidt, Winterberger Straße, 5940 LenneStadt 1 / Saalhausen " Vorrichtung zum Rammen und Ziehen von Spundbohlen" Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Rammen und Ziehen von Spundbohlen, Kanaldielen, Rohren und anderem Rammgut mit einem Vibrationsbären, einem schlagenden, einen Schlagkörper und einen Amboß aufweisenden schaltbaren Rammbären, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagkörper ( 4,19) und der Amboß ( 5,20) zwischen dem Vibrationsbären (1) und einer am Rammgut befestigbaren Spannzange (16) angeordnet und mit einer schaltbaren Verriegelung ( 8,21, 22, 23 ) versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelung ( 8, 21 , 22, 23 ) mit einer Kolbenzylindereinheit ( 11, 12, 21, 22 ) hydraulisch verbunden ist.

-z-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen im Amboß (5) mit einem quer zur Vortriebsrichtung verlaufenden Durchbruch (6), ein durch den Durchbruch (6) verlaufendes, am den Amboß (5) hutartig übergreifenden Schlagkörper (4) angeordnetes Querhaupt (9) und einem zwischen dem Querhaupt (9) und einer Querfläche (7) des Durchbruchs (6) angeordneten Keil (8).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine den Keil (8) in die den Schlagkörper (4) gegen den Amboß (5) spannende Lage verschiebende Feder (13) und eine den Keil (8) in entgegengesetzter Richtung verschiebende Kolbenzylindereinheit ( 11,12).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnetdurch eine zwischen dem Schlagkörper (4) 19) und dem Amboß (5, 20) angeordnete schalldämpfende Auflage (14).

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch an Seitenwangen (10) des Ambosses (5) und seitlichen Führungsflächen (26) des Schlagkörpers (4) angeordnete gummielastische Schwingkörper (15).

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens eine zwischen dem Vibrationsbären (1) und der Spannzange (16) angeordnete, den Schlagkörper (19) und den Amboß (20) gegeneinander verspannende Kolbenzylindereinheit ( 21,22).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolbenzylindereinheit (21, 22) einerseits am Vibrationsbären (1) oder der Spannzange (16) "befestigt und andererseits am der Spannzange (16) oder dem Vibrationsbären (1) begrenzt verschiebbar geführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (21) der Kolbenzylindereinheit (21,22) am Vibrationsbären (1) befestigt und mit einer Kolbenstange (22) in der Spannzange (16) verschiebbar geführt ist und daß sich auf der dem Zylinder (21) abgewandten Seite der Kolbenstangenführung (24) an der Kolbenstange (22) ein Anschlag (23) befindet.

10.Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine konzentrisch zur Kolbenzylindereinheit (21,22) angeordnete Feder (25).