DE69104268T2 - Hydraulische Pfahlramme. - Google Patents

Description

• Die Vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerungsvorrichtung für den Hammerklotz einer Pfahlrammeinrichtung.
• Diese hydraulischen Steuerungsvorrichtungen sind allgemein bekannt.
• Bei einer bekannten hydraulischen Steuerungsvorrichtung (DE- A-2225397) ist die Steuerungsvorrichtung zum überwiegenden Teil in der Nähe des Hydraulik-Hebezylinders für den Hammerklotz bzw. das Schlaggewicht und daher auch in der Nähe des Hammerklotzes angeordnet. Da sich der Hammerklotz zu Anfang weit oben im Rammrahmen befindet und langsam senkt, wenn der Pfahl in den Boden gerammt wird, bewegt sich bei der Rammarbeit auch der Hydrozylinder zur Betätigung des Hammerklotzes nach unten.
• Wenn - wie bei dieser bekannten Vorrichtung - die Steuerungsvorrichtung im wesentlichen in der Nähe des Hammerklotzes angeordnet ist, wird diese Steuerungsvorrichtung ebenfalls während der Rammarbeit langsam nach unten bewegt. Darüberhinaus ist diese Steuerungsvorrichtung den Vibrationen und Stößen ausgesetzt, die aufgrund der Rammarbeit gewöhnlich im oberen Teil des Rammrahmens auftreten.
• Dies hat zur Folge, daß die Steuerungsvorrichtung schnell funktionsuntüchtig wird.
• Außer den üblichen Leitungen für die Zufuhr und Rückleitung Von Hydraulikflüssigkeit sind noch weitere, z. B. elektrische, Leitungen, erforderlich, um Steuersignale zur Fernbedienung dieser Steuerungsvorrichtung zu übertragen. Aufgrund der oft widrigen Umstände, unter denen Rammarbeit stattfindet, sowie der gewöhnlich großen Entfernung zwischen der Steueranlage und der Person, die die Pfahlrammeinrichtung bedient, ist es durchaus möglich, daß die Steuerleitungen beschädigt werden.
• GB-A-847780 beschreibt eine die senkrechten Bewegungen des Hammerklotzes einer Pfahlramme steuernde hydraulische Steuerungsvorrichtung mit einem Hydrozylinder zur Betätigung des Hammerklotzes, einer in der Nähe des Zylinders angeordneten Steuereinheit, einer durch eine Druckleitung mit der Steuereinheit verbundenen Pumpe und einem durch eine Rücklaufleitung mit der Steuereinheit verbundenen Behälter, wobei die Pumpe und der Behälter in einiger Entfernung Von der Steuereinheit angeordnet sind und einen Teil eines Aggregats bilden und die Steuereinheit ein durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit betätigtes, druckabhängiges Ventil umfaßt, dessen erste Seite mit der Hubseite des Hydrozylinders sowie der Druckleitung und dessen zweite Seite mit der Rücklaufleitung verbunden ist.
• Bei dieser bekannten Steuerungsvorrichtung werden zur Verbindung der Steuereinheit mit dem Aggregat, das die Pumpe und den Behälter umfaßt, drei getrennte Leitungen benötigt.
• Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die nicht die obengenannten Nachteile aufweist.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als druckabhängiges Ventil ein Selbststeuerventil verwendet wird, das sich automatisch schließt, wenn die Druckleitung unter Druck gesetzt wird, und sich automatisch öffnet, wenn der Druck in der Druckleitung abfällt.
• Durch die automatische Tätigkeit des Ventils erübrigen sich weitere Leitungen zur Übertragung von Steuersignalen, wodurch die Anzahl der Leitungen verringert wird. Da dieses Ventil dergestalt in der Steuereinheit angeordnet ist, daß bei Ausübung eines Drucks dieser Druck direkt zur Hubseite des Kolbens geleitet wird, bewirkt der Kolben ein Anheben des Hammerklotzes. Hierbei hält das Ventil den Ablauf geschlossen.
• Beim Abfallen des Drucks in der Druckleitung öffnet sich das Ventil, so daß die sich an der Hubseite des Zylinders befindende Hydraulikflüssigkeit über das Ventil abfließen und der Hammerklotz mit so viel freiem Fall wie möglich nach unten fallen kann, wodurch ein optimaler Schlag auf den Pfahl erzielt wird. Die Erfahrung hat in jedem Fall gezeigt, daß der Hammerklotz bei möglichst freiem Fall am besten arbeitet.
• Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren genauer erklärt. Es zeigen
• Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Pfahlramme, bei der die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung Verwendet wird,
• Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführung einer Steuerungsvorrichtung gemäß der Vorliegenden Erfindung, und
• Fig. 3 eine Schnittansicht der Verbindung zwischen der Kolbenstange der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem Hammerklotz.
• Fig. 1 zeigt einen Rammrahmen 1, der mit Seilen 2 gesichert ist. Der Rammrahmen ruht auf einer Bodenplatte 3, auf der ein Aggregat 4 angebracht ist. Im oberen Teil des Rammrahmens ist eine Tragvorrichtung 5 angeordnet, die eine Steuereinheit 6 trägt und durch hier nicht gezeigte Mittel am Tragrahmen entlang bewegt werden kann.
• Gegenüber der Tragvorrichtung ist ein Hydrozylinder 7 angebracht, in dem ein Kolben 8 angeordnet ist, der mittels einer Kolbenstange 9 und einer Kupplung 10 mit dem Hammerklotz 11 verbunden ist. In der gezeigten Stellung liegt der Hammerklotz auf einem Pfahl 12, der eingerammt werden soll. Das tragbare Steuerteil 13 ist mittels eines Kabels 14 mit dem Aggregat 4 verbunden.
• Das Aggregat 4 ist außerdem durch eine Druckleitung 15 und eine Rücklaufleitung 16 mit der Steuereinheit 6 verbunden. Die schematische Darstellung in Fig. 2 zeigt, wie in dem Aggregat 4 eine Pumpe 17 angeordnet ist, deren Druckseite mit einem Hydrospeicher 18 verbunden ist. Die Druckseite der Pumpe ist ferner mit einem Druckbegrenzungsventil 19, das durch elektrische Betätigung durchlässig gemacht werden kann, sowie mit einem elektrisch verstellbaren Ventil 20 verbunden. Die Auslaßseite des Ventils 19 ist mit einem Behälter 21 verbunden; und die Auslaßseite des Ventils 20 ist mit der Druckleitung 15 sowie der Einlaßseite eines zweiten elektrisch verstellbaren Ventils 22 verbunden. Die Auslaßseite des zweiten elektrisch verstellbaren Ventils 22 ist wie auch die Rücklaufleitung 16 über eine Leitung mit dem Behälter 21 verbunden.
• Die in der Nähe des Zylinders 7 angeordnete Steuereinheit 6 umfaßt ein druckabhängiges Selbststeuerventil 23, dessen Einlaßseite mit der Druckleitung 15 und dessen Auslaßseite mit der Hubseite des Zylinders 7, d. h. der sich unter dem Kolben 8 befindenden Kammer des Zylinders 7, verbunden ist. Das Ventil 23 schließt die Druckleitung, wenn der Druck in dieser Leitung einen vorgegebenen Pegel unterschreitet. Die Auslaßseite des Ventils 23 ist außerdem mit einem weiteren druckabhängigen Selbststeuerventil 24 und der Einlaßseite eines Druckbegrenzungsventils 25 verbunden. Die Auslaßseiten des druckabhängigen Selbststeuerventils 24 und des Druckbegrenzungsventils 25 sind mit der Fallseite, d. h. der Kammer oberhalb des Kolbens 8, verbunden. Diese Seite ist außerdem mit einem zweiten Hydrospeicher 26 verbunden, der wiederum mit der Rücklaufleitung 16 verbunden ist.
• Fig. 3 zeigt, wie die Kolbenstange 9 mittels einer Kupplung 10 mit dem Hammerklotz 11 verbunden ist. Am unteren Ende der Kolbenstange 9 ist ein Lager 27 angeordnet, durch das ein Bolzen 28 hindurchragt. Der Bolzen 28 ragt außerdem durch eine Manschette 29 hindurch, die konzentrisch zum unteren Ende der Kolbenstange 9 angeordnet ist, so daß die Manschette 29 um eine waagerechte Achse und in Bezug auf die Kolbenstange 9 drehbar ist. Am unteren Ende der Kolbenstange 9 ist eine Stange 30 angeordnet, die z. B. durch Schweißen mit der Manschette 29 verbunden ist. Diese Stange ist mit mehreren Ansätzen 31, 32, 33 versehen.
• Der untere Teil der Stange 30 ragt in eine Manschette 34 hinein, die an beiden Seiten durch Abdeckungen 35, 36 geschlossen ist, durch die die Stange 30 hindurchragt. Der Raum zwischen der Stange 30 und der durch die Abdeckungen 35, 36 geschlossenen Manschette 34 ist mit einer Masse 38 gefüllt, die eine geringe Elastizität aufweist. Diese Masse 38 überträgt die Kräfte, die zwischen der Stange 30 und der Manschette 34 in der Senkrechten wirken, so daß eine in geringem Maß elastische Verbindung hergestellt wird, wobei aufgrund der Eigenschaften des Materials mit geringer Elastizität eine gewisse Dämpfung erreicht wird, was die Lebensdauer der verschiedenen Bauteile verlängert. Die Manschette 34 ist außerdem an ihrem unteren Ende mit dem Hammerklotz 11 verbunden. In Fig. 3 ist auf der linken Seite weiterhin ein Teil der Führung des Hammerklotzes 11 zu sehen. Diese Führung ist kein Bestandteil der vorliegenden Anmeldung und wird nicht weiter beschrieben.
• Im folgenden wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.
• Für die Rammarbeit muß zuerst mittels der Pumpe 17 im Hydrospeicher 18 ein Druck aufgebaut werden. Die Pumpe 17 saugt die Hydraulikflüssigkeit aus dem Behälter 21. In der neutralen Stellung, in der keine Rammarbeit ausgeführt wird, ist das Druckbegrenzungsventil 19 offen, so daß durch die Drosselwirkung dieses Ventils der in der Pumpe 17 aufgebaute Druck gedrosselt wird und nur eine geringe Flüssigkeitsmenge durch das Ventil zum Behälter 21 fließt.
• Hierbei sind die Ventile 20 und 22 geschlossen. In der Druckleitung 15 wird somit kein Druck erzeugt, so daß der Kolben 8 im Zylinder 7 in seiner unteren Stellung bleibt.
• Wenn der Bediener mit der Pfahlramme einen Schlag ausführen möchte, schließt er das Druckbegrenzungsventil 19 und öffnet das elektromagnetisch verstellbare Ventil 20, wobei er die elektrische Fernbedienung verwendet. Die Flüssigkeit in der Leitung 15 gerät dabei unter Druck, woraufhin sich durch die Wirkung des Drucks das Selbststeuerventil 23 öffnet und die Hydraulikflüssigkeit durch das Ventil 23 zur unteren Kammer des Hubzylinders 7 fließt, wodurch der Hammerklotz 11 angehoben wird. Die Flüssigkeit in der oberen Kammer wird hierbei in den Hydrospeicher 26 und die Rücklaufleitung 16 gedrückt, durch die sie schließlich in den Behälter 21 gelangt. Bei diesem Vorgang bleiben die Ventile 24 und 25 geschlossen.
• Dieser Vorgang geht solange vor sich, bis der Bediener mittels der Fernbedienung das Ventil 20 schließt, so daß die Pumpe 17 im Hydrospeicher 18 einen Druck aufbaut. Infolgedessen fällt der Druck in der Druckleitung 15 ab, wodurch sich das Ventil 24 öffnet und die Flüssigkeit in der unteren Kammer des Zylinders 7 über das Ventil 24 in die obere Kammer fließt. Dies ermöglicht einen freien Fall des Hammerklotzes. Das Druckbegrenzungsventil 25 dient zur Verhinderung eines übermäßigen Ansteigens des Drucks in der unteren Kammer des Zylinders 7; bei Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts öffnet sich das Druckbegrenzungsventil 25 teilweise, so daß der Druck im Zylinder 7 ausgeglichen wird.

Claims (7)

1. Hydraulische Steuerungsvorrichtung für die senkrechten Bewegungen des Hammerklotzes (11) einer Pfahlramme, mit

- einem Hydrozylinder (7) zur Betätigung des Hammerklotzes (11),

- einer sich in der Nähe des Zylinders (7) befindenden Steuereinheit (6)

- einer Pumpe (17), die über eine Druckleitung (15) mit der Steuereinheit (6) verbunden ist, und

- einem Behälter (21), der über eine Rücklaufleitung (16) mit der Steuereinheit (6) verbunden ist, wobei die Pumpe (17) und der Behälter (21) in einiger Entfernung von der Steuereinheit (6) angeordnet sind und einen Teil eines Aggregats (4) bilden und die Steuereinheit (6) ein durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit betätigtes, druckabhängiges Ventil (24) umfaßt, dessen erste Seite mit der Hubseite des Hydrozylinders (7) sowie der Druckleitung und dessen zweite Seite mit der Rücklaufleitung verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß als druckabhängiges Ventil ein Selbststeuerventil (24) verwendet wird, das sich automatisch schließt, wenn die Druckleitung (15) unter Druck gesetzt wird, und sich automatisch öffnet, wenn der Druck in der Druckleitung (15) abfällt.

2. Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubzylinder (7) ein doppeltwirkender ist, und daß die zweite Seite des Ventils (24) mit der Fallseite des Hubzylinders (7) verbunden ist.

3. Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein in der Steuereinheit (6) angeordnetes druckabhängiges Selbststeuerventil (23), das zwischen der Druckleitung (15) und dem Ventil (24) angebracht ist und automatisch die Druckleitung (15) schließt, wenn der Druck in dieser Druckleitung einen vorgegebenen Pegel unterschreitet.

4. Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen in der Steuereinheit (6) angeordneten Hydrospeicher (26).

5. Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten des Hubzylinders (7) über ein Druckbegrenzungsventil (25) miteinander verbunden sind.

6. Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerklotz (11) mittels einer in geringem Maß elastischen Kupplung (10) mit dem Hydrozylinder (7) verbunden ist.

7. Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kupplung aus einer mit dem Hammerklotz (11) verbundenen Manschette (34) gebildet ist, durch die eine mit dem Kolben (8) verbundene Stange (30) hindurchragt, wobei die Manschette (34) im übrigen mit einer elastischen Masse gefüllt ist.