DE3735018A1 - Rammbohrgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein druckmittelbetriebenes Rammbohr­ gerät für Erdbohrungen mit einem im Gerätegehäuse hin- und herbewegten Schlagkolben nach Patentanmeldung P 37 24 619.4.

Mit der deutschen Patentanmeldung P 37 24 619.4 wird zum Erreichen von Richtungsänderungen eines Rammbohrgerätes der vorerwähnten Art vorgeschlagen, daß die Schlagspitze radial verstellbar im Gehäuse angeordnet ist. Die Schlagspitze kann zu diesem Zweck in einem Verstellexzenter lagern, der im Inneren des Gerätegehäuses angeordnet ist und aus zwei radial ineinandergebauten, gegeneinander verdrehbaren Exzen­ terringen besteht. Die Exzenterringe lassen sich wegen der damit aufbringbaren größeren Kräfte vorteilhaft hydraulisch um einen Zapfen der Schlagspitze herum verschwenken; die Schlagspitze kann somit in eine von der Mittellage beliebig abweichende Position eingestellt werden. Mit zwei und mehr Exzenterringen läßt sich dabei im Gegensatz zu lediglich einem Exzenterring ein feinfühligeres, d.h. genaueres Ein­ stellen in einem größeren Einstellbereich erreichen.

Zum Verstellen der Schlagspitze aus ihrer Mittellage sind gemäß einer anderen Ausführung im Inneren des Gerätegehäu­ ses mehrere in einer Radialebene um den Zapfen der Schlag­ spitze herum angeordnete Stellkolben oder vorzugsweise pneu­ matisch aufblasbare Gummibälge angeordnet. Bedingt durch die radiale Verstellbarkeit läßt sich die Schlagspitze, die entweder längsbeweglich im Gehäuse angeordnet oder starr mit dem Gehäuse verbunden sein kann, bei von der geraden Vortriebsrichtung entweder in horizontaler oder vertikaler Ebene abweichendem Verlauf aus ihrer üblicherweise zentri­ schen Lage im Gehäuse beliebig verstellen und damit der Richtungsabweichung entsprechend entgegenwirken. Die Rich­ tungsänderungen, die dadurch auftreten, daß die den Weg für das nachrückende Gehäuse freischlagende Schlagspitze wäh­ rend der Vorwärtsbewegung des Rammbohrgerätes beim Treffen auf ein Hindernis in eine ungewollte Richtung abgelenkt wird, lassen sich beispielsweise durch einen am Rammbohrge­ rät angeordneten Meßaufnehmer registrieren und auf einem entfernten Schaltpult von einer Bedienungsperson ablesen. Bei Richtungsänderungen kann die Bedienungsperson die ent­ sprechende Korrektur vom Schaltpult aus veranlassen, bei­ spielsweise über hydraulische oder pneumatische, an die Verstellelemente angeschlossene Druckleitungen.

Der mit dem vorgeschlagenen steuerbaren Rammbohrgerät er­ reichte große Vorteil von Richtungskorrekturen während des Vortriebes des Rammbohrgerätes setzt jedoch integrierte, d.h. im Gehäuseinneren angeordnete Verstellelemente voraus. Das bedeutet, daß die in großer Anzahl ohne Steuerelemente vorhandenen Rammbohrgeräte bei Richtungsabweichungen nicht wie gewünscht gezielt beeinflußt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gezielte Rich­ tungsänderungen, insbesondere eines nicht mit integrierten Steuerelementen versehenen Rammbohrgerätes zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein das Gerätege­ häuse vorzugsweise mit radialem Abstand umhüllendes Mantel­ rohr und zwischen der Gehäuseoberfläche und dem Mantelrohr wirksame bzw. angeordnete Verstellelemente gelöst. Da sich bereits im Betrieb befindliche, nicht richtungssteuerbare Rammbohrgeräte nachträglich nur äußerst aufwendig in rich­ tungssteuerbare Geräte umbauen lassen, ermöglicht es die Erfindung u.a. auch, eine Steuerung solcher Geräte dadurch zu erreichen, daß das gesamte Gerät radial verstellt wird. Die Verstellelemente, wie vorzugsweise zumindest ein das Gerätegehäuse aufnehmender Verstellexzenter, oder mehrere in einer Radialebene um das Gerätegehäuse herum angeordne­ te, unabhängig voneinander beaufschlagbare Stellkolben oder aufblasbare Gummibälge, werden dem Gerätegehäuse dabei von außen zugeordnet, d.h. das Geräteinnere bleibt völlig unbe­ einflußt, d.h. die Verstellelemente und das Gerätegehäuse werden von dem Mantelrohr eingeschlossen.

Es lassen sich somit bisher nicht richtungssteuerbare Ramm­ bohrgeräte während ihrer Vorwärtsbewegung gezielt beeinflus­ sen. Außerdem lassen sich gleichermaßen steuerbare Ramm­ bohrgeräte mit einem umhüllenden Mantelrohr und außen, d.h. in dem Freiraum zwischen der Gehäuseoberfläche und dem Man­ telrohr angeordneten Verstellelementen versehen und damit im Durchmesser größere Erdbohrungen erreichen. Es braucht dann nämlich lediglich ein dem größeren Durchmesser des Mantelrohres angepaßter, die Schlagspitze aufnehmender, ent­ sprechend größerer Kopf an dem Gerät befestigt sowie die am Gerätegehäuse angeschlossenen Versorgungsanschlüsse mit den im Mantelrohr angeordneten, die Verstellelemente versor­ genden Druckleitungen verbunden zu werden.

Vorzugsweise lagert das Gerätegehäuse in zwei mit axialem Abstand voneinander angeordneten, vorteilhaft aus zwei ra­ dial ineinandergebauten, gegeneinander verdrehbaren Exzen­ terringen bestehenden Verstellexzentern, wobei jeweils die inneren und äußeren Exzenterringe miteinander verbunden sind. Aufgrund der beiden Verstellexzenter ergibt sich eine Zweipunkt-Lagerung bzw. -abstützung des Rammbohrgerätes; außerdem ist der beim Beaufschlagen der Verstellexzenter, d.h. beim Verdrehen der Exzenterringe zu überwindende Rei­ bungswiderstand geringer als bei lediglich einem Verstellex­ zenter, der entsprechend breiter bemessen sein müßte.

Die jeweils inneren und äußeren Exzenterringe der beiden Verstellexzenter lassen sich vorteilhaft durch Rohre mitein­ ander verbinden. Die die Entfernung zwischen den beiden Verstellexzentern überbrückenden Verbindungsrohre gewährlei­ sten beim Verschwenken des Rammbohrgerätes um seine Mit­ tellage herum einen Gleichlauf der Exzenterringe der beiden Verstellexzenter.

Bei einem in zwei mit Abstand voneinander angeordneten Verstellexzentern gelagerten Rammbohrgerät sind die Ver­ stellexzenter vorzugsweise gegenläufig verdrehbar angeord­ net. Indem der eine Verstellexzenter in eine von der Exzen­ trizität des anderen Verstellexzenters gegenläufige Exzen­ trizität verstellt wird, so daß der eine Verstellexzenter beispielsweise die größte Exzentrizität nach unten und der andere Verstellexzenter die größte Exzentrizität nach oben aufweist, läßt sich das Rammbohrgerät in dem Mantelrohr in eine beliebige Schräglage bringen und damit die gewünschten Richtungsänderungen erzielen. Gegenüber dem Verschwenken des Rammbohrgerätes um die Mittelachse herum erlaubt das Schrägstellen des Rammbohrgerätes größere Richtungsänderun­ gen bzw. -korrekturen.

Bei gegenläufig verdrehbaren Verstellexzentern liegen die inneren Exzenterringe der Verstellexzenter vorzugsweise an sphärischen Gehäuseschalen des Gerätes an. Die beispiels­ weise auf das Gerätegehäuse aufgeschrumpften Gehäuseschalen liegen mit konvexer Außenkontur entsprechend konkaven Flä­ chen der inneren Exzenterringe an, wobei die gekrümmten Anlageflächen Verstellungen des Rammbohrgerätes in beliebi­ ge Schräglagen ermöglichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispiele des näheren erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt ein Mantelrohr mit zwei im Gleich­ lauf verstellbaren, ein Rammbohrgerät in der Mit­ tellage aufnehmenden Verstellexzentern,

Fig. 2 das Rammbohrgerät gemäß Fig. 1 in einer um die Mittelachse herum aus seiner Mittellage verstell­ ten Position,

Fig. 3 im Längsschnitt ein Mantelrohr mit zwei gegenläu­ fig verstellbaren, ein Rammbohrgerät in der Mit­ tellage aufnehmenden Verstellexzentern,

Fig. 4 das Rammbohrgerät gemäß Fig. 3 in einer aus sei­ ner Mittellage verstellten Schräglage,

Fig. 5 im Längsschnitt das rückwärtige Ende eines ein Rammbohrgerät aufnehmenden Mantelrohres mit An­ schlüssen sowie Druckleitungen zum Zuführen des die Verstellbewegungen des nicht dargestellten Rammbohrgerätes bewirkenden Druckmediums, und

Fig. 6 im Querschnitt mehrere erfindungsgemäß radial um ein Rammbohrgerät herum zwischen der Gehäuseober­ fläche und dem Mantelrohr angeordnete Stellkolben als Verstellelemente, schematisch dargestellt.

Ein Rammbohrgerät 1 weist eine in dem rohrförmigen Gehäuse 2 des Rammbohrgerätes 1 axial verschiebbar gelagerte, mit ihrem aus dem Gehäuse 2 vorragenden Teil als Stufenkopf 3 ausgebildete Schlagspitze 4 auf. Die Schlagspitze 4 er­ streckt sich mit einem nicht dargestellten Zapfen in das Innere des Gehäuses 2 und wird unter der Wirkung eines axial in dem Gehäuse 2 geführten Schlagkolbens nach vorne gestoßen und arbeitet sich dabei im Erdreich voran. Der mit einem Meißel bestückbare Stufenkopf 3 zerschlägt dabei Stei­ ne bzw. andere Hindernisse und verdrängt das Erdreich; erst danach wird das Gehäuse 2 nachgezogen. Zum Beaufschlagen des nicht dargestellten Schlagkolbens mit Druckluft befin­ det sich am hinteren Ende des Rammbohrgerätes 1 ein von einem Kompressor gespeister, umsteuerbarer Druckmittelan­ schluß 54. Beim axialen Vorwärtsbeschleunigen trifft der Schlagkolben auf den Zapfen der Schlagspitze 4 und gibt dabei seine Schlagenergie an die Spitze 4 ab.

Das Rammbohrgerät 1 lagert in zwei axial voneinander ent­ fernten Verstellexzentern, die aus radial ineinander gebau­ ten Exzenterringen 11, 12 bestehen, d.h. ein äußerer Exzen­ terring 12 umschließt einen inneren Exzenterring 11. Die der Lagerung und dem radialen Verstellen des Rammbohrgerä­ tes 1 aus seiner Mittellage heraus dienenden Verstellexzen­ ter werden von einem Mantelrohr 55 eingeschlossen, das das Gerätegehäuse 2 mit radialem Abstand von der Gehäuseoberflä­ che umhüllt, d.h. in der in Fig. 1 dargestellten Mittellage des Rammbohrgerätes 1 konzentrisch zum Gerät 1 angeordnet ist. Bei der Ausführung der Verstellexzenter gemäß den Fig. 1 und 2 sind jeweils die inneren Exzenterringe 11 und die äußeren Exzenterringe 12 durch ein Rohr 56 bzw. 57 miteinan­ der verbunden. Die Verbindungsrohre 56, 57 gewährleisten beim Verstellen des Rammbohrgerätes 1 aus seiner Mittellage um die Mittelachse 58 herum, zum Beispiel in die in Fig. 2 mit der Exzentrizität 59 dargestellte außermittige Lage des Rammbohrgerätes 1, einen Gleichlauf der beiden inneren bzw. äußeren Exzenterringe 11 bzw. 12.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Lagerung des Ramm­ bohrgerätes 1 in zwei axial voneinander entfernten, zwi­ schen dem Gehäuse 2 des Rammbohrgerätes 1 und dem Mantel­ rohr 55 angeordneten, jeweils aus radial ineinandergebauten Exzenterringen 11, 12 bestehenden Verstellexzentern, werden Richtungskorrekturen durch beliebiges Auslenken des Ramm­ bohrgerätes 1 in vertikaler und/oder horizontaler Ebene er­ reicht, wie in Fig. 4 für das in vertikaler Ebene mit einem Neigungswinkel 60 gegenüber der Mittelachse 58 verstellte Rammbohrgerät 1 dargestellt. Zum horizontalen und/oder ver­ tikalen Auslenken des Rammbohrgerätes 1 gegenüber der Mit­ telachse 58 werden die Verstellexzenter gegenläufig ver­ dreht, d.h. während beispielsweise die Exzenterringe 11, 12 des dem Stufenkopf 4 nächsten Verstellexzenters so gegen­ einander verdreht werden, daß die Exzentrizität - ausgehend von der Null-Stellung, d.h. der Mittellage, wie in Fig. 3 dargestellt - nach unten am größten ist, ist die Exzentrizi­ tät des anderen Verstellexzenters demgegenüber nach oben am größten, so daß sich die in Fig. 4 dargestellte Schräglage des Rammbohrgerätes 1 ergibt. Das Verstellen des Rammbohrge­ rätes 1 in eine gegenüber der Mittelachse 58 horizontal und/oder vertikal ausgelenkte Schräglage, wobei sich das Gerät 1 stets um einen Drehpunkt 61 in der Mitte zwischen den beiden Verstellexzentern auf der Mittelachse 58 bewegt, wird durch sphärische Gehäuseschalen 62 unterstützt, die mit ihren konvexen Außenflächen 63 an formangepaßte, d.h. konkave Gleitflächen der inneren Exzenterringe 11 anliegen.

Zum radialen Verstellen des Rammbohrgerätes 1 sind gemäß Fig. 6 in dem Freiraum zwischen dem Mantelrohr 55 und der Oberfläche des Gerätegehäuses 2 in einer Radialebene um das Gehäuse 2 herum anstelle von Verstellexzentern 3 Stell­ kolben 24, 25, 26 angeordnet, deren Zylinderräume 27 über Druckleitungen 17 mit am rückwärtigen Ende des Mantelrohres 55 angeordneten Versorgungsanschlüssen 18 (vgl. Fig. 5) ver­ bunden sind.

Zum Verstellen des Rammbohrgerätes 1 aus seiner Mittellage in die in den Fig. 2 oder 4 dargestellte außermittige Lage werden die Exzenterringe 11, 12 mittels eines Druckmediums, wie insbesondere Hydraulikflüssigkeit, gegeneinander ver­ stellt. Die Hydraulikflüssigkeit wird über die in Fig. 5 dargestellten Druckleitungen 17 zugeführt, die in einer der Anzahl der auf die Exzenterringe 11, 12 gerichteten, nicht dargestellten Steuerdüsen entsprechenden Anzahl im Mantel­ rohr 55 angeordnet sind. Die Druckleitungen erstrecken sich vom rückwärtigen Ende des Mantelrohres 55 bis zu den Verstellexzentern 11, 12, bzw. bei der Ausführung gemäß Fig. 6 bis zu den Zylinderräumen 27 der Stellkolben 24, 25, 26.

Die Leitungen 17 sind am rückwärtigen Ende des Mantelrohres mit den an einem nicht dargestellten Hydrauliktank ange­ schlossenen Versorgungsleitungen 18 verbunden. Die über die Versorgungsanschlüsse 18 zuströmende Hydraulikflüssigkeit wird mittels jeder Druckleitung 17 zugeordneten Nuten 19 verteilt.

Claims (12)

1. Druckmittelbetriebenes Rammbohrgerät für Erdbohrungen mit einem im Gerätegehäuse hin- und herbewegten Schlag­ kolben nach Patentanmeldung P 37 24 619.4, gekennzeich­ net durch ein das Gerätegehäuse (2) umhüllendes Mantel­ rohr (55) und zwischen dem Gerätegehäuse (2) und dem Mantelrohr (55) angeordnete Verstellelemente (11, 12; 24, 25, 26).

2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (55) das Gehäuse mit radialem Ab­ stand umhüllt.

3. Rammbohrgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätegehäuse (2) in zumindest einem Verstell­ exzenter (11, 12) gelagert ist.

4. Rammbohrgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verstellexzenter aus zwei radial ineinandergebauten, gegeneinander verdrehbaren Exzen­ terringen (11, 12) besteht.

5. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die inneren und die äußeren Exzenterringe (11 bzw. 12) zweier mit axialem Abstand voneinander angeordneter Verstellex­ zenter miteinander verbunden sind.

6. Rammbohrgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterringe (11, 12) Verbindungsrohre (56, 57) aufweisen.

7. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit Abstand voneinander angeordnete Verstellexzenter (11, 12) ge­ genläufig drehbar gelagert sind.

8. Rammbohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Exzenterringe (11) der Verstellexzen­ ter (11, 12) an sphärischen Gehäuseschalen (62) des Gerätes (1) anliegen.

9. Rammbohrgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mehrere in einer Radialebene um das Gerätegehäuse (2) herum angeordnete, unabhängig voneinander beaufschlag­ bare Stellkolben (24, 25, 26).

10. Rammbohrgerät nach Anspruch 2 und 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß axial verschiebbare Stellkolben mit schrägen Kolbenflächen an korrespondierenden, entgegen­ gesetzt geneigten Schrägflächen der Oberfläche des Ge­ rätegehäuses (2) anliegen.

11. Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mehrere in einer Radialebene am Gerätegehäuse (2) angeordnete, aufblasbare Gummibälge.

12. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellele­ mente (11, 12; 24, 25, 26) über im Mantelrohr (55) oder Gerätegehäuse (2) angeordnete Druckleitungen (17) mit Versorgungsanschlüssen (18) verbunden sind.