DE3909567A1 - Rammbohrgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rammbohrgerät mit einem in einem Gehäuse axial verschiebbaren Schlagkolben, dessen Vor- und Rückbewegung durch eine in einen Zylinderraum des Schlagkol­ bens eingreifende, an einen Versorgungsschlauch angeschlos­ sene Steuerhülse und eine oder mehreren korrespondierenden Steueröffnungen im Schlagkolben gesteuert wird.

Ein derartiges Rammbohrgerät ist in der deutschen Patent­ schrift 23 40 751 beschrieben. Bei diesem Rammbohrgerät durchdringt die Steuerhülse ein gehäusefestes Führungs­ glied, und während des Betriebs gewährleisten Anschläge des Führungsgliedes und der Steuerhülse eine axiale Arretie­ rung. Die Steuerhülse weist eine von außen leicht lösbare Dreharretierung auf, wobei durch Drehen der Steuerhülse das oder die Anschläge des Führungsgliedes oder der Steuerhülse in eine axial fluchtende Lage mit einer oder mehreren Längsaussparungen der Steuerhülse oder des Führungsgliedes gebracht werden, so daß sich die Steuerhülse axial verschie­ ben läßt. Zum Umsteuern ist es notwendig, zunächst die Dreharretierung zu lösen, beispielsweise durch Zug an einem mitgeführten Seil, und anschließend die Steuerhülse gezielt gegenüber dem Führungsglied zu verdrehen, dann zu verschie­ ben und schließlich wieder zu arretieren.

Im Betrieb hat sich bei diesem Rammbohrgerät herausge­ stellt, daß es sich besonders dann, wenn es weit in das Erdreich vorgedrungen ist, nur sehr schwer von Rücklauf auf Vorlauf umsteuern läßt. Die Steuerhülse muß nämlich im drucklosen Zustand über die volle Länge der Erdbohrung mittels des Versorgungsschlauches in die vordere Position geschoben werden. Hierbei hat sich gezeigt, daß dies nur schwierig durchzuführen ist, insbesondere dann, wenn die Bohrung bei rolligen, nachgiebigen Böden zum Teil eingefal­ len ist. Das nur im absolut drucklosen Zustand mögliche Umschalten von Rücklauf auf Vorlauf wirkt sich insbesondere in wasserhaltigen Böden nachteilig aus, da in das zum Umsteuern abgeschaltete Gerät schnell Wasser und Schmutz eindringen und das Gerät dann nicht mehr anspringt. Nachtei­ lig ist weiterhin, daß ein Umsteuerseil nachgezogen werden muß, das leicht hängenbleiben und dann ein ungewolltes Umsteuern hervorrufen oder reißen kann.

Schließlich läßt sich die Steuerhülse über die seilbetätig­ te Dreharretierung nur schwierig durch Drehen des Versor­ gungsschlauchs entriegeln bzw. verriegeln, insbesondere wenn die Erdbohrung bereits sehr tief ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rammbohrgerät der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß ein Umsteu­ ern unter Druck ohne fernbetätigte Arretierungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Rammbohrgerät der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Steu­ erhülse sowohl axial als auch auf Drehung beaufschlagt ist, Axial- und Drehanschläge aufweist und in einer am rückwärti­ gen Ende des Gehäuses angeordneten Führungshülse drehbar und axial verschiebbar geführt ist. Damit läßt sich errei­ chen, daß die Lage der Steuerhülse im verriegelten und entriegelten Zustand genau definiert ist. Zum Umsteuern von Vorwärts- auf Rückwärtslauf wird die begrenzt drehbar in der Führungshülse angeordnete Steuerhülse mittels des Ver­ sorgungsschlauchs um ein bestimmtes Bogenmaß von einem Dreh­ anschlag zum anderen Drehanschlag verdreht und dadurch in Axialrichtung entriegelt.

Es empfiehlt sich, daß eine die Steuerhülse beaufschlagende zylindrische Schraubenfeder zwischen der Steuerhülse und der Führungshülse unter Torsionsvorspannung drehfest ange­ ordnet ist. Mittels der zylindrischen Schraubenfeder, die mit ihren Enden in der Steuerhülse und in der Führungshülse unter Torsionsvorspannung festgelegt ist, läßt sich sowohl die axiale Vorspannung als auch die Torsionsvorspannung der Steuerhülse gewährleisten. Die axiale Vorspannung durch die Feder ist so bemessen, daß die Steuerhülse bei voller Druckbeaufschlagung die Federvorspannung überwindet und die Steuerhülse nach rückwärts verschiebt. Nachdem die Steuer­ hülse auf den ein weiteres Verschieben verhindernden Axial­ anschlag aufgetroffen ist, dreht die unter Torsionsvorspan­ nung stehende Feder die Steuerhülse zurück in die Verriege­ lungsstellung, die von einem entsprechenden Drehanschlag definiert wird.

Um von Rückwärtslauf auf Vorwärtslauf umzusteuern, wird der wirksame Druck soweit vermindert, bis die axiale Feder­ vorspannung größer ist als der auf die Steuerhülse in ent­ gegengesetzter Richtung wirkende Druck. Die Steuerhülse kann nach dem Entriegeln somit durch Drehen des Versorgungs­ schlauchs in die vordere Stellung bewegt und dort durch die Torsionsvorspannung der Feder wieder in die Verriegelungs­ stellung gebracht werden. Danach kann der Druck wieder erhöht werden.

Vor allem genügt zum Umsteuern auf Rückwärtslauf eine Vier­ teldrehung am Druckluftschlauch, ohne abschalten bzw. den Druck vermindern zu müssen, so daß das Rammbohrgerät beim Rückwärtslauf unter voller Leistung umgesteuert wird. Zwar steht für den Anlauf, beim Wiederumsteuern auf Vor­ wärtslauf, zunächst ein geringerer Druck zur Verfügung wenn dieser reduziert wurde, jedoch tritt nicht das Problem auf, daß das Gerät nicht mehr anspringt, wie das nach einem kompletten Stillstand sein kann.

Weiter ist von Vorteil, daß der Luftdruck im Rammbohrgerät beim Umsteuern von Rückwärtslauf auf Vorwärtslauf stets so hoch ist, daß ein Eindringen von Wasser und Schmutz durch die Abluftöffnungen in das Rammbohrgerät vermieden wird, wie das beim Stillstand des Rammbohrgerätes der Fall ist.

Die Steuerhülse kann vorteilhaft mit dem Versorgungs­ schlauch über ein zwei mit Abstand zueinander angeordnete, die Axialanschläge bildenden Umfangsnuten und einen Rohrab­ schnitt mit unrundem Querschnitt aufweisendes Führungsrohr verbunden sein und eine Öffnung mit einem zu dem unrunden Querschnitt des Rohrabschnitts komplementären Querschnitt aufweisen.

Vorteilhaft ist zwischen der Steuerhülse und dem Führungs­ rohr eine elastische Buchse angeordnet. Es läßt sich errei­ chen, daß die Steuerhülse, auch bei eventuellen Ferti­ gungsungenauigkeiten, zentrisch und ohne zu klemmen im Zy­ linderraum des Schlagkolbens gleitet.

Vorzugsweise werden die Drehanschläge durch in den Umfangs­ nuten angeordnete, mit der unrunden Öffnung in der Führungs­ hülse zusammenwirkende Vorsprünge gebildet. Hierbei kann der unrunde Querschnitt des Rohrabschnitts durch mindestens eine Abflachung des kreisförmigen Querschnitts gebildet sein. Die Vorsprünge können vorteilhaft durch mindestens ei­ nen kreisbogenförmigen Abschnitt mit einem bis zur Abfla­ chung reichenden Radius und mindestens zwei im Abstand zueinander tangential vom kreisbogenförmigen Abschnitt zum Radius des Rohrabschnitts verlaufenden, geraden Flächen ge­ bildet sein.

Bevorzugt ist eine Ausführung, bei der der unrunde Quer­ schnitt des Rohrabschnitts durch zwei parallele Abflachun­ gen und durch zwei Vorsprünge mit diametral gegenüberliegen­ den kreisbogenförmigen Abschnitten und sich diesen unter einem Winkel von etwa 90° anschließenden tangentialen, gera­ den Flächen gebildet wird. Bei dieser Ausführung genügt es, den Versorgungsschlauch und damit die Steuerhülse um 90° zu drehen, um die Führungshülse zu entriegeln und axial zu verschieben.

Die axiale Vorspannung sowie die Torsionsvorspannung der zwischen der Steuerhülse und der Führungshülse angeordneten zylindrischen Schraubenfeder lassen sich besonders einfach einstellen, wenn die Enden der zylindrischen Schraubenfeder erfindungsgemäß axial abgebogen sind und in Taschen in der Steuerhülse und in der Führungshülse eingreifen. In der Steuerhülse und in der Führungshülse können mehrere, um­ fangsverteilte Taschen angeordnet sein, so daß sich das Ende der zylindrischen Schraubenfeder in unterschiedliche Taschen stecken und dadurch die Torsionsvorspannung verän­ dern läßt.

Damit die zylindrische Schraubenfeder beim Verdrehen des Versorgungsschlauchs den Schlagkolben nicht blockiert, kann die vorzugsweise als Wickelfeder ausgebildete Schraubenfe­ der so gewickelt sein, daß sich ihr Durchmesser mit zuneh­ mender Torsionsvorspannung verkleinert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines teilweise dargestellten Ramm­ bohrgeräts mit auf Vorwärtslauf eingestellter Steuerhülse;

Fig. 2 einen Schnitt eines teilweise dargestellten Ramm­ bohrgeräts mit auf Rückwärtslauf eingestellter Steuerhülse;

Fig. 3 das Rammbohrgerät gemäß Fig. 1 entlang der Linie III-III geschnitten;

Fig. 4 das Rammbohrgerät gemäß Fig. 1 entlang der Linie IV-IV geschnitten; und

Fig. 5 das Rammbohrgerät gemäß Fig. 1 entlang der Linie V-V geschnitten.

Von einem Rammbohrgerät ist in Fig. 1 und 2 nur der rück­ wärtige Teil dargestellt. Das Rammbohrgerät besteht aus einem Gehäuse 1, in dem sich ein Schlagkolben 8 hin- und herbewegt. Beim Vorschnellen trifft der Kopf des Schlag­ kolbens 8 auf einen in das Gehäuse 1 ragenden Zapfen einer Schlagspitze. Eine Steuerhülse 3 ist in einem Zylinderraum 9 des Schlagkolbens 8 abgedichtet angeordnet. Die Steuerhül­ se 3 ist über eine elastische Buchse 4 mit einem Führungs­ rohr 2 verbunden, das seinerseits in einer Führungshülse 5 lagert. Die Führungshülse 5 ist über einen Anschluß 25 mit dem rückwärtigen Ende des Gehäuses 1 verschraubt und von einem Entlüftungsblock 6 umgeben, über den zur Druckbeauf­ schlagung verwendete Druckluft nach außen entweicht, wenn der Schlagkolben 8 so weit über die Steuerhülse 3 zurückge­ fahren ist und seine Steueröffnungen 11 hinter die Steuer­ kanten der Steuerhülse 3 gelangt sind. Mit dem Führungsrohr 2 ist ein Versorgungsschlauch 10, über den Druckluft zuge­ führt wird, druckdicht und drehfest verbunden.

Zwischen der Steuerhülse 3 und der Führungshülse 5 ist eine zylindrische Schraubenfeder 7 angeordnet, die unter Axial- und Torsionsvorspannung steht. Zu diesem Zweck sind die Enden 12 der Schraubenfeder 7 axial abgebogen und in Taschen 13 sowohl der Steuerhülse 3 als auch der Führungs­ hülse 5 gegen Verdrehen festgelegt.

Im Bereich des rückwärtigen Endes des Führungsrohrs 2 sind als Anschläge 14 wirkende Umfangsnuten mit Abstand zueinan­ der angeordnet. Zwischen diesen Umfangsnuten 14 befindet sich ein Rohrabschnitt 15 des Führungsrohres 2, der zwei parallele Abflachungen 17 aufweist. In der den Rohrab­ schnitt 15 umschließenden Führungshülse 5 ist eine zu dem Querschnitt des Rohrabschnitts 15 komplementäre Ausnehmung 16 angeordnet. Das Führungsrohr 2 läßt sich in der Führungs­ hülse 5 axial verschieben, wenn der Rohrabschnitt 15 mit seinen Abflachungen 17 zur Ausnehmung 16 entsprechend aus­ gerichtet ist. Um dies zu erreichen, läßt sich das Führungs­ rohr 2 zwischen zwei als Vorsprünge ausgebildeten Drehan­ schlägen 18 in den Umfangsnuten 14 um 90° verdrehen. Die Drehanschläge (Vorsprünge) 18 werden durch diametral gegen­ überliegende kreisbogenförmige Abschnitte 19 und sich daran anschließende tangentiale, gerade Flächen 20 gebildet, die unter einem Winkel von 90° zueinander verlaufen. Diese tangentialen, geraden Flächen 20 liegen an den Innenflächen von Stegen 22 der Ausnehmung 16 an; sie erlauben es, das Führungsrohr 2 um 90° in der Führungshülse 5 zu verdrehen.

Aufgrund der Torsionsvorspannung der zylindrischen Schrau­ benfeder 7 wird das Führungsrohr 2 in eine Stellung ge­ dreht, in der der Rohrabschnitt 15 um 90° zu der Ausnehmung 16 verdreht ist und an die Stege 22 anstößt. Ein axiales Verschieben des Führungsrohrs 2 mit der Steuerhülse 3 ist in dieser Stellung nicht möglich.

Nach dem Drehen des Führungsrohrs 2 mittels des Versorgungs­ schlauchs 10 um 90° gelangen der unrunde Rohrabschnitt 15 und die entsprechende, komplementäre Ausnehmung 16 in eine fluchtende Lage, und ein axiales Verschieben ist möglich. Befindet sich das Führungsrohr 2 mit der Steuerhülse 3 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung, in der der volle Druck des über den Versorgungsschlauch 10 zugeführten Druck­ mediums über die Bohrung 21 im Führungsrohr 2 in den Zylinderraum 9 gelangt, wirkt auf die Vorderfläche der Steuerhülse 3 ein die Vorspannung der zylindrischen Schrau­ benfeder 7 überwindender Druck, und die Steuerhülse 3 mit dem Führungsrohr 2 wird in die in Fig. 2 dargestellte Stel­ lung zurückbewegt. Durch die Torsionsvorspannung der zylin­ drischen Schraubenfeder 7 wird das Führungsrohr 2 in seine Verriegelungsstellung gedreht; in dieser Position ist die Bewegungsbahn des Schlagkolbens 8 dementsprechend so weit zurückverlegt, daß er mit seinem Kopf nicht mehr auf das Vorderende des Gehäuses 1 sondern auf den Anschluß 25 aufschlägt, was den Rückwärtslauf bewirkt.

Um das Rammbohrgerät wieder auf Vorwärtslauf umzusteuern, genügt es, den Druck zu vermindern, und das Führungsrohr 2 durch Drehen um 90° zu entriegeln. Die axiale Vorspannung der zylindrischen Schraubenfeder 7 reicht dann aus, das Führungsrohr 2 mit der Steuerhülse 3 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zu verschieben.

Claims (10)

1. Rammbohrgerät mit einem in einem Gehäuse axial ver­ schiebbaren Schlagkolben, dessen Vor- und Rückbewegung durch eine in einen Zylinderraum des Schlagkolbens eingreifende, an einen Versorgungsschlauch angeschlos­ sene Steuerhülse und eine oder mehrere korrespondieren­ den Steueröffnungen im Schlagkolben gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (3) sowohl axial als auch auf Drehung beaufschlagt ist, Axial- und Drehanschläge (14, 18) aufweist und in einer am rückwärtigen Ende des Gehäuses (1) angeordneten Füh­ rungshülse (5) drehbar und axial verschiebbar geführt ist.

2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Steuerhülse (3) beaufschlagende zylin­ drische Schraubenfeder (7) zwischen der Steuerhülse (3) und der Führungshülse (5) unter Torsionsvorspan­ nung drehfest angeordnet ist.

3. Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerhülse (3) mit dem Versorgungs­ schlauch (10) über ein zwei mit Abstand zueinander angeordnete, die Axialanschläge bildenden Umfangsnuten (14) und einen Rohrabschnitt (15) mit unrundem Quer­ schnitt aufweisendes Führungsrohr (2) verbunden ist und daß die Führungshülse (5) eine Öffnung (16) mit einem zu dem unrunden Querschnitt des Rohrabschnitts (15) komplementären Querschnitt aufweist.

4. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Führungs­ rohr (2) und der Steuerhülse (3) angeordnete elastische Buchse (4).

5. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß in den Umfangsnuten (14) mit der unrunden Öffnung (16) in der Führungshülse (5) zusammenwirkende Vorsprünge (18) angeordnet sind.

6. Rammbohrgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der unrunde Querschnitt des Rohrabschnitts (15) durch mindestens eine Abflachung (17) des kreisförmi­ gen Querschnitts gebildet ist.

7. Rammbohrgerät nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorsprünge (18) durch mindestens einen kreisbogenförmigen Abschnitt (19) mit einem bis zur Abflachung (17) reichenden Radius und mindestens zwei im Abstand zueinander tangential vom kreisbogen­ förmigen Abschnitt (19) zum Radius des Rohrabschnitts (15) verlaufenden, geraden Flächen (20) gebildet wer­ den.

8. Rammbohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der unrunde Querschnitt des Rohrabschnitts (15) durch zwei parallele Abflachungen (17) und durch zwei Vorsprünge (18) mit diametral gegenüberliegenden kreis­ bogenförmigen Abschnitten (19) und sich den Abschnit­ ten (19) unter einem Winkel von etwa 90° anschließen­ den tangentialen, geraden Flächen (20) gebildet wird.

9. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (12) der zylindrischen Schraubenfeder (7) axial abgebogen sind und in Taschen (13) der Steuerhülse (3) und der Füh­ rungshülse (5) eingreifen.

10. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Schraubenfeder (7) als Wickelfeder ausgebildet ist.