DE3113814A1 - "rammklotz" - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Rammklotz zum Einrammen .langgestreckter Gegenstände in den Boden mit einer im Betrieb wenigstens im wesentlichen in der Verschiebungsrichtung des langgestreckten Gegenstands hin- und herbewegbaren Schlagwucht, die mit einem auf dem einzurammenden Gegenstand angebrachten Amboss zusammenwirkt. 5

Bei den allgemein üblichen Rammklötzen wird die Schlagwucht durch eine

einzige Masse gebildet, die im Betrieb jeweils über einen bestimmten Abstand gehoben wird, worauf diese Masse fei herunterfallen kann oder die Masse während des freien Falls noch beschleunigt wird, so dass die Schlagwucht mit einer bestimmten Geschwindigkeit gegen den mit dem einzutreibenden Gegenstand zusammenwirkenden Amboss stösst. Bei diesem Zusammenstoss lösen sich im allgemeinen besonders grosse Kräfte aus, die während sehr kurzer Zeit auftreten. Diese Kräfte sind dabei häufig erheblich grosser als die zum überwinden des im Boden auf den Gegenstand ausgeübten Widerstands erforderlichen Kraft. Infolge dieser Schlagcharakteristik ist die Nutzwirkung des Schlags d.h. die Einsenkung pro Schlag ungünstig. In vielen Fällen besteht daher die Neigung, die möglichst hohen aus Festigkeitsgründen noch zulässigen Stossgeschwindigkeiten zu verwenden. Dabei ist es jedoch häufig unvermeidlich, dass in bestimmten Teilen des Rammklotzes und/oder des in den Boden einzutreibenden Gegenstands z.B.eines Pfahls kritische Spannungen auftreten, welche die Lbensdauer der betreffenden Einzelteile und die Betriebssicherheit des Rammklotzes beeinträchtigen.

Die Erfindung bezweckt, einen Rammklotz vorerwähnter Art zu schaffen, bei dem die vorerwähnten Nachteile vermieden werden können.

Gemäss der Erfindung kann dies daruch bewerkstelligt werden, dass die Schlagwucht jedenfalls hauptsächlich ausgebildet wird von in mehrere, in der Schlagrichtung hintereinander angeordnete, aneinander anliegende TellerCedern, von denen die untere im Betrieb unmittelbar den Amboss trifft.

Bei Verwendung der Konstruktion nach der Erfindung wird der Bewegungsimpuls der gesonderten Tellerfedern in zeitlicher Reihenfolge auf den

langgestreckten Gegenstand z.B. einen Rammpfahl übertragen, wodurch die Dauer der Einwirkungder ausgeübten Kraft verhältnismässig lang ist. Daher wird im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen, üblichen Ramm.-klötzen eine höhere Nutzwirkung des Schlags d.h. eine grössere Einsenkung pro Schlag bei gleichem Energieinhalt des Schlags erzielt. Da ausserdem die untere Tellerfeder dabei unmittelbar den Amboss trifft, kann die nicht federnde Masse minimal gehalten werden, wodurch die am Anfang des Schlags auftretenden Spitzenkräfte niedrig sein können im Vergleich zu den bei Verwendung der üblichen Rammklötze auftretenden Spitzenkräften. Dies hat einen günstigen Einfluss auf die Lebensdauer der unterschiedlichen Einzelteile und die Betriebssicherheit, während andererseits Wöhere Aufprallgeschwindigkeiten und soinit höhere Schlagenergiewerte benutzt werden können. Dabei ist est durch angemessene Formgebung der Tellerfedern selbst und durch die Zusammensetzung des Federpackets un einfacher Weise möglich, den Verlauf und/oder die Grosse der Kraft abzuändern, so dass eine Anpassung des Rammklotzes an die beabsichtigte Anwendung in einfaoher Weise vollzogen werden kann.

Es sei bemerkt, daaa aus der amerikanischen Patentschrift 3.245.482 ein Rammklotz bekannt ist, der aus einer Anzahl·, von Metallblöcken zusammengebaut ist, die durch verhältnismässig dünnen Scheiben eines einigermassen elastischem Material z.B. Kautschuk voneinander getrennt sind. Die unterschiedlichen Blöcke sind Über eine Stange geschoben, die mit einem Ende in den unteren Block eingeschraubt ist, während das andere Ende mit einer Mutter versehen ist, um die übrigen Blöcke und die zwischenliegenden Scheiben gegen den unteren Block festzuklem-^x men. Bei Verwendung eines solchen Rammklotzes werden die Anfangsspitzenkraft und die Schlagkraft am Anfang des Schlags jedoch ebenso hoch wie bei einem üblichen Rammklotz vorerwähnter Art, wobei ebenfalls alle diesem innewohnenden vorstehend beschriebenen Nachteile auftreten. Infolge der steifen Befestigung am unteren Block wird die Stange unmittelbar von dieser Spitzenkraft belastet, so dass Bruchgefahr für :· diese Stange gross ist.

Aus der amerikanischen Patentschrift 2.812.745 ist ferner die Verwen-

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dung von Tellerfedern für Schlagwerkzeuge bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion wird die Schlagkraft nicht unmittelbar durch eine Tellerfeder sondern durch einen das Tellerfederpacket aufnehmenden Stift übertragen. Auch bei Verwendung einer solchen Konstruktion tritt eine Anfangsspitze.der Schlagkraft auf, die mit der Anfangsspitze bei dem vorstehend beschriebenen, allgemein üblichen Rammklotz vergleichbar ist. Dabei wird der Stift des Federpackets unmittelbar von dieser hohen Spitzenkraft belastet, so dass auch in diesem Falle die Gefahr eines Stiftbruchs gross ist.

Schliesslich ist aus der amerikanischen Patentschrift 3.823.786 eine Schlagwucht bekannt, die in eine Anzahl schwerer Metallscheiben aufgeteilt ist, die in einem bestimmten Abstand voneinander auf einem zentral angeordneten Bolzen angebracht sind, wobei die Verbindung zwischen den Scheiben un dem Bolzen durch Gewinde hergestellt wird. Jede Scheibe ist dabei auf dem Bolzen mittels einer Sicherungsmutter befestigt, die gewissermassen elastisch verformbar ist. Auch bei dieser Konstruktion wird der Schlag unmittelbar ducrch den Bolzen übertragen, so dass dieser ungünstig belastet wird. Ferner handelt es sich hier gleichsam um eine dynamische Parallelschaltung der Scheiben im Gegensatz zur Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung, bei der die Tellerfedern gleichsam in Reihe geschaltet sind. Daher ergibt sich bei Verwendung dieser bekannten Konstruktion eine andere Schlagcharakteristik mit kürzerer Zeitdauer und höheren Spitzenkräften als bei der Konstuktion nach der Erfindung.

Die Erfindung wird nachstehen an Hand beiliegender Figuren näher erläutert, in denen schematisch ein Rammklotz nach der Erfindung mit einer Kupplung mit einem in den Boden einzurammende Pfahl dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt nur den auf einer Seite d<*v Mittellinie liegenden Teil der Kombination des Rammklotzes und des in den Boden einzurammenden Pfahls'im Schnitt.

Der in den Roden einzurammenden Pfahl enthält ein vorzugsweise zylinderförmiges Rohr 1, das mit Hilfe eines wenigstens im wesentlichen kegel-

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förraigen Verbindungsstücks 2 mit einem Rohrstück 3 kleineren Durchmessers verbunden ist. Das Verbindungsstück 2 ist am Aussenumfang mit einem vorstehenden, runden Kragen 4 versehen, dessen Aussendurchmesser grosser ist als der Aussendurchmesser der Rohrs 1. In einem Abstand über dem Kragen 4 ist das Rohrstück 3 mit zwei übereinander liegenden, vorstehenden, im Schnitt mehr oder weniger dreieckigen Kragen 5 und

6 versehen.

Der die Teile 1 bis 6 enthaltende, mit dem in den Boden einzurammenden, langgestreckten Gegenstand gekuppelte Rammklotz enthält einen mit der Mittellinie 7 des Gegenstands konzentrischen, doppelwandigen, zylinderförmigen Hantel 8, an dessen unterem Ende eine zur Mittellinie

7 senkrechte, ringförmige Platte 9 befestigt ist.

Am Innenrand der ringförmigen Platte 9 ist ein mit der Mittellinie 7 konzentrischen, von der ringförmigen Platte 9 ab aufwärts verlaufender Ring 10 befestigt. Am oberen Ende liegt die Innenwand des Rings 10 abdichtend am Aussenumfang des Kragens 4 an.

Ferner ist mittels Bolzen 11 ein Ring 12 an der Platte 9 befestigt, welcher Ring 12 derart ausgebildet ist, dass ein Teil des Rings 12 sich innerhalb der Innenwand des Rings in Richtung des Rohrs 1 erstreckt. Zwischen der oberen Fläche des im Innern der Platte 9 liegenden Teils des Rings 12 und der Unterseite des Kragens 4 sind eine Anzahl aus einigermassen nachgiebigem Material z.B. Kautschuk hergestellter Puffer 13 angebracht,

Am oberen Ende des Mantels 8 ist ebenfalls eine zur Mittellinie 7 senkrechte, ringförmige Platte 14 befestigt. Am Innenrand der ringförmigen Platte 14 ist ein mit der Mittellinie 7 konzentrischer Ring 15 befestigt. Der Ring 15 umgibt einen Ring 16 und liegt mit der Innenfläche abdichtend am Aussenumfang des Ring 16 an.

Die Innenfläche des Rings 16 liegt in einer Kegelebene, deren Mittellinie sich mit der Mittellinie 7 des Rohrstücks 3 deckt, wie aus der Figur ersichtlich ist. Die Innenfläche des Rings 16 liegt am Aussenum-

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fang des Rings 17, dessen Innenfläche am Aussenumfang der Nase 5 anliegt.

Das untere Ende des Rings 17 ruht auf einem Ring 18, der mittels BoI-zen 19 am Ring 16 aufgehängt ist. Es wirdt einleuchten, dass beim Festziehen der Bolzen 19 die Ring?16 und 17 um den Aussenumfang des langgestreckten Gegenstands gut festgeklemmt werden können.

An der Oberseite der ringförmigen Platte 1¹I 1st ferner eine ringförmige Platte 20 mittels Bolzen 21 befestigt.

Zwischen der Platte 20 und dem unter dieser liegenden Ring 16 sind eine Anzahl beispielsweise aus Kautschuk oder dgl. hergestellter Puffer 22 angebracht.

Es wird einleuchten, dass in dieser Weise der Mantel 8 in der erwünschten Lage rings um das Rohrstück 3 gehaltert wird , während durch Eindrücken bzw. Ausrecken der Puffer 13 und 22 eine geringe, axiale Verschiebung des Mantels 8 in der Längsrichtung des Rohrstücks 3 möglich ist.

Der Mantel 8 bildet einen Zylinder, in dem ein Schlagkolben oder Kolbenmantel 23 verschiebbar ist. Der Schlagkolben 23 liegt nur nahe seinen Enden an der Innenwand des Mantels 8 an, so dass über den grösseren Teil der Länge des Schlagkolbens zwischen dem Mantel 8 und dem Schlagkolben ein durch einem am Mantel 8 befestigten Ring 24 in zwei Räume 25 und 26 aufgeteilter, ringförmiger Schlitz gebildet wird. Eine Abdichtung zwischen den Enden des Kolbenmantels und der Mantelwand wird durch an den Enden des Kolbenmantels 23 angebrachte Abdichtungsorgane 3OA . und 23A z.B. Kolbenringe bewerkstelligt.

An den und von dem Raum 25 kann Druckflüssigkeit z.B. Luft zu- bzw. abgeführt werden durch das Innere des doppelwandigen Mantels 8 und einen Durchgang 27, der gerade über dem Ring 24 liegt, während an den und von dem Raum 26 unter dem Ring 24 Druckluft zu- bzw. abgeführt werden kann durchweinen Durchgang 28 im Innern des Mantels 8.

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Nahe dem oberen Ende des Kolbenmantels 23 ist ein einen Teil der Schlagwucht bildender Ring 29 angebracht, der den Raum zwischen dem Innenumfang des Kolbens 23 und dem Aussenumfang des Rohrstdcks 3 teilweise überbrückt und an einer nach innen vorstehenden Nase 30 des Schlägkolbens anliegt.

Ein einem ähnlichen Teil der Schlagwucht bildender Ring 31 ruht auf einer nach innen vorstehenden Nase 32, die nahe dem unteren Ende des Schlagkolbens 23 liegt und einen Teil dieses Schlagkolbens bildet.

Zwisrhe.i den Ringen 29 und 31 sind eine Anzahl ebenfalls einen Teil der Schlagwucht bildender Ringe33 angebracht. Aus der Figur geht hervor, dass die Ringe einigermassen kegelförmig ähnlich wie Tellerfedern ausgebildet sind in der Weise, dass jeder dieser Ringe nahe dem Innenumfang mit einem benachbarten Ring und nahe dem Aussenumfang mit dem anderen benachbarten Ring in Berührung steht. Tatsächlich ist somit in der dargestellten Ausführungsform der grössere Teil der Schlagwucht des Ramm-''lotzes über zehn Ringe verteilt, aber es wird einleuchten, dass gegebenfalls auch mehr oder weniger Ringe gleicher oder verschiedener Bemessung benutzt werden können.

Zum Einrammen des langgestreckten Gegenstands wird der Rammklotz dadurch betätigt, dass zunächst Druckluft durch den Durchgang 27 in den Raum 25 eingeführt wird, wodurch der Kolbenmantel 23 mit den darin vorhandenen Ringen 29, 31 und 33 aufwärts bewegt wird. Wenn die durch den Kolbenmantel und die Ringe gebildete Schlagwöcht ihre obere Stellung erreicht hat, wird der Druck im Raum 25 aufgehoben, so dass die Schlagwucht herunterrutschen kann. Gegebenfalls kann diese Bewegung der Schlägwucht dadurch beschleunigt werden, dass Qruckluft durch den Durchgang 28 in den Raum 26 eingeführt wird. Wenn die Schlagwucht sich nach unten bewegt, wird zunächst der untere Ring 31 gegen den einen Amboss bildenden Kragen 4 des in den Boden einzurammenden, langgestreckten Gegenstand stossen, worauf nacheinander die Ringe 33 und die Ring k9 in zeitlicher Reihenfolge ihre Bewegungsimpuls übertragen, wobei bei dieser Ausbildung der Schlagwucht diese Teile federnd eingedruckt werden. Um bei diesem Einfedern Verschleiss der Teile möglichst zu vermeiden, werden die Kontakt-

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flachen der Teile vorzugsweise derart ausgebildet, dass an diesen Kontaktflächen die Teile beim Einfedern gegeneinander abrollen.

Dabei können, wenn gewünscht, die äusseren Kontakstellen zwischen den Federn den weiter nach innen liegenden Kontaksstellen zwischen den Redern näher zur Anlage kommen, wodurch beim Eindrücken der Tellerfedern während des Schlags die Federkraft allmählich zunimmt, wodurch bei zunehmender Aufprallgeschwindigkeit der Schlagwucht am Amboss die durchschnittliche Schlagkraft ebenfalls allmählich zunimmt. 10

Es hat sich ergeben, dass bei Verwendung der Konstruktion nach der Erfindung das Auftreten einer kurzzeitigen, hohen Spitze der Schlagkraft vermieden wird, dass jedoch die Schlagkraft während längerer .Zeit auf einem verhältnismässjg heften Wert beibehalten wird, welcher Wert erheblich unter dem bei den üblichen Rammklötzen mit steifer Schlagwucht auftretenden Spitzenwert liegt. Die JJrösse der Schlagkraft im Lauf der Zeit lässt sich noch ändern durch die Wahl der Grosse der gesonderten Teile und der Federcharakteristiken dieser Teile. Es ist z.B. möglich, am Anfang die Schlagkraft etwas grosser als beim weiteren Teil dieses Schlags zu wählen . Durch passende Zufuhr von Flud kann auch bewerkstelligt werden, dass der obere Ring 29 der Schlagwucht gegen den dann als Amboss wirkenden Ring 18 stösst, z.B. beim herausziehen einer Dammwand mittels des Rammklotzes. Es wird einleuchten, dass bei dieser Wirkung des Rammklotzes die gleichen Vorteile wie beim übliehen Rammen erzielt werden.

Die Erfindung ist an Hand einer Ausführungsform erörtert, in der der Rammklotz fest mit dem in den Boden einzurammenden Gegecstand gekuppelt ist, der durch ein Stahlmantelrohr gebildet wi rd, in dem nach dem Einrammen in den Bodem ein BetonpTahl bebildet wird, worauf das Mantelrohr wieder an dem Boden herausgezogen wird, indem die Wirkung des SchLa.gorgans derart umgekehrt wird, dass mittels des Schlagorgans das Mantelrohr 1 aus dem Boden geschlagen wird. Selbstverständlich lässt sich die Erfindung auch bei anderen Arten von Rammklötzen z.b. Dämpfhämmern, Dieselhämmern und hydraulischen Hämmern benutzen. Dabei kann

der Rammklotz zum Einführen allerhand langgestreckter Gegenstände, s.B. Rohre, Pfähle, Dammwände usw. in den Boden benutzt werden. In diesem Fall kann der untere Amboss z.B. locker auf dem einzurammenden Gegenstand ruhen oder losnehmbar an diesem befestigt werden. 5

Claims (9)

31138U K 13 271 De Rotterdamsche Droogdok MIJ B.V. Heyplaatstraat 21, Rotterdam, Niederlande Rammklotz PATENTANSPRÜCHE

1. Rammklotz zum Einrammen langgestreckter Gegenstände in den Boden mit einer wenigstens im wesentlichen in der Verschiebungsrichtung des langgestreckten Gegenstands hin- und herbewegbaren Schlagwucht, die mit einem auf deir einzurammenden Gegenstand angebrachten Amboss zusammenwirkt, d.g., dass die Schlagwucht jedenfalls hauptsächlich ausgebildet wird von in mehrere, in der Schlagrichtung hintereinander angeordnete, aneinander anliegende Tellerfedern (29, 31,33) von denen die untere Tellerfeder (3D im Betrieb unmittelbar auf den Amboss (4) schlägt.

2. Rammklotz nach Anspruch 1, d.g., dass die Kontaktflächen zwisohen benachbarten Tellerfedern (29,31,33) derart ausgebildet sind, dass bei der Verformung der Tellerfedern die miteinander in Berührung stehenden Teile der Tellerfedern einander gegenüber abrollen.

3. Rammklotz nach Anspruch 1 oder 2 d.g. dass die Tellerfedern in der Weise sind gebildet, dass beim Eindrücken der Tellerfedern die Kontaktstellen zwischen den Tellerfedern sich in Richtung aufeinander bewegen.

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4. Rammklotz nach einem der vorhergehenden Ansprüche.d.g., dass die Massen der Tellerfedern (29,31,33) verschiedene Grossen aufweisen.

5. Rammklotz nach einem der vorhergehenden Ansprüche d.g., dass mit dem ersten Amboss (U) ein zweiter, über der Schlagwucht (29,31,33) liegender Amboss (18) verbunden ist, wobei die Anordnung derart ist, dass die obere Tellerfeder (29) der Schlagwucht unmittelbar mit dem zweiten Amboss (18) zusammenwirken kann.

6. Rammklotz nach einem der vorhergehenden Ansprüche d.g., dass die Tellerfedern (29,31,33) zwischen an den Enden eines'die Tellerfedern umgebenden Kolbenmantels (23) befestigten Anschlägen (30,32) eingesperrt sind-.

7. Rammklotz nach Anspruch 5 d.g., dass der Kolbenmantel (23) in einem mit dem Kolbenmantel (23) konzentrischen Zylindermantel (8) untergebracht ist, wobei an den Enden des Zylindermantels mit der Innenwand des Zylindermantels zusammenwirkende Abdichtungsorgane (30A, 32A) angebracht sind, zwischen welchen Abdichtungsorganen ein den Kolbenmantel

(23) umgebender Ring (24) am Zylindermantel (8) befestigt ist, und dass ferner Mittel vorgesehen sind, durch die nach Wahl eine Druckflüssigkeit unter oder über dem Ring (24) in den zwischen dem Zylindermantel (8) und dem Kolbenmantel (23) vorhandenen Raum eingeführt werden kann.

8. Rammklotz nach einem der Ansprüche 4 bis 6 d.g., dass der erste Amboss (4) und der zweite Amboss (18) durch ein von den Tellerfedern (29,31,33) umgebenes Rohr (3) miteinander verbunden sind.

9. Rammklotz nach Anspruch 7 d.g., dass der Zylindermantel (8) mit Hilfe elastischer Pufferorgane (13, 22), die an den voneinander abgewana^en Seiten der Ambosse (4,18) angeordnet sind, in bezug auf die Ambosse abgestützt wird.