DE4012662A1 - Rammbohrgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rammbohrgerät mit einem Druckmit­ telanschluß am hinteren Ende.

Derartige Rammbohrgeräte können unterschiedlich aufgebaut sein und durch Druckluft, Hydraulikdruck oder ein anderes Druckmittel betrieben werden.

Vorzugsweise handelt es sich um pneumatisch betriebene Ramm­ bohrgeräte mit einem in einem rohrförmigen Gehäuse axial beweglichen, wechselseitig mit Druckluft beaufschlagten Schlagkolben.

Bei derartigen Rammbohrgeräten lassen sich Bohrungen im Erdreich herstellen, Rohre einziehen oder schon verlegte Rohre zertrümmern.

Beim Einlaufen des Gerätes ins Erdreich muß die Richtung laufend kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden, wofür es wünschenswert ist, wenn sich die Leistung des Ge­ räts während dieser Zeit drosseln läßt. Des weiteren ist eine verminderte Leistung beim Einlaufvorgang erforderlich, da die Mantelreibung, die verhindert, daß sich das Rammbohr­ gerät nur auf der Stelle vor und zurück bewegt und die nur auf den sich schon im Erdreich befindlichen Teil des Ramm­ bohrgeräts wirkt, noch zu gering ist, um die Reaktionskräf­ te aufnehmen zu können.

Um die Leistung des Rammbohrgeräts zu vermindern, genügt es, die Druckmittelzufuhr zu drosseln. Dies läßt sich durch teilweises Verschließen des üblicherweise am Verdichter vor­ handenen Absperrventils erreichen. Da die Schlauchverbin­ dung zwischen dem oberhalb der Baugrube angeordneten Ver­ dichter und dem Rammbohrgerät stets mehrere Meter beträgt, sind zwei Personen zum Bedienen des Rammbohrgeräts erforder­ lich, eine Person, die das Rammbohrgerät ansetzt und beim Einlaufvorgang die Richtung kontrolliert sowie gegebenen­ falls korrigiert und eine zweite Person, die am Verdichter das Absperrventil betätigt. Des weiteren ist nachteilig, daß das Rammbohrgerät nicht sofort auf Einstellungsänderung des Absperrventils reagiert, da der lange Versorgungs­ schlauch zwischen dem Rammbohrgerät und dem Verdichter mit Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, gefüllt ist und sich dieser Druck beim Drosseln des Absperrventils nur langsam abbaut.

Um diese Nachteile zu umgehen, versuchen die Bedienungs­ personen eine Drosselung der Druckluftzufuhr durch Ab­ knicken des Versorgungsschlauches zu erreichen. Es liegt auf der Hand, daß dies leicht zu Beschädigungen des Ver­ sorgungsschlauches führt, große Kräfte und Geschicklichkeit der Bedienungsperson erfordert und mit Versorgungsschläu­ chen größeren Durchmessern nicht durchführbar ist.

Andererseits läßt sich ein übliches Absperrventil nicht in der Nähe des Rammbohrgeräts anordnen, da es ja mit in die Bohrung wandert und in der Regel dafür viel zu große Abmessungen aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Durchfluß­ steuerventil für ein Rammbohrgerät zu schaffen, das sich leicht durch dieselbe Person, die das Rammbohrgerät beim Einlaufvorgang kontrolliert und korrigiert, betätigen läßt und sich problemlos durch die vom Rammbohrgerät geschaffene Bohrung mitführen läßt.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird bei einem Ramm­ bohrgerät der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß vor­ geschlagen, ein Durchflußsteuerventil mit einem Außendurch­ messer, der kleiner als der Durchmesser des Rammbohrgeräts und größer oder gleich dem Außendurchmesser des Druckmit­ telanschlusses ist, stromaufwärts nahe dem Rammbohrgerät anzuordnen. Zu diesem Zweck kann das Durchflußsteuerventil an jedem Ende Kupplungen zum Anschluß an das Rammbohrgerät und an einen Druckmittelschlauch aufweisen, wobei es über die Kupplungen torsions- und zugfest mit dem Rammbohrgerät und dem Druckmittelschlauch gekuppelt sein kann.

Vorzugsweise kann das Durchflußsteuerventil ein von außen verstellbares, elastisch in die voll geöffnete Stellung be­ wegbares Durchflußsteuerorgan aufweisen, das druckmittel- oder federbeaufschlagt sein kann.

Das Durchflußsteuerventil läßt sich durch seine Anordnung in der Nähe des Rammbohrgeräts von derselben Person betä­ tigen, die auch das Rammbohrgerät beim Einlaufvorgang kon­ trolliert und korrigiert. Nach dem Einlaufen in die Bohrung verbleibt das Durchflußsteuerventil in der voll geöffneten Stellung, so daß das Rammbohrgerät in der Bohrung stets mit der vollen Leistung betrieben wird. Durch die torsions- und zugfeste Kupplung mit dem Rammbohrgerät und dem Druck­ mittelschlauch lassen sich Steuerbewegungen auf das Ramm­ bohrgerät durch Drehen des Druckmittelschlauchs oder durch Zugeinwirkung in der üblichen Weise übertragen.

Der geringe Durchmesser des Durchflußsteuerventils wird mit einem rohrförmigen Gehäuse mit Anschlußkupplungen an jedem Ende und Steuerkanälen sowie einer die Steuerkanäle über­ greifenden Hülse als Durchflußsteuerorgan erreicht.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Hülse als Drehschieber ausgebildet und über einen Gewinde­ abschnitt auf das Gehäuse aufgeschraubt sein sowie an einem Ende einen Konusabschnitt aufweisen, der mit einem Konus­ kopf des Gehäuses korrespondiert. Bei dieser Ausführung sind in der Hülse bzw. dem Drehschieber keine Kanäle er­ forderlich, denn bei geöffnetem Durchflußsteuerventil sind vorteilhaft Radialkanäle im Konuskopf über einen Ringspalt zwischen dem Konusabschnitt der Hülse und dem Konuskopf mit Radialkanälen im zylindrischen Teil des Gehäuses verbunden. Der Ringspalt entsteht, wenn sich beim Verdrehen der Hülse ihr Konusabschnitt von dem Konuskopf des Gehäuses entfernt. In der geschlossenen Position, in der die Hülse den Konus­ kopf überdeckt und sich ihr Konusabschnitt an den Konuskopf anlegt, bedarf es keiner besonderen Arretierung, denn aufgrund des Konus ergibt sich eine Selbsthemmung, die größer als die Federkraft ist.

Die Hülse kann gemäß einer anderen Ausführung als Dreh­ schieber mit wenigstens einer mit entsprechenden Radial­ kanälen im Gehäuse zusammenwirkenden Axialnut oder als Axialschieber mit einer entsprechende Radialkanäle über­ greifenden Ringnut gestaltet sein.

Ist die Hülse als Drehschieber gestaltet, kann der Drehwin­ kel der Hülse durch Anschläge zwischen einer voll geöffne­ ten und ganz geschlossenen Stellung begrenzt sein, wobei zwischen dem Gehäuse und der Hülse ein die Hülse in die voll geöffnete Stellung drehende Torsionsfeder angeordnet sein kann.

Ist die Hülse als Axialschieber gestaltet, kann der Ver­ schiebeweg der Hülse durch Anschläge zwischen einer voll geöffneten und ganz geschlossenen Stellung begrenzt sein, wobei zwischen dem Gehäuse und der Hülse eine die Hülse in die voll geöffnete Stellung verschiebende Feder angeordnet sein kann.

Vorteilhaft ist es, wenn die elastisch wirkenden Mittel das Durchflußsteuerorgan zwar in die voll geöffnete Stellung zwingen, zusätzlich jedoch noch eine das Durchflußsteueror­ gan in der geschlossenen Stellung gegen die elastisch wir­ kenden Mittel haltende Rastvorrichtung vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert, und es zeigen:

Fig. 1 ein Rammbohrgerät mit Anschlußschlauch, Durchfluß­ steuerventil und Verlängerungsschlauch während der Startphase;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Durchflußsteuerven­ til in der geöffneten Stellung gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 2, die geöffnete Stellung darstellend;

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 2, die geschlossene Stellung darstellend;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2, die Drehanschläge und Rastvorrichtung darstel­ lend;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Durchflußsteuerven­ til gemäß einer zweiten Ausführungsform in der geschlossenen Stellung;

Fig. 7 dieselbe Ausführungsform eines Durchflußsteuerven­ tils wie Fig. 6 in der geöffneten Stellung;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein geschlossenes Durch­ flußsteuerventil gemäß einer dritten Ausführungs­ form; und

Fig. 9 das Durchflußsteuerventil gemäß Fig. 8 in der geöffneten Stellung.

Ein pneumatisch betriebenes Rammbohrgerät 1 ist darge­ stellt, wie es bereits fast ganz in einer von ihm selbst hergestellten Bohrung eingefahren ist. Am hinteren Ende des Rammbohrgeräts 1 ist ein Anschlußschlauch 2 angeordnet, der über eine Kupplung 3 mit einem Durchflußsteuerventil 4 und dieses wiederum über eine Kupplung 5 mit einem Verlänge­ rungsschlauch 6 gekuppelt ist, der zu einem nicht dar­ gestellten Verdichter führt. Das Durchflußsteuerventil 4 befindet sich in einer geringen Entfernung zum Rammbohr­ gerät 1, so daß es sich problemlos durch die Person, die das Rammbohrgerät 1 beim Einlaufvorgang ausrichtet und die Richtung korrigiert, betätigen läßt. Das Durchflußsteuer­ ventil 4 kann auch direkt am Rammbohrgerät 1 angeordnet sein.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besteht das Durchfluß­ steuerventil 4 aus einem Gehäuse 7 mit einer ersten Bohrung 8, die über die Kupplung 5 mit dem Verlängerungsschlauch 6 in Verbindung steht und einer Bohrung 9, die über die Kupplung 3 mit dem Anschlußschlauch 2 für das Rammbohrgerät 1 in Verbindung steht. Der axiale Durchfluß von der Bohrung 8 zur Bohrung 9 ist durch eine Trennwand 10 verschlossen, jedoch weist die Bohrung 8 Radialkanäle 11 und die Bohrung 9 Radialkanäle 12 auf. Diese Radialkanäle 11, 12 werden durch eine Hülse 13 übergriffen, die ein Durchflußsteuer­ organ in Form eines Drehschiebers bildet. Zu diesem Zweck weist die Hülse 13 Axialnuten 14 auf, die mit den Radial­ kanälen 11, 12 fluchten und so lang sind, daß sie in der in Fig. 2 dargestellten Stellung die Radialkanäle 11, 12 über­ decken und so einen Durchlaß von der Bohrung 8 über die Radialkanäle 11, die Axialnuten 14, die Radialkanäle 12 zur Bohrung 9 herstellen. Die Hülse 13 ist durch zylindrische Führungen 15, 16 gegen das Gehäuse 7 abgedichtet. An einem Ende der Hülse 13 ist ein Ringraum 17 gebildet, in dem eine Torsionsfeder 18 angeordnet ist, die ein gehäusefestes, axial abgebogenes Ende 19 und ein entgegengesetztes, hülsen­ festes, axial abgebogenes Ende 20 aufweist. Diese Torsions­ feder 18 zwingt die Hülse 13 in die in Fig. 3 dargestellte, geöffnete Stellung. Die Hülse 13 muß somit gegen die Wir­ kung der Torsionsfeder 18 in die in Fig. 4 dargestellte geschlossene Stellung gedreht werden. Zwischen der voll geöffneten Stellung und der ganz geschlossenen Stellung gemäß Fig. 4 sind Zwischenstellungen möglich, in denen sich die Radialkanäle 11, 12 und die Axialnuten 14 nur teilweise überdecken, so daß die Druckluft nur gedrosselt von der Bohrung 8 in die Bohrung 9 und damit in das Rammbohrgerät 1 gelangen kann.

Um die Möglichkeit zu bieten, das Rammbohrgerät bei ge­ schlossenem Durchflußsteuerventil 4 zu handhaben, auch wenn in der Bohrung 8 bereits der volle Druck vom Verdichter ansteht, ist für die geschlossene Stellung eine in Fig. 5 dargestellte Rastung vorgesehen, die aus einer Rastver­ tiefung 25 im Gehäuse 7 und einer Rastkugel 26 in der Hülse 13 besteht. Die Rastkugel 26 ist in einer Radialbohrung 27 in der Hülse 13 angeordnet, wird von einer Druckfeder 28 beaufschlagt, und die Bohrung 27 ist mittels eines Stopfens 29 verschlossen. Die Kraft der Druckfeder 28 ist so bemes­ sen, daß die Hülse 13 gegen die Kraft der Wickelfeder 18 in der ganz geschlossenen Stellung gehalten wird, jedoch in die voll geöffnete Stellung springt, sobald die Hülse 13 von Hand aus der Rastung herausgedreht wird.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 2 bis 5 dadurch, daß die Hülse 36 als Axialschieber gestaltet ist.

Auch in diesem Falle weist das Durchflußsteuerventil 4 ein Gehäuse 30 mit koaxialen Bohrungen 31, 32, die durch eine Trennwand 33 unterbrochen sind, auf. Es sind ebenfalls Ra­ dialkanäle 34, 35 im Gehäuse 30 angeordnet, die mit einer Ringnut 37 in der Hülse 36 zusammenwirken. In der in Fig. 6 dargestellten Stellung ist die Hülse 36 gegen die Kraft einer Druckfeder 40 so weit nach rechts verschoben, daß sich nur die Radialkanäle 34 im Bereich der Ringnut 37 be­ finden, während die Radialkanäle 35 durch die als Dichtung wirkende zylindrische Führung 38 abgedeckt sind.

Eine Stirnfläche 41 an der Kupplung 3 und eine Stirnfläche 42 an der Hülse 36 bilden Anschläge für die in Fig. 7 dar­ gestellte geöffnete Stellung des Durchflußsteuerventils 4, während eine Stirnfläche 43 am Gehäuse 30 und eine Stirn­ fläche 44 an der Hülse 36 die entgegengesetzten Anschläge bilden. Eine weitere zylindrische Führung 39 zwischen dem Gehäuse 30 und der Hülse 36 bildet die Abdichtung in der anderen Richtung.

Bei einer im Rahmen der Erfindung bevorzugten, in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführung weist das Durchfluß­ steuerventil 4 ein Gehäuse 45 mit koaxialen Bohrungen 46, 47 auf, die durch eine Trennwand 48 unterbrochen sind. Aus­ gehend von der Trennwand 48 ist das der Schlauchkupplung 3 zugewandte Ende des Gehäuses 45 mit einem sich aufweiten­ den, d. h. im Durchmesser vergrößernden Konuskopf 49 mit einem zylindrischen Endring versehen. Jeweils links und rechts von der Trennwand 48 sind einerseits im konischen Abschnitt des Konuskopfes 49 und andererseits in dem zylin­ rischen Gehäuse 45 Radialkanäle 50, 51 angeordnet. Auf dem Gehäuse 45 ist eine als Drehschieber ausgebildete Hülse 52 angeordnet, und zwar über einen Gewindeabschnitt 53 links neben der Torsionsfeder 18 auf das Gehäuse 45 aufge­ schraubt. Die Torsionsfeder 18 ist in einem an dem der Schlauchkupplung 5 zugewandten Ende der Hülse 52 gebildeten Ringraum 17 angeordnet; sie besitzt ein gehäusefestes, axial abgebogenes Ende 20 und ein hülsenfestes, axial abge­ bogenes Ende 19, d. h. das Ende 19 greift in die Hülse 52 ein. Das mit dem Konuskopf 49 des Gehäuses 45 korrespondie­ rende Ende der Hülse 52 besitzt einen dem konischen Ab­ schnitt des Konuskopfes 49 angepaßten Konusabschnitt 54, der wie der Konuskopf 49 in einen Endring übergeht.

In Fig. 8 ist die geschlossene Stellung des Durchflußsteuer­ ventils 4 dargestellt. Um diese Stellung zu erreichen, muß die Hülse 52 gegen die Kraft der Torsionsfeder 18 auf dem Gewindeabschnitt 53 nach vorne, d. h. in Richtung zur Schlauchkupplung 3 verdreht werden; aufgrund eines steilen Gewindes des Gewindeabschnitts 53 läßt sich die Hülse 52 leicht verschieben, bis ihr Konusabschnitt 54 auf dem Konus­ kopf 49 sitzt. Die Radialkanäle 50 bzw. 51 im Konuskopf 49 bzw. im Gehäuse 45 sind somit von der Hülse 52 völlig überdeckt; es kann keine Druckluft von der Bohrung 47 in die Bohrung 46 und damit in das Rammbohrgerät gelangen. Der Konussitz des Konusabschnitts 54 der Hülse 52 auf dem Konuskopf 49 ist so ausgebildet, daß Selbsthemmung vor­ liegt, die größer ist als die von der Torsionsfeder 18 erzeugte Kraft; es bedarf daher keiner besonderen Arretie­ rung, um das Ventil in der geschlossenen Stellung zu halten. Zum Öffnen des Durchflußsteuerventils 4 wird die Hülse 52 auf dem Gewindeabschnitt 53 des Gehäuses 45 nach hinten, d. h. in Richtung zur Schlauchkupplung 5 verdreht; dabei entfernt sich der Konusabschnitt 54 der Hülse 52 von dem Konuskopf 49. Wie in Fig. 9 dargestellt ist, bildet sich unterhalb des Konusabschnitts 54 der Hülse 52 ein Ringspalt 55 aus, der einen freien Durchfluß der Druckluft von der Bohrung 47 über die Radialkanäle 51 des Gehäuses 45, den Ringspalt 55 und die Radialkanäle 50 im Konuskopf 49 zur Bohrung 46 und damit in das Rammbohrgerät ermöglicht.

Bei allen Ausführungsformen entspricht der Außendurchmesser des Durchflußsteuerventils 4 im wesentlichen dem Außen­ durchmesser des Anschlußschlauchs 2 und des Verlängerungs­ schlauchs 6, so daß keine Probleme beim Nachziehen des Durchflußsteuerventils durch die vom Rammbohrgerät 1 ge­ schaffene Bohrung entstehen. Das erfindungsgemäße Durchfluß­ steuerventil 4 läßt sich des weiteren problemlos mit einem druckgesteuerten Startventil kombinieren, das dazu dient, das Rammbohrgerät 1 mit einem Druckluftstoß anlaufen zu lassen, was manchmal erforderlich ist, wenn das Rammbohr­ gerät 1 in der Bohrung wieder anlaufen soll. Ein derartiges Startventil ist zum Beispiel in der DE-OS 36 42 696 be­ schrieben.

Claims (14)

1. Rammbohrgerät mit einem Druckmittelanschluß am hinte­ ren Ende, gekennzeichnet durch ein stromaufwärts nahe dem Rammbohrgerät (1) angeordnetes Durchflußsteuerven­ til (4) mit einem Außendurchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Rammbohrgeräts (1) und größer oder gleich dem Außendurchmesser des Druckmittelanschlusses (2, 6) ist.

2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuerventil (4) an jedem Ende Kupp­ lungen (3, 5) zum Anschluß an das Rammbohrgerät (1) und an einen Druckmittelschlauch (6) aufweist.

3. Rammbohrgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuerventil (4) über die Kupplungen (3, 5) torsions- und/oder zugfest mit dem Rammbohrge­ rät (1) und dem Druckmittelschlauch (6) gekuppelt ist.

4. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuer­ ventil (4) ein von außen verstellbares, elastisch in die voll geöffnete Stellung bewegbares Durchflußsteuer­ organ (13, 36, 52) aufweist.

5. Rammbohrgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuerorgan (13, 36, 52) druckmittel­ beaufschlagt ist.

6. Rammbohrgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuerorgan (13, 36, 52) federbeauf­ schlagt ist.

7. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuer­ ventil (4) aus einem rohrförmigen Gehäuse (7, 30, 45) mit Anschlußkupplungen (3, 5) an jedem Ende und Steuer­ kanälen (11, 12; 34, 35; 50, 51) sowie einer die Steuerkanäle (11, 12; 34, 35; 50, 51) übergreifenden Hülse (13, 36, 52) als Durchflußsteuerorgan besteht.

8. Rammbohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (52) als Drehschieber ausgebildet und über einen Gewindeabschnitt (53) auf das Gehäuse (45) aufgeschraubt ist sowie an einem Ende einen Konusab­ schnitt (54) aufweist, der mit einem Konuskopf (49) des Gehäuses (45) korrespondiert.

9. Rammbohrgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Radialkanäle (50) im Konuskopf (59) über einen Ringspalt (55) zwischen dem Konusabschnitt (54) der Hülse (52) und dem Konuskopf (49) mit Radialkanälen (51) im zylindrischen Teil des Gehäuses (45) verbunden sind.

10. Rammbohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (13) als Drehschieber mit wenigstens einer mit entsprechenden Radialkanälen (11, 12) im Gehäuse (7) zusammenwirkenden Axialnut (14) gestaltet ist.

11. Rammbohrgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Drehwinkel der Hülse (13) durch Anschläge (21 bis 24) zwischen einer voll geöffneten und ganz ge­ schlossenen Stellung begrenzt ist und zwischen dem Gehäuse (7) und der Hülse (13) eine die Hülse (13) in die voll geöffnete Stellung drehende Torsionsfeder (18) angeordnet ist.

12. Rammbohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (36) als Axialschieber mit einer ent­ sprechende Radialkanäle (34, 35) übergreifenden Ring­ nut (37) gestaltet ist.

13. Rammbohrgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verschiebeweg der Hülse (36) durch An­ schläge (41 bis 44) zwischen einer voll geöffneten und ganz geschlossenen Stellung begrenzt ist und zwischen dem Gehäuse (30) und der Hülse (36) eine die Hülse (36) in die voll geöffnete Stellung verschiebende Fe­ der (40) angeordnet ist.

14. Rammbohrgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7 und 10 bis 13, gekennzeichnet durch eine das Durchflußsteuerorgan (13, 36) in der geschlossenen Stellung gegen die elastisch wirkenden Mittel (18, 40) haltende Rastvorrichtung (25 bis 29).