DE3815748C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine auf dem Mäkler, insbesondere Teleskopmäkler, eines Baufahrzeuges verschiebbare Vorrichtung zum Einpressen und Ziehen von Profilen, Dielen oder dgl. mit einem Schlitten sowie mehreren der stirnseitigen Aufnahme des Pro­ fils dienenden Spannzangen, die nebeneinanderlie­ gend angeordnet sind, wobei jede Spannzange an ei­ ner hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung befes­ tigt ist und jede einzelne Spannzange sowie jede Kolben-Zylinder-Anordnung der einzelnen Spannzange unabhängig voneinander betätigbar ist und wobei eine Einrichtung zur Erzeugung von Vibrationen oder Pulsationen oder Schlagen vorgesehen ist.

Eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art offenbart die DE-OS 36 15 596. Hieraus sind bereits neben­ einanderliegende und dem stirnseitigen Erfassen der Profile dienende Spannzangen bekannt, die un­ abhängig voneinander betätigbar und in ihrer Ge­ samtheit auf einem Mäkler verschiebbar sind. Zur Unterstützung des Vortriebes werden nicht näher konkretisierte Hilfseinrichtungen vorgeschlagen, die dem Beaufschlagen der Profile mit Stoßimpul­ sen höherer Frequenzen dienen. Das rein statische Einpressen der Profile hat gegenüber der Verwen­ dung eines Vibrators den entscheidenden Vorteil, daß keinerlei Schwingungen ausgelöst werden, die zu Folgeschäden in Form von Gebäuderissen, Stö­ rungen empfindlicher elektronischer Anlagen, Computern od. dgl. Anlaß geben könnten. Demgegen­ über erleichtert die Verwendung eines Vibrators die Überwindung höherer Vortriebswiderstände.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, derartige Vorrichtungen dahinge­ hend weiterzuentwickeln, daß auch bei wechseln­ den Bodenverhältnissen ein stets optimaler Vortrieb bei minimaler Umweltbelastung erfolgt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da­ durch, daß mindestens drei Spannzangen vorgesehen sind und daß jede Zylinderkammer über Leitungen an eine sowohl die Menge als auch die Frequenz des beaufschlagenden Hydraulikmediums bestimmende Steuerung angeschlossen ist, die die Vibrationen oder Pulsationen oder das Schlagen bei Über­ schreiten eines Grenzwertes erzeugt.

Die zum Rammen der Profile benötigte abwärtsge­ richtete Kraft wird überwiegend durch den der je­ weiligen Spannzange zugeordneten Zylinder und in geringerem Umfang durch Verschieben der gesamten Vorrichtung auf dem Mäkler in an sich bekannter Weise erzeugt. Zum Ziehen der Profile keh­ ren sich die Kräfteverhältnisse um und werden ebenfalls durch den Zylinder und durch Verschie­ ben entlang dem Mäkler in entgegengesetzter Rich­ tung erzeugt. Entscheidend ist, daß durch die Verwen­ dung der drei oder mehreren Spannzangen und durch deren unab­ hängige Steuerung voneinander ein einziges Profil bewegt wird, zwei oder mehrere der benachbarten Profile bei raumfester Vorrichtung festgehalten werden, so daß in an sich bekannter Weise auf diesem Wege die Reaktionskräf­ te abgeleitet werden können und nur noch zum ge­ ringen Teil über den Mäkler und zum Baufahrzeug weitergeleitet und dort kompensiert werden müssen. Durch sukzessives Bewegen jeweils eines einzigen Profiles und gleichzeitigem Festhalten der übrigen Profile lassen sich sämtliche Profile um einen be­ stimmten durch den maximalen Hub der Zylinder be­ grenzten Bereich verschieben. Durch Bewegung ent­ lang dem Mäkler lassen sich über den Maximalhub der Zylinder hinausgehende Verschiebungen erzeu­ gen. Der Vortrieb kann demzufolge in seiner Ge­ samtheit nach wie vor über die durch den Mäkler definierte Länge vorgenommen werden.

Von entscheidender Bedeutung ist auch, daß die zu den Zylinderkammern führenden und der Zufuhr des Hy­ draulikmediums dienenden Leitungen an eine sowohl die Durchflußmenge als auch die Frequenz bestim­ mende Steuerung angeschlossen sind. Sie erlaubt bei sich erhöhendem Vortriebswiderstand entweder eine Vibrations-, Pulsations- bzw. Schlagbewegung zu überlagern oder aber den statischen Vortrieb einzustellen und auf reinen Vibrations-, Pulsa­ tions bzw. Schlagbetrieb umzustellen. Unter Vi­ bration sind bekanntermaßen Vortriebsverfahren zu verstehen, bei denen das Profil im eingeklemm­ ten Zustand und damit auch der darauf angeordnete "Vibrator" eine Auf- und Abwärtsbewegung in ra­ scher zeitlicher Abfolge erfährt. Man erhält ei­ nen sinusförmigen Kräfteverlauf in Längsrichtung des Profiles. Durch entsprechende Steuerung des Hydraulikmediums in den beiden sich gegenüberlie­ genden Zylinderkammern (doppelt wirkender Zylin­ der) läßt sich eine derartige Bewegung erreichen, wobei die maximal erzeugte Kraft durch die pro Halbschwingung der Zylinderkammer jeweils zuge­ führte Hydraulikmenge bestimmt wird und die Fre­ quenz durch die Schalldauer der Steuerung festge­ legt wird. Wirkt eine priodische Kraft nur in Abwärtsrichtung wird bei eingeklemmtem Profil von Pulsationsbetrieb gesprochen. Ist das Profil in­ nerhalb der Spannzange gelöst und wird eine auf die Stirnfläche einwirkende Kraft erzeugt, erhält man Schlagbetrieb. In Abhängigkeit von den mit zunehmendem Vortrieb sich ändernden Bodenverhält­ nissen ist sowohl eine Umschaltung auf die einzelnen Be­ triebsarten als auch eine der statischen Bewe­ gung überlagerte Vibrations-, Pulsations- bzw. Schlagbewegung möglich.

Anhand der im folgenden, beim Einpressen von Pro­ filen beschriebenen Arbeitsschritte werden Aufbau und Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung weiter verdeutlicht:

Als erstes werden mehrere, am Rammort bis zu einer geringen Tiefe im wesentlichen in vertikale Rich­ tung weisende Profile eingebracht, so daß sie ohne zusätzliche Abstützung aufgerichtet bleiben. Dann wird die Vorrichtung aufgesetzt und mit Hilfe der Spannzangen mehrere benachbarte Profile festgelegt. Die einzelnen Profile werden sukzessive und unter Beibehaltung des Klemmzustandes auch der nicht be­ wegten anderen Profile bis zum Maximalhub des Zy­ linders eingepreßt. Befinden sich sämtliche der in den Spannzangen der Vorrichtung befindlichen Profile in ihrer tiefsten Position, die dem unte­ ren Totpunkt des Kolbens entspricht, wird der Druck des hydraulischen Mediums auf Null gestellt, die gesamte Vorrichtung auf dem Mäkler soweit nach unten verschoben, bis der erste Kolben in etwa den oberen Totpunkt erreicht hat. Anschließend werden in vorbeschriebener Weise sukzesive die einzelnen Profile unter Festklemmen der übrigen Profile wiederum um eine durch den Maximalhub des Kolbens bestimmte Strecke vorgetrieben. Durch mehrmaliges Wiederholen dieser Verfahrensschritte läßt sich das Profil bis zur endgültigen Tiefe in das Erdreich einrammen.

Das Ziehen von Profilen geschieht in folgender Weise:
Zunächst wird die Vorrichtung auf mehrere Profile bei ausgefahrenen Zylindern aufgesetzt und fest­ geklemmt. Anschließend werden sukzessive die ein­ zelnen Profile unter Beibehaltung des Klemmzu­ standes mit Hilfe der Zylinder herausgezogen. Mit Erreichen des oberen Totpunktes sämtlicher Zylin­ der wird die Vorrichtung auf dem Mäkler nach oben verschoben und unter Nullstellung der Hydraulik die Kolben nach unten bewegt. Anschließend werden die vorbeschriebenen Schritte wiederholt und nach zyklischem Durchlaufen mehrerer Arbeitsvorgänge die Profile vollständig oder bis zu einer nur ge­ ringen Resttiefe herausgezogen. Der letztere Fall empfiehlt sich immer dann, wenn die Profile an einer Aufhängung befestigt und mit deren Hilfe abgelegt werden sollen, da zum Einfädeln die räumliche Fixierung von Vorteil ist.

Der Vorteil der Verwendung der drei Spannzangen besteht in dem günstig zu kompensierenden Kippmoment bei Betätigen insbesondere der beiden äußeren Zy­ linder. Bei der Verwendung von vier oder mehr Spannzangen er­ reicht man eine noch günstigere Abstützung.

Im Rahmen der Erfindung steht grundsätzlich frei, auf welche Art und Weise das Einfädeln der ein­ zelnen Profile in die Spannzangen vorgenommen wird. In einer konkreten Ausgestaltung weist hierzu die Vorrichtung einen auskragenden Arm auf, an dem die Aufhängung für ein Profil befe­ stigt ist und unterhalb der in der Verlängerung der Längsachse des (hängenden) Profiles eine mit der Kolbenstange in Verbindung stehende Anpreß­ vorrichtung angebracht ist. Das Einfädeln erfolgt dadurch, daß in an sich bekannter Weise die Auf­ hängung an dem zunächst liegenden Profil befe­ stigt und anschließend die Vorrichtung auf dem Mäkler bis zur vertikalen Ausrichtung nach oben verfahren wird. Neu ist, daß durch Betätigen des Zylinders die Anpreßvorrichtung abwärts be­ wegt wird, an der Stirnseite angreift und das Profil bis zu einer geringen Tiefe in den Bo­ den einpreßt. Der Einpreßort ist hierbei grund­ sätzlich beliebig. Anschließend wird die Auf­ hängung gelöst und das Profil von oben her mit Hilfe der Spannzange erfaßt und festgeklemmt. Dann erst wird das Profil durch das Baufahr­ zeug an den Einbringungsort transportiert und bis zu einer geringen Tiefe in das Erdreich ein­ getrieben. Die soeben beschriebenen Arbeits­ schritte werden für jedes Profil einzeln durch­ geführt. Erst dann, wenn eine gewisse Anzahl an Profilen auf diese Weise am Einbringungsort fest­ gelegt worden sind, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgesetzt, an den Profilen festge­ klemmt und in der oben beschriebenen Weise der Vortrieb durchgeführt. Bei der soeben beschrie­ benen Einfädelmethode ist das Profil zweimal zur vertikalen Ausrichtung in den Boden zu pressen, um einmal von der Spannzange und zum anderen von der erfindungsgemäßen Vorrichtung stirnseitig erfaßt werden zu können. Zur Ausrichtung und zum Vortrieb des Profiles am Ort der Einbringung wird empfohlen, die mittleren Spannzangen der Vorrich­ tung einzusetzen, und durch Beaufschlagung des Zy­ linders und/oder Verschieben auf dem Mäkler den Vortrieb zu erzeugen. Bei Einsatz der mittleren Spannzangen sind die erzeugten Kippmomente ver­ gleichsweise gering.

Zur besseren seitlichen Abstützung und zur Zwangs­ führung der Profile wird in einer zweckmäßigen Wei­ terbildung die Führung der Spannzangen bzw. Kol­ benstangen in Schienen vorgesehen.

In einer Ausführungsform wird empfohlen, den Druck in der oberen und/oder unteren Zylinderkammer zu erfassen und bei Überschreiten eines vorgebbaren Grenzwertes auf Vibration und/oder Pulsation bzw. Schlagen umzuschalten. Bei Zufuhr einer bestimm­ ten Menge eines hydraulischen Mediums baut sich in der betrachteten Zylinderkammer so lange ein Druck auf bis die zum Vortrieb des Profiles benö­ tigte Kraft über den Kolben abgegeben wird. Seine Abwärtsbewegung verhindert einen weiteren Druck­ anstieg. Mit zunehmendem (abnehmendem) Vortriebs­ widerstand erhöht (verringert) sich der in der Zylinderkammer sich ausbildende Druck, der dem­ zufolge als Meßgröße für den Vortriebswiderstand genutzt werden kann. Durch Erfassen dieses (ma­ ximalen) Druckes läßt sich der Vortriebswider­ stand erfassen und bei Erreichen eines bestimmten Grenzwertes auf Vibration und/oder Pulsation und/ oder Schlagen umschalten bzw. überlagern. Die Vorrichtung ist dann in der Lage, automatisch auf den für den Vortrieb und für die Umweltbela­ stung günstigsten Betriebszustand bei optimalem Arbeitsergebnis umzuschalten.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird in dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Die Zeichnung zeigt den Abschnitt eines Te­ leskopmäklers mit der darauf verschiebbar ange­ ordneten Preß- und Ziehvorrich­ tung in schematisch gehaltener Vorderansicht.

Die Vorrichtung 1 weist vier in vertikaler Richtung bewegbare Spannzangen 2 auf, an deren unterer Seite in strichpunktierter Li­ nienführung die jeweils zugehörigen Profile 3 angedeutet sind, woraus erkennbar wird, daß je­ der Spannzange 2 ein Profil 3 zugeordnet ist. Je­ de Spannzange 2 ist an der Unterseite der Kolben­ stange einer hydraulisch betätigten Kolben-Zylinder-Anordnung 4 befestigt und kann hierdurch auf unterschiedliche Höhen eingestellt werden. Die Spannzangen 2 bzw. Teile der Kolben-Zylinder-Anordnung 4 sind in vertikal verlaufen­ den Schienen 5 geführt. Die gesamte Vorrichtung 1 ist auf dem aus einem Außen- 6 und einem Innen­ mäkler 7 teleskopartig zusammengesetzten Mäkler 8 verschiebbar, wobei die Kraftübertragung über von oben an der Vorrichtung angreifende Seilzüge 9 erfolgt. Die Abwärtsbewegung wird durch Schwer­ kraft ausgelöst und die Kraft nach oben durch Seilzüge 9 vermittelt.

Die Vorrichtung 1 erlaubt neben­ einander angeordnete Profile 3 einzeln und suk­ zessive in das Erdreich einzubringen, wobei die übrigen, momentan nicht bewegten Zylinder der Abstützung unter Aufbringung der Reaktionskräfte dienen.

Claims (5)

1. Auf dem Mäkler, insbesondere Teleskopmäkler, eines Baufahrzeuges verschiebbare Vorrichtung zum Einpressen und Ziehen von Profilen, Dielen oder dgl. mit einem Schlitten sowie mehreren der stirnseitigen Aufnahme des Profils dienen­ den Spannzangen, die nebeneinanderliegend ange­ ordnet sind, wobei jede Spannzange an einer hy­ draulischen Kolben-Zylinder-Anordnung befestigt ist und jede einzelne Spannzange sowie jede Kolben-Zy­ linder-Anordnung der einzelnen Spannzange unab­ hängig voneinander betätigbar ist und wobei ei­ ne Einrichtung zur Erzeugung von Vibrationen oder Pulsationen oder Schlagen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Spannzangen (2) vorgesehen sind und daß jede Zylinderkammer über Leitungen an eine sowohl die Menge als auch die Frequenz des beaufschlagenden Hydraulikmediums bestim­ mende Steuerung angeschlossen ist, die die Vi­ brationen oder Pulsationen oder das Schlagen bei Überschreiten eines Grenzwertes erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch vier Spannzangen (2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Vorrichtung an einem auskragenden Arm die Aufhängung für das Profil (3) befestigt ist, unterhalb der, in Verlängerung der Längsachse des Profiles (3), eine mit der Kolbenstange eines Zylinders in Verbindung stehende Anpreßvorrichtung ange­ bracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch in Schienen (5) geführte Spannzangen (2) und/oder Kolbenstangen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen und/oder unteren Zylinderkammer ein Drucksensor angebracht ist.