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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist eine Vorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einer Pfahlramme
zum Eintreiben bzw. Herausziehen von Pfählen in den bzw. aus dem Boden,
wobei die Vorrichtung ein Mittel zur Vibrationsakrafterzeugung einschließt
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Ein bekanntes Verfahren zum Eintreiben
von Pfählen
in den Boden besteht darin, mittels eines Vibrationskrafterzeugers
schnelle Hammerschläge
auf den Pfahl auszuüben.
Bei solchen bekannten Systemen wird typischerweise durch ein Hydrauliklmittel eine
konstante Kraft auf den Pfahl ausgeübt und der Vibrationskrafterzeuger
ist zwischen dem Einwirkungspunkt der konstanten Kraft und dem Pfahl
angeordnet Ein weiteres Verfahren, das beispielsweise aus
EP 645297 und
EP 496167 bekannt ist, besteht darin,
die Vibrationskraft durch einen Apparat auszuüben, der den Pfahl festhält Beim
Eintreiben von langen Pfählen
und in Situationen, in denen kein freier Zugang von oben zu dem
Pfahl möglich
ist, besteht ein bekanntes Verfahren darin, den Pfahl durch sich seitlich
erstreckende Greifarme an einer Stelle zwischen den Enden zu greifen
und die Vibrationskraft durch die Greifarme zu übertragen. Wie in
EP 645297 gezeigt können die Greifarme auch zwischen der
horizontalen Position, in der der Pfahl an einer Stelle zwischen
den Enden festgehalten wird, und einer vertikalen Position geschwenkt
werden, in der das Ende des Pfahls am Ende oder zu Beginn des Eintreib-
oder Herausziehvorgangs festgehalten wird.
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Die bekannten Systeme haben den Nachteil, dass
die Vibrationskräfte
durch die Drehzapfen, durch die die Greifarme zwischen ihren verschiedenen
Positionen geschwenkt werden, und durch die Kolbenstangen der Greifmittel übertragen
werden. Diese Punkte stellen naturgemäß Schwachstellen auf dem Weg
der Rammkraft dar; dies schränkt
die Rammkraft ein, die auf den Pfahl ausgeübt werden kann, und verkürzt zudem
die Lebensdauer der Komponenten.
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Aus JP58117129 ist auch eine Vorrichtung zum
Eintreiben von Pfählen
bekannt, die an eine Kraft erzeugende Maschine angeschlossen werden kann.
Eine mit Öldruck
arbeitende Vibrationsvorrichtung überträgt dabei eine Vibrationskraft
direkt auf ein vertikales oder horizontales Spannfutter. Der Bewegungsbereich
des Greifmittels ist jedoch stark eingeschränkt. Mit dem Greifmittel ist
es nicht möglich, einen
Pfahl vom Boden aufzuheben und zum Eintreiben senkrecht aufzustellen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist
es, eine bessere Methode für
die Übertragung
der Rammkräfte
auf den Pfahl bereitzustellen.
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Die vorliegende Erfindung sieht eine
Vorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einem Kraft erzeugenden
Apparat zum Eintreiben bzw. Herausziehen von Pfählen in den bzw. aus dem Boden
vor, bestehend aus einem Hauptaufbau mit einem Vibrationskrafterzeuger
und ersten Greifmitteln, die sich, wenn sich der Hauptaufbau in
seiner betrieblichen Ausrichtung befindet, um ein vertikales Eintreiben von
Pfählen
zu ermöglichen,
horizontal vom Hauptaufbau weg erstrecken, um einen vertikal ausgerichteten
Pfahl an einer Stelle zwischen den Enden zu greifen, und aus zweiten
Greifmitteln, die sich allgemein rechtwinklig zum ersten Greifmittel
vom Hauptaufbau weg nach unten erstrecken, um das Ende eines vertikal
ausgerichteten Pfahls zu greifen, dadurch gekennzeichnet, dass Federungsmittel
zwischen dem Hauptaufbau und dem Verbindungsmittel angeordnet sind,
durch die die Vorrichtung so angepasst wird, dass sie an den Kraft
erzeugenden Apparat angeschlossen werden kann, wobei das Verbindungsmittel
in mehr als einer Ebene unter Antrieb drehbar ist.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden
Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit
einem Kraft erzeugenden Apparat zum Eintreiben bzw. Herausziehen
von Pfählen
in den bzw. aus dem Boden vor, bestehend aus einem Hauptaufbau und
Federungsmitteln, die zwischen dem Hauptaufbau und dem Verbindungsmittel
angeordnet sind und durch die die Vorrichtung so ausgelegt wird,
dass sie an den Kraft erzeugenden Apparat angeschlossen werden kann,
wobei der Hauptaufbau einen Vibrationskrafterzeuger und ein erstes
Greifmittel besitzt, das sich, wenn sich der Hauptaufbau in seiner
betrieblichen Ausrichtung befindet, um ein vertikales Eintreiben
von Pfählen
zu ermöglichen,
allgemein horizontal vom Hauptaufbau weg erstreckt, um einen vertikal
ausgerichteten Pfahl an einer Stelle zwischen den Enden zu greifen,
und wobei das Greifmittel mindestens ein Paar einander horizontal
gegenüberliegende
Greifelemente umfasst, von denen mindestens eines ein flüssigkeitsbetriebener
Stößel ist
mit einem Kolben, der relativ zum Hauptaufbau unbeweglich ist, und
einem Zylinder, der auf das gegenüberliegende Greifelement zu
und von ihm weg bewegt werden kann.
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Eine nach diesem Aspekt der Erfindung
konstruierte Vorrichtung kann auch ein genanntes zweites Greifmittel
einschließen.
Das zweite Greifmittel kann mindestens ein Paar einander gegenüberliegender
flüssigkeitsbetriebener
Stößel mit
einem Kolben einschließen,
der unbeweglich am Hauptaufbau befestigt ist, und einem Zylinder,
der durch die Flüssigkeit
auf den gegenüberliegenden
Stößel zu und von
ihm weg bewegt werden kann.
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In einer anderen Ausbildungsform
kann das bzw. jedes der Greifmittel einen festen Reaktionspunkt
und einen Stößel umfassen,
der auf den festen Reaktionspunkt zu und von ihm weg bewegt werden kann.
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In einer anderen Ausbildungsform,
bei der das Greifmittel ein Paar einander gegenüber liegender Stößel einschließt, kann
einer der Stößel in eine feste,
vorbestimmte Greifposition bewegt werden, bevor der zweite Stößel seine
Bewegung vollendet und einen Pfahl zwischen den beiden Stößeln greift.
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Der bzw. jeder der Zylinder sollte
vorzugsweise in einer zugehörigen
Bohrung im besagten Hauptaufbau gleiten können.
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Im Folgenden wird ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezug auf die zugehörigen Figuren beschrieben,
wobei:
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1 eine
Seitenansicht der Vorrichtung und eines Verbindungsmittels und
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2 eine
Endansicht der Vorrichtung zeigt.
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In 1 der
Zeichnungen ist eine Vorrichtung 1 dargestellt, die über eine
Verbindungsvorrichtung 3 an den hydraulisch betätigbaren
Ausleger 2 eines Baggers oder einer ähnlichen Maschine angeschlossen
ist. Die Verbindungsvorrichtung ist über die Schwenkverbindungen 4 und 5,
die sich an einem oberen Rahmenelement 6 des Verbindungsmittels befinden,
an dem Aufleger montiert. Ein Ausbau 7 ist über Stifte 8 schwenkbar
an dem Rahmenelement 6 montiert. Die Schwenkbewegung des
Ausbaus 7 wird durch zwei hydraulisch betätigbare
Stößel- und
Zylindervorrichtungen 9 gesteuert, die, wie in 2 gezeigt, jeweils schwenkbar
an gegenüberliegenden Seiten
des oberen Rahmens 6 montiert sind und schwenkbar mit den
einander gegenüber
liegenden Seiten des Ausbaus 7 verbunden sind.
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Das Verbindungsmittel 3 hat
ein unteres Verbindungselement 10, das durch einen Hydromotor 11 zum
Ausbau 7 in der vertikalen Achse um 360 Grad drehbar ist.
Die Greifvorrichtung 1 ist so ausgelegt, dass sie durch
eine schnell lösbare
Befestigung an das untere Verbindungselement 10 angeschlossen werden
kann. Die Greifvorrichtung 1 hat ein Hauptanschlusselement 12,
das starr mit dem Verbindungselement 10 verbunden ist,
und einen Hauptaufbau 13, der mit dem Anschlusselement 12 durch
zwölf Federungselemente 14 verbunden
ist, von denen jeweils sechs auf beiden Seiten des Anschlusselements 12 liegen.
Das Anschlusselement 12 hat vier abhängige Gummipuffer 15,
die die Bewegung des Hauptaufbaus 13 in Richtung auf das
Anschlusselement einschränken.
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Der Hauptaufbau 13 besteht
aus einer im Wesentlichen starren kastenartigen Konstruktion, die an
einem Ende offen ist, und trägt
einen Vibrationskrafterzeuger 16, der aus einem Hydromotor
besteht, der über
die Leitungen 17 aus der hydraulischen Kraftquelle des
Baggers gespeist wird. Der Hydromotor dreht über ein Getriebe (nicht dargestellt)
eine Welle, die ein zu ihrer Drehrichtung versetztes exzentrisches
Gewicht trägt.
Die Welle ist in zwei Lagern montiert, von denen jedes aus einem
unteren Halblager besteht, das in einer starr am Hauptaufbau 13 befestigten
starren Wiege liegt, sowie aus Lagerschalen, die die obere Hälfte des
Lagers bilden und an der Wiege verschraubt sind. Der Hauptaufbau
trägt zwei Paare
seitlicher Greifer 18 und 19 mit jeweils einem Stößel, der
aus einem starr am Hauptaufbau 13 befestigten Kolben (nicht
dargestellt) und einem Zylinder 20 besteht, der durch die
Zuführung
bzw. Entfernung von Hydraulikflüssigkeit
auf den gegenüberliegenden
Zylinder 20 zu bzw. von diesem weg bewegt werden kann.
Jeder Zylinder trägt
an seinem äußeren Ende
ein Greifelement 21 mit gezahnter Oberfläche. Jeder
Zylinder 20 ist in einer zugehörigen Bohrung 22 im
Hauptaufbau gleitend gelagert und hat eine Chromoberfläche, die
die Reibung zwischen der Bohrung 22 und dem Zylinder 20 reduziert.
Der Transport der Hydraulikflüssigkeit
zu und von den Zylindern erfolgt über Leitungen 28 aus
der hydraulischen Kraftquelle des Baggers.
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Wie 1 zu
entnehmen ist, sind die Greifer 18 und 19 so im
Hauptaufbau montiert, dass sie zu der Achse, um die der Hauptaufbau
relativ zum Verbindungsmittel geschwenkt wird, seitlich versetzt sind.
Die Vorrichtung schließt
zudem ein weiteres, unteres Greifelement 23 ein, das sich
vom Hauptaufbau 13 nach unten erstreckt und Greifoberflächen besitzt,
die im Wesentlichen mit der Schwenkachse des Hauptaufbaus um das
Verbindungsmittel ausgerichtet sind. Das Greifelement 23 schließt eine
Greiffläche
oder ein Widerlager 24 ein, das relativ zum Hauptaufbau 13 fixiert
ist, sowie einen Zylinder 25, der in einer Bohrung 26 in
einer nach unten gerichteten Verlängerung des Hauptaufbaus gleiten
kann. Der Transport von Hydraulikflüssigkeit zu und von diesem
Zylinder erfolgt durch die Leitungen 27, die mit der hydraulischen
Kraftquelle des Baggers verbunden sind.
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Wenn im Betrieb die Vorrichtung 1 über das Verbindungsmittel 3 an
den Ausleger 2 des Baggers angeschlossen ist, ist der Baggerfahrer
in der Lage, die Greifervorrichtung bei unbeweglichem Ausleger 2 in
der vertikalen Achse um 360 Grad zu schwenken und außerdem die
Greifmittel relativ zum Ausleger zu schwenken, indem er mit der
Hydraulik des Auslegers die Vorrichtung um die Schwenkachse der Schwenkverbindungen 4 und 5 schwenkt.
Eine Feinausrichtung der Vorrichtung ist möglich, indem man das Verbindungsmittel
durch selektive Betätigung
der Hydrozylinder 9 um die Schwenkachse der Stifte 8 schwenkt.
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Auf diese Weise kann der Fahrer einen
horizontal auf dem Boden liegenden Pfahl anheben, indem er ihn an
einer Stelle zwischen den Enden greift, und dann zum vertikalen
Eintreiben aufstellen. Im Betrieb wird einer der Zylinder 20 eines
jeden seitlichen Greiferpaars 18 und 19 in eine
vorbestimmte Position bewegt, die knapp vor der Bewegung des gegenüberliegenden
Zylinders 20 liegt. Auf diese Weise ist eine genaue Position
des Pfahls relativ zur Mittelachse des Verbindungsmittels und der
Vorrichtung gewährleistet,
so dass Spannungen reduziert werden, die erzeugt würden, wenn
der Pfahl in einer versetzten Position eingetrieben würde. Durch
Betätigung des
Auslegers wird eine nach unten gerichtete Kraft auf den Pfahl ausgeübt, wobei
die Kraft durch die Greifvorrichtung 1 übertragen wird. Danach wird
der Vibrationskrafterzeuger 16 betätigt, und die von dem exzentrischen
Gewicht erzeugte Vibrationskraft versetzt den Hauptaufbau 13 in
Schwingung; es wird eine nach unten gerichtete Vibrationskraft auf
den Hauptaufbau und damit auf den von den Greifern festgehaltenen
Pfahl ausgeübt.
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Während
der Pfahl in den Boden eingetrieben wird, wird die Greifvorrichtung
in vorgegebenen Intervallen zunehmend weiter am Pfahl nach oben versetzt.
Wenn das obere Ende des Pfahls in Reichweite des Auslegers und der
Greifvorrichtung liegt, wird das Ende des Pfahls mit dem unteren
Greifmittel 23 gefasst und der Eintreibvorgang fortgesetzt,
bis der Pfahl die gewünschte
Tiefe erreicht hat. Zum Entfernen eines Pfahls werden die Kräfte umgekehrt,
indem der Ausleger 2 angehoben wird, um eine Hubkraft auf
die Vorrichtung 1 auszuüben.
Die Wirkung des Vibrationskrafterzeugers wird hierdurch umgekehrt
und hilft bei der Entfernung des Pfahls aus dem Boden.
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Der Apparat kann verschiedene Variationen aufweisen
Beispielsweise sind die seitlichen Greifelemente als zwei einander
gegenüberliegende
Greiferpaare dargestellt, es könnte
jedoch auch nur ein einander gegenüberliegendes Greiferpaar verwendet werden
bzw. bei Anwendungen mit höherer
Beanspruchung könnten
drei oder noch mehr Paare verwendet werden. Ebenso könnte in
einem anderen Ausführungsbeispiel
jeder Greifer nur einen beweglichen Zylinder besitzen, der zu einem
feststehenden Widerlager hin und von diesem weg bewegt werden könnte; das
Widerlager wäre
dabei so platziert, dass gewährleistet
ist, dass ein festgehaltener Pfahl in der korrekten Position gehalten
wird.
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Ebenso ist hier beschrieben, dass
der untere Greifer 23 nur einen Zylinder besitzt, der mit dem feststehenden
Widerlager zusammenwirkt, es können
jedoch an dieser Stelle auch zwei einander gegenüberliegende Zylinder verwendet
werden.