DE69807335T2

DE69807335T2 - Elektromagnetischer hammer mit ferromagnetischer, beweglicher masse

Info

Publication number: DE69807335T2
Application number: DE69807335T
Authority: DE
Inventors: De Travaux Publics Et Pri Entreprise
Original assignee: DURMEYER ENTRP TRAVAUX PUBLICS
Current assignee: DURMEYER ENTRP TRAVAUX PUBLICS
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: DE69807335D1; EP0994986B1; CA2295873A1; WO1999002787A1; ATE222625T1; FR2765904A1; US6201362B1; EP0994986A1; AU8344598A; FR2765904B1; CA2295873C

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Hammer mit ferromagnetischer beweglicher Masse. Derartige Hammer werden beispielsweise im Tiefbau verwendet, um Pfähle oder Spundbohlen durch Schlagkraft in unterschiedliche Bodenarten einzuschlagen.
Bekannte elektromagnetische Hammer mit ferromagnetischer Masse, wie beispielsweise im Dokument JP-A-56 153018 beschrieben, umfassen ein Rohr, das eine Umfangswicklung und angrenzend an eines seiner Enden einen Amboß trägt. Eine Masse aus ferromagnetischem Material ist verschiebbar in dem Rohr aufgenommen.
Die Umfangswicklung ist im allgemeinen durch Wickeln eines Kupferdrahts um ein zugehöriges Gehäuse realisiert. Nach dem Umwickeln wird das Gehäuse mit seiner Umfangswicklung an dem Rohr befestigt.
Im Gebrauchszustand ruht das Rohr in einer im wesentlichen vertikalen oder geneigten Lage auf dem durch den Amboß als Zwischenglied einzuschlagenden Element. Die Umfangswicklung wird nun durch die Mittel zum Zuführen elektrischer Energie erregt und erzeugt somit ein elektromagnetisches Feld, das die Masse anhebt. Die Erregung der Umfangswicklung wird sodann unterbrochen und die Masse schlägt unter der Wirkung ihres Eigengewichts auf den Amboß ein, der den Schlag auf das einzuschlagende Element überträgt.
Es ist jedoch festzustellen, daß auf die Umfangswicklung, die nicht enganliegend und unbeweglich gehalten ist, beim Anheben der Masse eine Reaktionskraft wirkt, die sie zusammendrückt. Nach mehrfacher Verwendung führen diese allmählichen Verformungen zu einer verringerten Leistungsfähigkeit des elektromagnetischen Hammers und können zu einer Beschädigung der Umfangswicklung führen.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß dadurch, daß die Masse sehr schwer ist und mehrmals auf den Amboß einschlagen muß, um das betreffende Element vollständig einzudrücken, die Mittel zum Zuführen elektrischer Energie während einer sehr kurzen Zeitspanne mehrmals eine beträchtliche unverzögerte Arbeitsleistung erbringen müssen. Wenn diese Mittel jedoch mit dem elektrischen Verteilernetz verbunden sind, erzeugen die starken, schlagartigen und wiederholt auftretenden Stromschübe Spannungsschwankungen, die bei Wiederholungen in kurzen Zeitabständen zu einem "Flicker"-Effekt führen. Die Bedienperson muß daher einen Anschluß vorsehen, welcher der maximalen verbrauchten Leistung entspricht, obwohl diese ein Vielfaches des mittleren Wertes der verbrauchten Leistung erreichen kann. Wenn die Versorgungseinrichtung einen unabhängigen Generator umfaßt, rufen die Stromschübe Schwankungen im Betrieb des thermischen Motors des Generators hervor. Folglich wird der Motor stark abgenutzt und es entsteht eine anormale Abgasentwicklung.
Die Dokumente FR-A-2.015.204 und FR-A-2.581.100 zeigen elektromagnetische Hammer der zuvor genannten Art, deren Versorgungseinrichtung für die elektrische Umfangswicklung eine Kondensatoren-Batterie umfassen. Die Kondensatoren akkumulieren die Energie in Form elektrostatischer Energie und setzen diese innerhalb einer sehr kurzen Zeit frei. Derartige Kondensatoren haben jedoch den Nachteil, daß sie hohe Kosten verursachen und aufgrund des beträchtlichen Ladungs- und Entladungsrhythmus eine relativ geringe Lebensdauer haben. Ferner ist der elektrische Schaltkreis im allgemeinen kompliziert.
Des Weiteren ist es bei gewissen Anwendungen nötig, daß der elektromagnetische Hammer Schläge mit geringerer Energie bei hoher Frequenz liefert. Da die Kondensatoren sich jedoch zu Beginn des Ladens wie ein Kurzschluß verhalten, ist es nötig, eine Begrenzungsdrossel und einen Widerstand vorzusehen, um den auf das Netz wirkenden Stromstoß zu reduzieren. Ferner bilden die Kondensatoren und die Wicklung einen Schwingkreis, dessen Schwingungen die maximale Frequenz der Schläge bestimmen. Um eine höhere Frequenz zu erhalten, müßte man die Anzahl der Kondensatoren verringern. Dies ist jedoch auf einer Baustelle nicht durchführbar. Ferner erzielt man die Veränderung der Schlagstärke und der Schlagfrequenz durch Verändern der Spannung der Kondensatorenladung. Diese Veränderung kann sich aufgrund der Komplexität des Stromkreises manchmal als schwer umsetzbar erweisen.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, einen elektromagnetischen Hammer anzugeben, dessen Struktur es ermöglicht, Schläge hoher Energie über einen großen Frequenzbereich zu erzeugen, und der eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist erfindungsgemäß ein elektromagnetischer Hammer angegeben mit ferromagnetischer beweglicher Masse, umfassend ein Rohr, das dazu bestimmt ist, mittels eines Ambosses auf einem einzuschlagenden Element aufzuliegen, wobei das Rohr eine Umfangswicklung, eine verschiebbar in dem Rohr aufgenommene Masse sowie Mittel zur Zufuhr elektrischer Energie trägt, die mit der Wicklung verbunden sind, um diese so zu erregen, daß sie ein elektromagnetisches Feld zum Anheben der Masse erzeugt, wobei die Masse unter der Wirkung ihres Eigengewichts auf den Amboß einschlagen wird, wenn die Wicklung nicht mehr erregt ist, und wobei die Wicklung des Hammers durch Umwickeln des Rohres hergestellt ist und das Rohr aus nichtmagnetischem Material besteht und Mittel umfaßt, die axiale Kräfte aufnehmen und diese während des Anhebens der Masse auf den Amboß übertragen.
Somit wird die Wicklung fest und in enger Verbindung von dem Rohr getragen, so daß sie sich nicht wesentlich unter der Reaktionskraft des Anhebens der Masse verformt. Die Leistung des Hammers ist somit nicht begrenzt und auch konstant. Die Wicklung hat ferner eine lange Lebensdauer. Außerdem wird die Reaktionskraft des Anhebens über die Mittel zur Aufnahme und Übertragung der axialen Kräfte auf den Amboß sowie auf das Element zum Eindrücken übertragen, so daß die Reaktionskraft genutzt wird, um das Element einzudrücken. Das Eindrücken des Elements wird somit nicht nur erzielt, wenn die Masse sich senkt, sondern auch wenn diese sich hebt. Somit ist der elektromagnetische Hammer sehr effizient und hat einen hohen Wirkungsgrad.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zur Aufnahme der axialen Kräfte und zur Übertragung dieser Kräfte einen ersten und einen zweiten Versteifungskranz, zwischen denen die Wicklung um das Rohr herum gewickelt ist.
Somit haben die Versteifungskränze eine Doppelfunktion. Sie ermöglichen zum einen das Wickeln der Wicklung um das Rohr, indem sie zwei Begrenzungswände bilden, und zum andern stellen sie die Aufnahme und das Übertragen eines Teils der Reaktionskraft an das Rohr sicher, welcher die Wicklung beim Anheben der mobilen Masse ausgesetzt ist.
Bei dieser Ausführungsform umfassen die Mittel zur Aufnahme und zur Übertragung der axialen Kräfte vorteilhafterweise ferner zwei Endkränze, die sich jeweils nahe einem Ende des Rohres erstrecken, sowie Versteifungsstreben, die sich parallel zur Längsachse des Rohrs jeweils zwischen einem der Versteifungskränze und dem benachbarten Endkranz erstrecken.
Die Versteifungsstreben stellen die Aufnahme und Übergabe der axialen Kräfte sicher und verstärken somit das Rohr noch zusätzliche.
Gemäß einem weiteren besonderen Merkmals der Erfindung ist das Rohr von einer Schallschutzhaube überdeckt, die sich über die gesamte Länge des Rohres und vorzugsweise über dessen unteres Ende hinaus erstreckt, derart, daß sie den Amboß und einen oberen Abschnitt des einzuschlagenden Elementes überdeckt.
Ferner hat das Rohr nahe seinem unteren Ende Luftablaßöffnungen und die Schutzhaube hat nahe ihrem oberen Ende Luftablaßöffnungen, derart, daß die Luft, die aus dem Rohr ausströmt, während der Abwärtsbewegung der Masse in Richtung der Wicklung geleitet wird, um die Wicklung abzukühlen, wobei zwischen der Wicklung und der Schutzhaube ein Zwischenraum vorhanden ist.
Somit wird die durch die Bewegung der Masse bewegte Luft durch die Rohröffnungen abgelassen und durch die Schutzhaube bis zu den Öffnungen, die am oberen Ende vorgesehen sind, kanalisiert. Dadurch wird die Luft in Richtung der Wicklung geleitet, so daß ein Wärmeaustausch zwischen der derart bewegten Luft und der Wicklung entsteht, wodurch eine effiziente Kühlung der Wicklung sichergestellt ist.
Vorzugsweise umfaßt die Schutzhaube an ihrem unteren Ende Elemente zum Führen des einzuschlagenden Elements.
Das Einschlagen des Elements ist somit vereinfacht und der Halt des Rohrs durch das einzuschlagende Element sichergestellt.
Vorzugsweise haben die Führungselemente ein oberes Ende, das mit dämpfenden Kontaktstücken versehen ist, die dem Amboß zugeordnet sind.
Auf diese Weise wird der Schlag des Ambosses gedämpft, wenn das einzuschlagende Element unter der Wirkung des Falls der Masse zu leicht in den Boden eingedrungen ist. Dies kann beispielsweise passieren, wenn der betreffende Boden locker ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das obere Ende der Schutzhaube eine zentrale Öffnung aufweist, die es ermöglicht, daß die Masse in das Rohr eingeführt und aus diesem entfernt werden kann.
Somit kann der erfindungsgemäße elektromagnetische Hammer Element für Element gehandhabt und versetzt werden, wodurch Transportoperationen beträchtlich vereinfacht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Versorgungseinrichtung des erfindungsgemäßen Hammers umfassen die Mittel zur Energiezufuhr einen Wechselstromgenerator, der einen Rotor hat, der an ein Schwungrad und an einen Rotationsmotor gekoppelt ist, um einen Teil der in mechanischer Form gespeicherten Energie durch das Schwungrad in elektrische Energie umzuwandeln, sowie einen Versorgungskreis, der den Wechselstromgenerator mit der Wicklung verbindet.
Somit wird die Akkumulation der nötigen Energie auf sehr einfache und zuverlässige Weise erzielt. Die Stromstöße im Bereich des Wechsesltromgenerators haben kaum Einfluß auf das Schwungrad, so daß kaum Störungen auf den Betrieb des Rotationsmotors wirken. Ferner kann eine große Energiemenge zu geringen Kosten akkumuliert werden, wodurch kräftige Schläge erzielt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Versorgungskreis eine Gleichrichterbrücke, die mit dem Wechselstromgenerator verbunden ist, einen ersten und einen zweiten Leiter, die den positiven Pol bzw. den negativen Pol der Gleichrichterbrücke mit der Wicklung verbinden, ein erstes Umschalteorgan, das in einem der genannten Leiter angeordnet ist und zwischen einem Durchlaßzustand, in dem die erste Wicklung gespeist wird, und einem Sperrzustand, in dem die Versorgung der Wicklung unterbrochen ist, betätigt werden kann, sowie eine Freilaufdiode, deren Kathode an den ersten Leiter und deren Anode an den zweiten Leiter angeschlossen ist.
Somit ist der Versorgungskreis sehr einfach realisiert. Die Veränderung der Schlagkraft und der Schlagfrequenz erhält man leicht, indem man die Dauer der Stromzufuhr zu der Wicklung mit Hilfe des Umschalteorgans verändert. Die Versorgungsspannung bleibt dabei jedoch gleich. Ferner ermöglicht die Freilaufdiode im blockierten Zustand des Umschalteorgans das Fließen der Energie in dem Schaltkreis, die in der Wicklung gespeichert wurde, während das erste Umschalteorgan leitet. Diese Energie wird verwendet, um das vollständige erneute Anheben der Masse in dem Rohr durchzuführen.
Der Versorgungskreis hat bei dieser Ausführungsform vorteilhafterweise ein Mittel zur Begrenzung des während der Abwärtsbewegung der Masse in der Wicklung induzierten Stroms, wobei das Begrenzungsmittel eine Diode und einen Widerstand umfaßt, die in Reihe geschaltet und zwischen der Freilaufdiode und der Wicklung parallelgeschaltet zur Wicklung an den ersten und den zweiten Leiter angeschlossen sind. Diese Mittel zur Begrenzung des Stroms ermöglichen das Abführen der in der Wicklung durch das Senken der Masse erzeugten Energie in dem Widerstand. Somit wird ein ungewünschtes Abbremsen der Masse verhindert.
Vorzugsweise ist die Diode ferner zwischen der Wicklung und der Freilaufdiode an den zweiten Leiter, und die Kathode der Diode an eine Klemme des Widerstands angeschlossen, wobei die andere Klemme des Widerstands an den ersten Leiter angeschlossen ist, und wobei ferner ein zweites Umschalteorgan vorgesehen ist, das zwischen einem Durchlaßzustand und einem Sperrzustand betätigt werden kann, wobei das genannte zweite Umschalteorgan in dem zweiten Leiter zwischen der Freilaufdiode und der genannten, an den Widerstand gekoppelten Diode zwischengeschaltet ist.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsvariante ist eine zusätzliche Wicklung durch Wickeln um das Rohr an einer axialen Position hergestellt ist, die sich zwischen der Wicklung und dem Amboß befindet, wobei die zusätzliche Wicklung mit der Wicklung so verbunden ist, daß sie durch den Strom, der während der Abwärtsbewegung der Masse in dieser letztgenannten induziert wird, gespeist wird.
Auf diese Weise wird die in der Wicklung durch das Senken der Masse erzeugte Energie dazu verwendet, die zusätzliche Wicklung zu erregen. Somit wird einerseits das Bremsen der Masse durch die Wicklung verhindert und zum anderen erzeugt die zusätzliche Wicklung ein magnetischen Feld, welches das Senken der Masse beschleunigt. Dadurch wird der Wirkungsgrad des elektromagnetischen Hammers noch verbessert.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden durch die Beschreibung bestimmter, jedoch nicht einschränkender Ausführungsbeispiele erläutert.
Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Versorgungseinrichtung des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Hammers ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Achse eines ersten Ausführungsbeispiels des elektromagnetischen Hammers zeigt, der hier nur eine Umfangswicklung hat und in der Betriebsstellung dargestellt ist, d.h in der Stellung, in welcher auf den Amboß eingeschlagen wird;
Fig. 3 ein Schaltplan der elektromagnetischen Hammeranordnung gemäß einem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel ist, wobei hier eine erste Ausführungsform des Versorgungskreises dargestellt ist und die verwendeten Umschalteorgane bipolare Transistoren mit einem Isoliergitter, kurz IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistoren) sind;
Fig. 4 eine Darstellung der Steuerimpulse der Transistoren ist;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Versorgungskreises ist, wobei die verwendeten Umschalteorgane hier Thyristoren sind;
Fig. 6 eine Darstellung der Steuerimpulse der Thyriostoren ist;
Fig. 7 eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Achse des elektromagnetischen Hammers gemäß einer zweiten Ausführungsform ist, wobei der Hammer hier eine zweite zusätzliche Wicklung umfaßt;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Versorgungskreises des elektromagnetischen Hammers gemäß einer zweiten Ausführungsform ist; und
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Versorgungskreises ist.
In den Fig. 1 und 2 umfaßt der elektromagnetische Hammer gemäß einer ersten Ausführungsform ein Rohr 1, das hier aus rostfreiem nichtmagnetischem Stahl hergestellt ist und eine Umfangswicklung 2 trägt. Die Wicklung ist durch das Umwickeln eines Aluminiumbandes um das Rohr 1 herum realisiert, um die Masse des elektromagnetischen Hammers zu begrenzen. Es kann natürlich auch eine Umwicklung aus Kupfer vorgesehen sein. Die Wicklung ist vorzugsweise in ein Isolierharz getaucht, wodurch der Zusammenhalt als kompakter Block begünstigt wird, und seitlich von zwei Kränzen 3 eingefaßt, welche Versteifungskränze bilden, die an das Rohr geschweißt sind. Ein weiterer Kranz 4 ist an das untere Ende des Rohrs 1 geschweißt und ein weiterer Kranz 5 ist an das obere Ende des Rohrs geschweißt. Die Kränze 4 und 5 bilden Endkränze. Die seitlichen Versteifungen 6 bilden Versteifungsstreben, die sich ferner axial entlang dem Rohr zwischen dem ersten Kranz 3 und dem Kranz 4 und zwischen dem zweiten Kranz 3 und dem Kranz 5 erstrecken. Die Versteifungskränze, die Endkränze und die seitlichen Versteifungen bilden Mittel zur Aufnahme und Übergabe axialer Kräfte.
Der obere Kranz 5 bildet hier ferner einen Auflagekranz einer Schallschutzhaube 7. Die Schutzhaube 7 kann auch einfach auf dem Kranz 5 aufliegen oder auch mit diesem verschweißt oder verschraubt sein. Die Schutzhaube 7 ist aus Stahl oder Kunststoff hergestellt und hat eine Innenwand, die vorzugsweise mit einer schallabweisenden Verkleidung bedeckt ist. Die Schutzhaube bedeckt das Rohr 1 sowie die vorstehend genannten Kränze, die seitlichen Versteifungen und die Umwicklung 2 und erstreckt sich vorzugsweise über das untere Ende des Rohrs 1 hinaus. Zwischen der Schutzhaube und der Wicklung 2 ist ein Zwischenraum vorhanden. Der Vorteil dieses Zwischenraums wird an gegebener Stelle erläutert. Es ist interessanterweise festzustellen, daß das obere Ende der Schutzhaube 7 eine runde Öffnung 8 hat, die einen gleichen Durchmesser aufweist wie der untere Durchmesser des Rohrs 1 und Befestigungselemente 9 trägt, die sich radial um die Öffnung 8 herum erstrecken und eine abgeschrägte Seite 10 aufweisen, die an die Öffnung 8 grenzt.
Der untere Abschnitt der Schutzhaube 7 trägt Führungselemente 11, die im vorliegenden Fall durch H-förmige Eisenelemente gebildet sind, wobei ein Schenkel dieser Eisenelementen mit der Innenfläche der Schutzhaube 7 verschraubt oder verschweißt ist. Die Führungselemente 11 haben ein oberes Ende, das ein elastisches Kontaktstück 12 trägt, auf dem, wenn das einzuschlagende Elemente nicht vorhanden ist, ein Amboß 13 zwischen den elastischen Kontaktstücken und dem unteren Ende des Rohrs 1 ruht. Die elastischen Kontaktstücke 12 stellen das Dämpfen des Ambosses 13 im Falle eines Leerlauf-Schlags sicher.
Eine ferromagnetische Masse 14 aus Stahl, die eine zylindrische Form hat, ist verschiebbar in dem Rohr 1 aufgenommen und bildet dabei einen beweglichen Kern für die Wicklung 2.
Das Rohr 1 umfaßt nahe seinem unteren Endes Ablaßöffnungen 25 und die Schutzhaube hat an ihrem oberen Ende Ablaßöffnungen 26. Eine Luftzirkulation zwischen der Schutzhaube 7 und dem Rohr 1 kann somit hergestellt werden, um für ein Kühlen der Wicklung zu sorgen.
Der elektromagnetische Hammer umfaßt ferner eine Versorgungseinrichtung zum Zuführen elektrischer Energie, die im folgenden im Hinblick auf die Fig. 1, 3 und 4 beschrieben sind.
In Fig. 1 und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt die Versorgungseinrichtung ein Schwungrad 15, das an der Weile eines Rotors eines Wechselstromgenerators 18 befestigt ist. Der Rotor des Wechselstromgenerators 18 ist ferner über ein elastisches Verbindungsglied 17, das zwischen dem Schwungrad 15 und dem Rotationsmotor 16 angeordnet ist, mit der Welle des Rotationsmotors 16 verbunden. Der Wechselstromgenerator 18 umfaßt ein elektronisches Regelungssystem 19, um einen Standard-Dreiphasen- Wechselstrom zu liefern. Das Schwungrand 15 muß derart bemessen sein, daß die kinetische Energie, die akkumuliert wird, etwa zehn mal größer ist als die von der Wicklung 2 verbrauchte elektrische Energie, wenn diese von dem Wechselstromgenerator 18 versorgt wird. Der Rotationsmotor 16 kann ein elektrischer Motor sein, der mit dem elektrischen Verteilernetz verbunden ist, oder ein Hydraulikmotor oder auch ein thermischer Motor, der mit Benzin, Gasöl oder dergleichen betrieben wird.
Der Wechselstromgenerator 18 ist mit der Wicklung 2 über einen Versorgungskreis verbunden. Eine erste Ausführung dieses Versorgungskreises ist in Fig. 3 dargestellt.
Bevorzugterweise umfaßt der Versorgungskreis eine Gleichrichterbrücke 20, die über einen Schließkontakt 41 und einen Transformator 42 mit dem Wechselstromgenerator 18 verbunden ist und auf herkömmliche Weise von sechs mit den Bezugszeichen D1 bis D6 versehenen Dioden gebildet ist. Die Gleichrichterbrücke 20 sorgt somit für einen Gleichstrom. Der positive Pol des Gleichrichters ist über einen Leiter 21 mit einer Klemme der Wicklung 2 verbunden.
Der negative Pol der Gleichrichterbrücke 20 ist mit dem Emitter eines Leistungstransistors IGBT1 in Reihe geschaltet, der ein erstes Umschalteorgan bildet. Der Kollektor des Transistors IGBT1 ist einerseits mit der Anode der Freilaufdiode D7 verbunden, deren Kathode mit dem Leiter 21 verbunden ist, und andererseits über einen zweiten Leiter 22 mit dem Emitter eines Leistungstransistors IGBT2, der ein zweites Umschalteorgan bildet. Der Kollektor des Transistors IGBT2 ist einerseits mit der anderen Klemme der Wicklung 2 und andererseits mit der Anode einer Diode D8 verbunden, deren Kathode über den Widerstand Ra mit dem Leiter 21 verbunden ist. Es ist festzustellen, daß die Diode D8 und der Widerstand Ra parallel zur Wicklung 2 angeordnet sind. Die Position der Diode D8 und des Widerstands Ra ist natürlich austauschbar. Ferner kann der Widerstand aus linearen oder vorteilhafterweise von nichtlinearen Elementen gebildet sein, deren Ohm-Wert mit der Spannung, die angelegt wird, abnimmt. Eine weitere vorteilhafte Lösung wäre es, die linearen und nichtlinearen Elemente in Reihe zu schalten.
Die Transistoren IGBT1 und IGBT2 werden durch einen elektronischen Steuerkreis 40, der hier Impulsgeneratoren G11 bzw. G12 umfaßt, von einem Durchlaßzustand in einen Sperrzustand gesteuert. Diese Generatoren liefern, wie in Fig. 4 dargestellt, Rechteckspannungsimpulse.
Die elektronische Steuerung 40 ist ferner über Sicherheitsunterbrecher 43 und einen Erdschlußdetektor 44 mit dem Schließkontakt 41 verbunden. Die elektronische Steuerung 40 wird über einen Trenntransformator 45 von dem Wechselstromgenerator 18 gespeist. Die elektronische Steuerung 40 ist ferner an ein Sicht- und Steuergerät 46 angeschlossen, durch welches die Bedienperson über den Zustand der Sicherheitselemente und den Betrieb des Hammers informiert wird.
Es ist festzustellen, daß der Einsatz des Transformators 42 von Vorteil ist, da dieser eine Spannungssteigerung und somit eine Senkung des Stroms in dem Versorgungskreis ermöglicht. Somit kann der Leiterquerschnitt verkleinert werden und es können Umschalteorgane mit geringen Abmessungen eingesetzt werden.
In den Fig. 1, 2, 3 und 4 wird das Rohr im Betriebszustand von einem Kran, dessen Haken mit den Befestigungselementen 9 der Schutzhaube 7 zusammenwirken, senkrecht oberhalb des einzuschlagenden Elements 50 angeordnet, so daß der Amboß 13 auf dem einzuschlagenden Element ruht. Obgleich das Rohr hier in einer vertikalen Stellung angeordnet ist, kann es natürlich auch in einer geneigten Stellung verwendet werden.
Mit Hilfe des Krans, wird die Masse 14 nun in die Öffnung 8 des Schutzhaube eingeführt (dieses Einführen wird durch die abgeschrägten Seiten 10 der Befestigungselemente 9 als Führung vereinfacht).
Das einzuschlagende Element 50 ist hier ein Pfahl, der mittels der Führungselemente 11 in die Schutzhaube 7 geführt wird. Wenn der Pfahl 50 einen geringeren Durchmesser hat als die Öffnung, die von den Führungselemente 11 definiert wird, kann vorteilhafterweise eine lösbare rohrförmige Adapter-Buchse vorgesehen sein, die im Bereich des unteren Endes der Schutzhaube 7 angeflanscht ist. Alternativ kann, wenn das einzuschlagende Element eine Spundbohle ist, vorgesehen sein, daß der untere Bereich der Schutzhaube symmetrische und abnehmbare Elemente umfaßt, um eine Öffnung zum Eintritt der Spundbohlen zu bilden.
Die Mittel zur Zufuhr elektrischer Endergie sind auf herkömmliche Weise mittels eines umwickelten Kabels mit der Wicklung 2 verbunden. Der Anschluß an die Wicklung ist durch nicht dargestellte Mittel dicht abschließend ausgeführt.
Der Rotationsmotor 16 wird mit der gewünschten Drehzahl in Betrieb genommen. Somit treibt er das Schwungrad 15 und den Rotor des Wechselstromgenerators 18 an. Der Wechselstromgenerator ist dazu imstande, einen Dreiphasen- Wechselstrom zu liefern.
Wenn die Sicherheitselemente 43 und 44 es ermöglichen, steuert die Bedienperson die Inbetriebnahme des Hammers durch das Sicht- und Steuergerät 46.
Um die Masse 14 anzuheben (Zeit t0) steuern die Impulsgeneratoren G11 und G12 den Übergang der Transistoren IGBT1 und IGBT2 in den Durchlaßzustand. Die Wicklung 2 wird somit durch das Durchfließen des Gleichstroms angeregt, der über den Gleichrichter 20 aus dem Wechselstromgenerator 18 zugeführt wird.
Der Stromstoß bewirkt eine Verringerung der Geschwindigkeit der sich drehenden Elemente. Dennoch ist diese Verringerung nur sehr gering, was zurückzuführen ist auf die Menge der hohen kinetischen Energie, die in dem Schwungrad 15 gespeichert ist, relativ zu der Energiemenge, die von dem Wechselstromgenerator geliefert wird. Der Rotationsmotor 16 findet somit leicht wieder zu seiner anfänglichen Drehgeschwindigkeit zurück.
Die Erregung der Wicklung 2 schafft ein Magnetfeld, das eine Lorentz-Kraft erzeugt, durch welche die Masse 14 angehoben werden kann. Ferner wirkt bei dieser Erregung eine Reaktionskraft durch das Anheben auf die Wicklung 2, die dazu neigt, die Wicklung in Richtung der Masse zu führen, derart daß das Rohr durch die Kränze 3 und 4 und die seitlichen Versteifungen 6 unter großer Krafteinwirkung in Kontakt mit dem Amboß 13 kommt, der auf dem einzuschlagenden Element ruht. Die Reaktionskraft des Anhebens, die in etwa vier oder fünf mal so groß ist wie die Masse, wird somit direkt auf das einzuschlagende Element 50 übertragen, ohne dabei die Wicklung 2 oder das Rohr 1 zu beschädigen. Die Reaktionskraft wird somit verwendet, um das Element 50 einzuschlagen. Erzielt wird dabei ein dem "Diesel-Effekt", der bei Diesel-Hammern eingesetzt wird, ähnelndes Phänomen.
Es ist festzustellen, daß der erfindungsgemäße elektromagnetische Hammer im Gegensatz zum Diesel-Hammer ein Element mit gleicher Leistung in einen lockeren Boden einschlägt, da das genannte Phänomen nicht von der Bodenbeschaffenheit abhängt.
Wenn die Masse 14 auf eine vorbestimmte Höhe angehoben wird, wird der Transistor IGBT1 durch den Impulsgenerator G11(Zeit t1) in seinen Sperrzustand gebracht. Die in der Wicklung 2 während der Leitphase des Transistors IGBT1 akkumulierte Energie erzeugt einen Strom, der über den Transistor IGBT2 und die Freilaufdiode D7 in einem Kreis fließt, der sich über die Wicklung 2 schließt. Da die Wicklung 2 noch immer von dem Strom erregt ist, hebt die Hubkraft weiterhin die Masse 14 an. Wenn die gewünschte Endhubhöhe erreicht ist, wird der Transistor IGBT2 durch den Impulsgenerator G12 (Zeit t2) in seinen Sperrzustand geführt. Die Wicklung 2 ist nun nicht mehr erregt und die Masse 14 beginnt unter der Wirkung ihres Eigengewichts ihre freie Abwärtsbewegung.
Die Abwärtsbewegung der Masse 14 in der Wicklung 2 erzeugt in dieser einen Induktionsstrom, der ein Magnetfeld erzeugt, das die Masse 14 abbremst. Dieser Induktionsstrom läuft über die Diode D8 und den Widerstand Ra, der ein Mittel zur Begrenzung des Induktionsstroms darstellt, der die in der Wicklung durch das Senken der Masse 14 erzeugte Energie abführt. Die Masse 14 schlägt somit mit einer maximalen Kraft auf den Amboß 13 ein, der den Stoß an den einzuschlagenden Pfahl 50 weitergibt.
Es versteht sich, daß die Bewegungen der Masse 14 in dem Rohr 1 Luftverschiebungen hervorrufen. Die so verschobene Luft strömt durch die Öffnungen 25, die in dem Rohr 1 vorgesehen sind, sowie die Öffnungen 26, die in der Schutzhaube 7 vorgesehen sind, nachdem sie durch diese kanalisiert und in Richtung der Schutzhaube 7 geleitet werden. Auf diese Weise wird die Wicklung gekühlt, insbesondere immer dann, wenn die Masse 14 sich in dem Rohr senkt.
Ferner reicht es, um die Schlagkraft und Schlagfrequenz zu verändern, die Hubhöhe der Masse 14 zu verändern. Hierzu ist es nötig, die Impulsgeneraotren G11 und G12 auf bekannte Weise zu betätigen, um die Zeitdauer, während der die Transistoren IGBT1 bzw. IGBT2 zugleich im Durchlaßzustand bzw. im Sperrzustand sind, anzupassen.
Eine zweite Ausführungsform des Versorgungskreises wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben.
Gleiche oder ähnliche Elemente wie die zuvor genannten Elemente tragen dabei in der Reihenfolge der Beschreibung die gleichen Bezugszeichen.
Wie auch bei der ersten Ausführungsform umfaßt die zweite Ausführungsform des Versorgungskreises eine Gleichrichterbrücke 20, die mit der Wicklung 2 verbunden ist, eine Freilaufdiode D7, eine Diode D8 und einen Widerstand Ra.
Die Gleichrichterbrücke 20 ist in dieser Ausführungsform eine Mischbrücke umfassend die Dioden D1, D2, D3 und die Thyristoren Th1, Th2 und Th3. Die Gates der Thyristoren Th1, Th2, Th3 bilden ein erstes Umschalteorgan und sind durch den Impulsgenerator G11 zwischen einem Durchlaßzustand, in dem die Wicklung 2 gespeist wird, und einem Sperrzustand, in dem die Zufuhr abgeschnitten ist, steuerbar.
Der negative Pol der Gleichrichterbrücke 20 ist mit der Kathode eines Thyristors Th4 verbunden, dessen Anode mit der Klemme der Wicklung 2 verbunden ist, die in Verbindung ist mit der Anode der Diode D8. Das Gate des Thyristors Th4 ist mit einem Impulsgenerator G12 verbunden und bildet ein zweites Umschalteorgan, das zwischen einem Durchlaßzustand und einem Sperrzustand steuerbar ist.
Der Versorgungskreis umfaßt ferner eine herkömmliche Löschschaltung des Thyristors Th4. Diese Löschschaltung umfaßt eine Diode D9, einen Widerstand RC, einen Widerstand RL und einen Thyristor Th5, die in Reihe geschaltet sind, wobei die Anode der Diode D9 an dem Leiter 21 angeschlossen ist und die Kathode des Thyrostors Th5 mit der Kathode des Thyristors Th4 verbunden ist. Das Gate des Thyristors Th5 ist mit einem Impulsgenerator G13 verbunden. Ein Kondensator Cex ist ferner mit der Anode des Thyristors Th4 und der Klemme des Widerstands RC verknüpft, der mit dem Widerstand RL verbunden ist.
Die Impulsgeneratoren G11, G12, G13 steuern die Thyristoren, an deren Gates sie durch Rechteckspannungsimpule, wie in Fig. 6 dargestellt, angeschlossen sind.
Im Betriebszustand werden die Thyristoren Th1, Th2, Th3 und Th4 zu der Zeit t0 durch die Impulsgeneratoren G11 und G12 in ihren Durchlaßzustand gebracht. Die Wicklung 2 wird somit erregt und der Kondensator Cex wird über die Diode D9 und den Widerstand RC geladen.
In der Zeit T1 werden die Thyristoren Th1, Th2, Th3 in ihren Sperrzustand gebracht, so daß der in der Wicklung 2 erzeugte Strom über die Freilaufdiode D7 und dann zur Wicklung fließt. Der Kondensator Cex bleibt aufgrund der Diode D9 geladen.
Zu der Zeit t2, wird der Thyristor Th5 durch den Impulsgenerator G13 in seinen Durchlaßzustand gebracht, so daß sich der Kondensator Cex über den Widerstand RL und den Thyristor Th5 entlädt. Die Anode des Thyristors Th4 hat somit ein gegenüber der Kathode negatives Potential, so daß der Thyristor Th4 blockiert ist. Der in der Wicklung 2 induzierte Strom wird nun zu dem Widerstand Ra geleitet.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 eine zweite Ausführungsform des elektromagnetischen Hammers beschrieben.
Der elektromagnetische Hammer umfaßt wie zuvor beschrieben ein Rohr 1, an das Kränze 3, 4, 5 und seitliche Versteifungen geschweißt sind, sowie eine Umfangswicklung 2, die um das Rohr 1 herum angeordnet ist. Das Rohr 1 ist wie zuvor beschrieben von einer isolierenden Schutzhaube 7 umhüllt, die in ihrem oberen Bereich eine Öffnung 8 und Befestigungsmittel 9 aufweist und an ihrem unteren Bereich Führungselemente 11 und elastische Kontaktstücke 12 hat. Ein Amboß 13 ist zwischen dem unteren Ende des Rohrs 1 und den elastischen Kontaktstücken 12 aufgenommen. In dem Rohr 1 ist eine Masse 14 verschiebbar gelagert.
Eine zusätzliche Umfangswicklung 30 ist entsprechend der Wicklung 2 direkt um das Rohr 1 zwischen der Wicklung 2 und dem unteren Ende des Rohrs 1 gewickelt.
Die zusätzliche Wicklung 30 ist entsprechend der Wicklung 2 von zwei Versteifungskränzen 32 eingefaßt. Wie zuvor beschrieben sind die Endkränze 4, 5 nahe dem Ende des Rohrs 1 angeordnet. Die seitlichen Versteifungen 6 ertrecken sich parallel zur Längsachse des Rohrs 1 zwischen den Versteifungskränzen 3, 32 und den angrenzenden Endkränzen 4, 5 und zwischen den beiden einander benachbarten Versteifungskränzen 3 und 32.
Die Versorgungseinrichtung des elektromagnetischen Hammers der zweiten Ausführungsform umfaßt wie auch zuvor einen Rotationsmotor, ein Schwungrad und einen mit der Wicklung 2 über einen Versorgungskreis verbundenen Wechselstromgenerator.
Eine erste Ausführungsvariante des Versorgungskreises ist in Fig. 8 zu sehen.
Der Versorgungskreis umfaßt entsprechend dem Versorgungskreis der zuvor beschriebenen Fig. 3 eine Gleichrichterbrücke 20, die unter Verwendung der Dioden D1 bis D6 hergestellt und mit der Wicklung 2 verbunden ist, einen ersten Leistungstransistor IGBT1, eine Freilaufdiode D7 und einen zweiten Leistungstransistor IGBT2. Die Transistoren IGBT1 und IGBT2 werden von den Impulsgeneratoren G11 bzw. G12 auf gleiche Weise wie bei Fig. 3 gesteuert.
Die an den Transistor IGBT2 gekoppelte Klemme 2 der Wicklung ist ebenso mit einer Klemme der zusätzlichen Wicklung 30 über eine Diode D8 verbunden. Die andere Klemme der zusätzlichen Wicklung 30 ist zwischen der Freilaufdiode D7 und der Wicklung 2 mit dem Leiter 21 verbunden.
Zu der Zeit t2, wenn der Transistor IGBT2 in seinen Sperrzustand geschaltet wird, fließt der in der Wicklung 2 durch das Senken der Masse 14 induzierte Strom durch die zusätzliche Wicklung 30 und löst deren Erregung aus. Dadurch wird ein Magnetfeld erzeugt, wodurch eine Lorentz-Kraft entsteht, welche die Masse 14 nach unten antreibt. Auf diese Weise wird der in der Wicklung 2 induzierte Strom begrenzt, dabei jedoch die Masse 14 beschleunigt.
Eine Ausführungsvariante dieses Versorgungskreises ist in Fig. 9 dargestellt.
Der modifizierte Versorgungskreis umfaßt ebenso wie der zuvor beschriebene Versorgungskreis der Fig. 5 eine Gleichrichterbrücke 20, die unter Verwendung der Dioden D1, D2, D3 und den Thyristoren Th1, Th2, Th3 hergestellt ist, welche ein erstes mit der Wicklung 2 verbundenes Umschalteorgan bilden, eine Freilaufdiode D7, eine Diode D9, einen Widerstand RC, einen Widerstand RL, einen Thyristor Th5, einen Kondensator Cex und einen Thyristor Th4. Die Thyristoren Th1, Th2, Th3, Th4, Th5 werden von Impulsgeneratoren G11, G12, G13 ebenso gesteuert wie dies beim Versorgungskreis der Fig. 5 der Fall ist.
Die mit dem Thyristor Th4 verbundene Klemme der Wicklung 2 ist ferner an die Klemme der zusätzlichen Wicklung 30 über eine Diode D8 gekoppelt. Die andere Klemme der zusätzlichen Wicklung ist mit dem Leiter 21 verbunden.
Diese Wirkungsweise stimmt mit der Wirkungsweise der ersten Ausführungsvariante des Versorgungskreises der Fig. 8 überein.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und daß Abweichungen vorgesehen sein können, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er durch die Ansprüche festgelegt ist.
Insbesondere kann, obgleich der beschriebene Versorgungskreis Leistungsgeneratoren IGBT oder Thyristoren einsetzt, auch jedes andere geeignete Umschalteorgan verwendet werden.
Obgleich die Verwendung des Thyristors Th4 zusammen mit einer Löschschaltung beschrieben ist, kann der Thyristor Th4 auch ein Lösch-Thyristor sein, wodurch die Löschschaltung entfallen würde.
Und schließlich kann der elektomagnetische Hammer, obgleich er in der Beschreibung im untere Bereich einen Amboß hat, auch einen Amboß im oberen Bereich umfassen, wodurch das Herausziehen von im Boden steckenden Elementen ermöglicht würde.

Claims

1. Elektromagnetischer Hammer mit ferromagnetischer beweglicher Masse, umfassend ein Rohr (1), das dazu bestimmt ist, mittels eines Ambosses auf einem einzuschlagenden Element (50) aufzuliegen, wobei das Rohr eine Umfangswicklung (2), eine verschiebbar in dem Rohr (1) aufgenommene Masse (14) sowie Mittel zur Zufuhr elektrischer Energie trägt, die mit der Wicklung (2) verbunden sind, um diese so zu erregen, daß sie ein elektromagnetisches Feld zum Anheben der Masse erzeugt, wobei die Masse unter der Wirkung ihres Eigengewichts auf den Amboß einschlagen wird, wenn die Wicklung nicht mehr erregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (2) durch Umwickeln des Rohres (1) hergestellt ist, wobei das Rohr aus nichtmagnetischem Material ist und Mittel (3, 4, 5, 6) umfaßt, die axiale Kräfte aufnehmen und diese während des Anhebens der Masse (14) auf den Amboß (13) übertragen.

2. Elektromagnetischer Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Aufnahme axialer Kräfte und zur Übertragung dieser Kräfte einen ersten und einen zweiten Versteifungskranz (3) umfassen, zwischen denen die Wicklung (2) um das Rohr (1) herum gewickelt ist.

3. Elektromagnetischer Hammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Aufnahme axialer Kräfte und zur Übertragung dieser Kräfte ferner zwei Endkränze (4, 5) umfassen, die sich jeweils nahe einem Ende des Rohres (1) erstrecken, sowie Versteifungsstreben (6), die sich parallel zur Längsachse des Rohrs jeweils zwischen einem der Versteifungskränze (3) und dem benachbarten Endkranz (4 bzw. 5) erstrecken.

4. Elektromagnetischer Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) von einer Schallschutzhaube (7) überdeckt ist, die sich über die gesamte Länge des Rohres und vorzugsweise über dessen unteres Ende hinaus erstreckt, derart, daß sie den Amboß (13) und einen oberen Abschnitt des einzuschlagenden Elementes (50) überdeckt.

5. Elektromagnetischer Hammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) nahe seinem unteren Ende Luftablaßöffnungen (25) hat und daß die Schutzhaube (7) nahe ihrem oberen Ende Luftablaßöffnungen (26) hat, derart, daß die Luft, die aus dem Rohr (1) ausströmt, während der Abwärtsbewegung der Masse (14) in Richtung der Wicklung (2) geleitet wird, um die Wicklung abzukühlen, wobei zwischen der Wicklung (2) und der Schutzhaube (7) ein Zwischenraum vorhanden ist.

6. Elektromagnetischer Hammer nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhaube (7) an ihrem unteren Ende Führungselemente (11) zum Führen des einzuschlagenden Elements (50) hat.

7. Elektromagnetischer Hammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (11) ein oberes Ende haben, das mit dämpfenden Kontaktstücken (12) versehen ist, die dem Amboß zugeordnet sind.

8. Elektromagnetischer Hammer nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhaube (7) ein oberes Ende hat, das eine zentrale Öffnung (8) aufweist, die das Einsetzen der Masse (14) in das Rohr (1) oder deren Herausziehen ermöglicht.

9. Elektromagnetischer Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Energiezufuhr einen Wechselstromgenerator (18) umfassen, der einen Rotor hat, der an ein Schwungrad (15) und an einen Rotationsmotor (16) gekoppelt ist, um einen Teil der in mechanischer Form gespeicherten Energie durch das Schwungrad (15) in elektrische Energie umzuwandeln, sowie einen Versorgungskreis, der den Wechselstromgenerator (18) mit der Wicklung (2) verbindet.

10. Elektromagnetischer Hammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungskreis eine Gleichrichterbrücke (20) umfaßt, die mit dem Wechselstromgenerator (18) verbunden ist, einen ersten und einen zweiten Leiter (21, 22), die den positiven Pol bzw. den negativen Pol der Gleichrichterbrücke (20) mit der Wicklung (2) verbinden, ein erstes Umschalteorgan (IGBT1; Th1, Th2, Th3), das in einem der genannten Leiter angeordnet ist und zwischen einem Durchlaßzustand, in dem die Wicklung (2) gespeist wird, und einem Sperrzustand, in dem die Versorgung der Wicklung (2) unterbrochen ist, betätigt werden kann, sowie eine Freilaufdiode (D7), deren Kathode an den ersten Leiter (21) und deren Anode an den zweiten Leiter (22) angeschlossen ist.

11. Elektromagnetischer Hammer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungskreis ferner ein Mittel zur Begrenzung des während der Abwärtsbewegung der Masse (14) in der Wicklung (2) induzierten Stroms enthält, wobei das Begrenzungsmittel eine Diode (D8) und einen Widerstand (Ra) umfaßt, die in Reihe geschaltet und zwischen der Freilaufdiode (D7) und der Wicklung (2) parallelgeschaltet zur Wicklung (2) an den ersten und den zweiten Leiter (21, 22) angeschlossen sind.

12. Elektromagnetischer Hammer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Diode (D8) zwischen der Wicklung (2) und der Freilaufdiode (D7) an den zweiten Leiter (22) angeschlossen ist, und die Kathode der genannten Diode (D8) an eine Klemme des Widerstands (Ra) angeschlossen ist, wobei die andere Klemme des Widerstands an den ersten Leiter (21) angeschlossen ist, wobei ferner ein zweites Umschalteorgan (IGBT2, Th4) vorgesehen ist, das zwischen einem Durchlaßzustand und einem Sperrzustand betätigt werden kann, wobei das genannte zweite Umschalteorgan in dem zweiten Leiter (22) zwischen der Freilaufdiode (D7) und der genannten, an den Widerstand (Ra) gekoppelten Diode (D8) zwischengeschaltet ist.

13. Elektromagnetischer Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Wicklung (30) durch Wickeln um das Rohr (1) an einer axialen Position hergestellt ist, die sich zwischen der Wicklung (2) und dem Amboß (13) befindet, wobei die zusätzliche Wicklung mit der Wicklung (2) verbunden ist, um durch den Strom, der während der Abwärtsbewegung der Masse (14) in dieser letztgenannten induziert wird, gespeist zu werden.

14. Elektromagnetischer Hammer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Aufnahme axialer Kräfte und zu deren Übertragung während des Anhebens der Masse (14) einen dritten und einen vierten Versteifungskranz (32) umfassen, zwischen denen die zusätzliche Wicklung (30) aufgewickelt ist, wobei zwei Endkränze (4, 5) jeweils nahe einem Ende des Rohres (1) angeordnet sind und Versteifungsstreben (6) sich parallel zur Längsachse des Rohres (1) zwischen dem ersten Versteifungskranz (3) und dem benachbarten Endkranz (5), zwischen dem zweiten und dem dritten Versteifungskranz (3, 32) und zwischen dem vierten Versteifungskranz (32) und dem benachbarten Endkranz (4) erstrecken.