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Vibrationsramme zum Rammen und Ziehen
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Gattung Die Erfindung betrifft eine Vibrationsramme zum Rammen und
Ziehen mit motorisch angetriebenen, in Erregergehäusen arbeitenden Unwuchterregern,
die einem starren Vibratorgehäuse zugeordnet sind und mit einem schwingungsisolierten
Ziehkopf, der an dem Vibratorgehäuse befestigt ist.
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Stand der Technik Zum Einrammen oder Ziehen von Bohlen, Pfählen,
Spundwänden, Rohren oder anderen Teilen finden beim Deich-, Kanal- oder Tiefbau
oder bei anderen Arbeiten Vibrationsrammen Verwendung, die mit einem Ziehkopf mit
Seilen oder eisernen Tragringen an einem Kran, an einem Ausleger oder an einem Gestell
gehalten werden. Derartige Vibrationsrammen müssen eine möglichst optimale Schwingungsdämpfung
zum Trägergerät besitzen. In der Regel werden bei den bekannten Bauarten schwingungsisolierte
"Ziehköpfe" verwendet, die mit relativ großer Masse auf der Vibratorzelle montiert
werden. Voraussetzung für eine möglichst hohe Schwingungsisolierung ist eine ausreichende
statische Einfederung des zur Ziehkopfmasse gehörenden statischen Gewichtes,
bezogen
auf die von der Vibrationsramme erzeugten Schwingungsfrequenz. Zum Beispiel muß
bei einer Drehzahl der Unwuchterreger von etwa 1500 U/min mindestens eine Einfederung
von etwa 5 mm vorhanden sein. Dies ist nur durch ein entsprechend großes Gewicht
des Ziehkopfes oder einer entsprechend hohen statischen Vorspannung erreichbar.
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Die gravierenden Nachteile vorbekannter Ziehköpfe bestehen in a) den
großen Massen der Ziehköpfe und der dadurch erhöhten Eigengewichte der Vibrationsrammen;
b) einem hohen vertikalen Schwerpunktsabstand, bezogen auf den Rammgutklemmpunkt,
was zu einer Kopflastigkeit der gesamten Vibrationsramme und zum Abknicken des Rammgutes
führt, besonders während des Rammens mittels Vorspannung; c) mangelnde horizontale
Führungseigenschaften der Ziehkopfmasse, was ebenfalls eine schlechte vertikale
Führung der Vibrationsramme bei Rammarbeiten mit statischer Vorspannung zur Folge
hat.
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Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vibrationsramme
der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 vorausgesetzten Art die Bauhöhe der
gesamten Vibrationsramme wesentlich zu verringern und eine exakte Rammführung zu
erreichen.
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Lösung Ausgehend von einer Vibrationsramme der in Patentanspruch
1 vorausgesetzten Gattung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst.
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Einige Vorteile Bei der erfindungsgemäßen Vibrationsramme wird der
schwingungs isolierte Ziehkopf exakt in vertikaler Richtung zwischen den Erregerzellen
angeordnet. Dadurch ergibt sich eine optimal ringe Bauhöhe der gesamten Vibrationsramme,
was eine exakte RlmlllguLführung führung zur Folge hat, weil der Abstand des Gesamtschwerpunktes,
bezogen auf den Rammgutklemmpunkt, sehr klein ist.
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Weitere Ausfuhrungsformen In Patentanspruch 2 ist eine besonders
vorteilhafte Ausführungs form beschrieben, bei welcher der Ziehkopf mit seiner Schwinguntisolierung
gewissermaßen bündig mit der Oberkante der Erregergehäuse und damit der Vibratorzelle
abschließt. Lediglich eine einstückige Anordnung zum Anschlagen eines Kupplungselementes,
z.B. eines Seiles, kann nach oben hervorragen, was aber zur Gesamtmasse keine nachteiligen
Auswirkungen auf den Gesamtschwerpunkt hat.
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Gemäß Patentanspruch 3 ist vorzugsweise vorgesehen, daß die zur Schwingungsisolierung
vorgesehenen Federelemente horizontal auf Druck belastet sind, während sie in der
vertikalen Richtung auf Schub arbeiten.
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Sofern in den Anmeldungsunterlagen von "Gummi" oder "Gummielement"
die Rede ist, so werden darunter selbstverständlich auch Federelemente verstanden,
die aus einem Elastomer, insbesondere einem gummiartige Eigenschaften aufweisenden
kautschukartigen Kunststoff, z.B. aus einem Polyurethan-Kunststoff, bestehen, der
in dem erforderlichen Maße formelastisch ist, lichtecht ist, ozonbeständig ist und
die erforderliche Widerstandsfähigkeit gegen sämtliche auf Baustellen o. dgl. vorkommenden
Stoffe aufweist, mit denen solche Federelemente in Berühung gelangen können. Elastomere,
die diese günstigen
Eigenschaften haben, finden sich besonders in
der Gruppe der Chloropren-Kautschuke bzw. in der Gruppe der Polychloropren-Kautschuke.
Chloropren-Kautschuke kommen in annähernd idealer Weise den Anforderungen nahe,
die an einen optimalen kautschukartigen Elastomer gestellt werden. Chloropren-Kaut
schuke besitzen eine besonders weitgespannte Flexibilität und eine hervorragende
Wärmebeständigkeit. Weiterhin sind Chloropren-Kautschuke unempfindlich gegen alle
bekannten aggressiven Industrieatmosphären, werden aber auch durch Ozoneinwirkung
in keiner Weise in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt. Solche Werkstoffe weisen
eine lange Lebensdauer auf, die erheblich die Lebensdauer von Stahl überschreiten
kann. Während der gesamten Einsatzdauer benötigen solche Federkörper aus Polychloropren-Kautschuk
keinerlei Wartung, wobei sie während der gesamten Einsatzdauer ihre sehr hohe Elastizität
beibehalten. Je nach ihrer Härte sind sie mehr oder weniger leicht verformbar, besitzen
jedoch starke Rückstell kräfte, durch die sie sich hervorragend als Federelemente,
insbesondere nach Art der bekannten Silent"-Blöcke, eignen.
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Sie können ohne weiteres flammwidrig ausgelegt sein, so daß sie nur
so lange brennen, wie sie der direkten Einwirkung einer offenen Flamme ausgesetzt
sind, aber nach deren Verlöschen keinerlei Tendenz haben, von sich aus weiter-zubrennen.
Chloropren
-Kautschuke sind trotz ihres guten elastischen Verhaltens
kälteflexibel, so daß sie selbst bei tiefen Wintertemperaturen nicht verspröden
und ihr Dämpfungsvermögen beibehalten. Dabei ist es durchaus möglich, solche Körper
aus Lagen unterschiedlicher Härte und/oder Porengestaltung auszubilden, um eine
bestimmte Federcharakteristik zu erreichen. Beispielsweise lassen sich niedrige
Härtegrade eines Elastomers durch eine Schicht Moosgummiprofile aus dem gleichen
oder einem ähnlichen Elastomer erzielen, z.B. nach Art einer Sandwich-Bauweise auf
einer anderen Lage Elastomer-Werkstoff anordnen und mit dieser Lage durch einen
geeigneten Kleber materialmäßig einstückig verbinden. Im Bedarfsfalle können einem
geeigneten synthetischen Klebstoff, beispielsweise auf der Grundlage eines Chloropren-Kautschukes,
zur Erhöhung der Warmfestigkeit geeignete vernetzende Zusätze, z.B. ein Isocyanat
beigefügt werden. Kautschuke, die diesen Anforderungen in nahezu idealer Weise verkörpern,
werden z*B. von der Firma Bayer AG, Leverkusen unter dem Warenzeichen "Baypren"
vertrieben.
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Um in der horizontalen Ebene möglichst eine allseits hohe Steifigkeit
des Ziehkopfes bei möglichst geringem Konstruktionsraum zu erzielen, sind bei der
aus Patentanspruch 4 ersichtlichen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die
schwingungsisolierenden Gummielemente in Kreuzform angeordnet.
Alle
in der horizontalen Ebene auftretenden Querkräfte können durch diese Anordnung optimal
aufgenommen werden.
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Gleichzeitig erlaubt diese Anordnung eine optimale Schwingungs isolierung
in der vertikalen Ebene, in der die Schwingungen als gerichtete Wechselkräfte wirken,
weil dort die auf Schub arbeitenden Gummielemente eine ausreichende statische Ein
feder ung bei schon geringer statischer Auflast- bzw. Vorspannung gewährleisten.
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Gemäß Patentanspruch 5 ist die die Schwingungsisolierung des Ziehkopfes
übernehmende Feder als ein einziger Gummiblock ausgebildet. Derartige Federelemente
aus Gummi bzw. aus einem gummiartige Eigenschaften aufweisenden Kunststoff können
z.B. in einem geeigneten Formungsverfahren durch Gießen oder Spritzgießen hergestellt
werden.
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Es empfiehlt sich gemäß Patentanspruch 6, die einzelnen Federelemente,
aber auch einen einzelnen Block, aus Gummi zwischen mindestens zwei metallischen
Platten oder mehreren solchen Platten anzuordnen und den betreffenden Gummikörper
durch Kleben oder in sonstiger Weise mit diesen Platten zu verbinden. Auf diese
Weise lassen sich z.B. Federelemente einstückig einerseits an Wandungen der Vibratorzelle
beziehungs weise
der Unwuchterregergehäuse, andererseits durch
Schrauben an den dem Lastaufnahmemittel zugeordneten Teil jeweils auswechsel bar
befestigen, wobei sich das Lastaufnahmemittel in den Raum zwischen den Unwuchterregern
fortsetzt und hier ein Widerlager für das Federelement oder für die Federelemente
bildet.
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Gemäß Patentanspruch 7 ist jedes Federelement im Ziehkopf nach unten
mit ausreichend großem Spiel angeordnet, so daß es bei Schubbeanspruchung entsprechend
auch nach unten ausfederr kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch -an einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 Eine Vibrationsramme teils in der Seitenansicht,
teils im Schnitt und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II der Fig. 1.
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In der Zeichnung sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen
Teile veranschaulicht worden, da der grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise
einer Vibrationsramme als bekannt vorausgesetzt werden.
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Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein in einen Untergrund 2 einzurammendes
Teil, z.B. eine Spundbohle, bezeichnet, die durch eine Zange 3 gehaltert ist, die
Teil eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Vibrationsramme bildet.
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Die Bezugszeichen 5 bzw. 6 stellen motorisch angetriebene Unwuchterreger
dar, deren Unwuchtmassen mit 7 bzw.8 bezeichnet sind. Die Drehrichtungen der Unwuchtmassen
sind durch die Pfeile 9 bzw. 10 angedeutet.
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Die Unwuchtmassen 9,10 sind jeweils in einem nach außen hin gekapselten
Gehäuse 11 bzw. 12 angeordnet, die einstückig - funktionell oder materialmäßig einstückig
- mit der Vibratorzelle 13 verbunden sind. Gehäuse 11,12 und Vibratorzelle 13 sowie
Klemmzange 3 bestehen bei der dargestellten Ausführungs, form aus Stahl und stellen
damit ein starres Gebilde dar.
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Wie insbesondere die Fig. 1 erkennen läßt, sind die beiden Gehäuse
11 und 12 der Unwuchterreger 5 und 6 mit Abstand, aber parallel zueinander, diametral
einander gegenüberliegend angeordnet, derart, daß zwischen ihnen ausreichend Platz
zur Unterbringung des sogenannten Ziehkopfes der Vibrationsramme verbleibt, der
bei der dargestellten Ausführungsform insgesamt mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet
wurde.
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Der Ziehkopf 14 ist nach außen, oben, herausgeführt und besitzt ein
aus Stahl bestehendes Lastaufnahmemittel 15 mit einer Bohrung 16 zum Anschlagen
eines geeigneten Kuppiungselementes, durch das eine statische Auflast oder Vorspannung
auf den Ziehkopf 14 aufgebracht werden kann. Das Kupplungselement kann in üblicher
Weise z.B. mit einem Ausleger eines Baggers oder einer anderen Erdbearbeitungs-
oder Lademaschine oder einem Gestell oder mit einem sonstigen Ausleger verbunden
sein.
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Das Lastaufnahmemittel 15 ist einstückig mit einem durch im rechten
Winkel zueinander angeordnete, senkrecht verlaufende Laschen bestehendes Kreuzelement
17 verbunden, mit dessen senkrechten Wandungen insgesamt vier Federelemente 18,19,20
bzw. 21 einstückig, aber auswechselbar, gekuppelt sind. Diese vier Federelemente
sind nach Art von Silentblöcken ausgebildet und besitzen im mittleren Längenbereich
jeweils einen Gummi körper aus einem geeigneten Elastomer mit kautschukartigen Eigenschaften,
der jeweils zwischen zwei metallischen Platten 24, 25 bzw. 26, 27 bzw. 28, 29 bzw.
30, 31 eingeklebt ist.
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Über die metallischen Platten 24 bis 31 sind die Feder elemente 18
bis 21 jeweils durch Schrauben einerseits mit den senkrechte Stegen des Kreuzelementes
17 und andererseits mit den jeweils gegenüberliegenden Gehäusewandungen lösbar,
aber einstückig, verbunden.
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Die Fig. 1 läßt erkennen, daß unterhalb der Federelemente 18 bis 21
ein Freiraum 32 vorhanden ist, so daß die Federelemente 18 bis 21 in dieser Richtung,
also in Richtung X, federn können, wenn sie in Richtung X bzw. Y, also auf Schub,
beansprucht sind.
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Die horizontal auftretenden Kräfte werden in Richtung A -B bzw. in
Richtung C - D (Fig. 2) gut von den Federelementen 18 bis 21 aufgenommen, so daß
die Federelemente 18 bis 21 in horizontaler Ebene auf Druck belastet sind, allerdings
in der vertikalen Richtung auf Schub arbeiten. Dadurch wird in der Horizontalen
allseits eine hohe Steifigkeit des Ziehkopfe 14 bei möglichst geringem Konstruktionsraum
erreicht. Deutlich erkennt man, daß der Gesamtschwerpunkt der Vibrationsramme mit
dem Ziehkopf 14 etwa bei 33 liegt. Da der Ziehkopf 14 zwischen den beiden Unwuchterregergehäusen
11 und 12 angeordnet ist, weist die Vibrationsramme eine sehr geringe Gesamthöhe
auf und neigt nicht zum Pendeln und Kippen. Dadurch wird neben einer optimalen Schwingungsisolierung
in vertikaler Ebene und eine ausreichenden statischen Einfederung bei schon geringer
statischer Auflast bzw. Vor spannung eine exakte Rammführung erzielt, so daß das
Rammgut 1 nicht zum Ausknicken und/oder Pendeln neigt.
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Die in der Beschreibung, in den Patentansprüchen und in der Zusammenfassung
beschriebenen sowie in der Zeichnung dargestellten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung
wesentlich sein.
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llezugszeichenliste 1 Teil, Rammgut 2 Untergrund 3 Zange 4 Vibrationsramme
5 Unwuchterreger 6 7 Unwuchtmasse 8 9 Pfeil 10 11 Gehäuse 12 13 Vibratorzelle 14
Ziehkopf 15 Lastaufnahmemittel 16 Bohrung 17 Kreuzelement 18 Federelement 19 20
21 24 Platte 25 "
26 Platte 27 28 29 30 31 32 Freiraum 33 Gesamtschwerpunkt
A Richtung B C " D " X " Y "
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