DE7241349U - Vorrichtung zum rammen und ziehen von spundbohlen, kanaldielen und dergleichen - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Rammen und Ziehen von Spundbohlen, Kanaldielen und dergleichen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Rammen und Ziehen von Spundbohlen, Kanaldielen, Rohren und anderem Rammgut mit einem gleitend auf einem Mäkler sitzenden Rammbären.

Es sind bereits Ramm- und Ziehvorrichtungen bekannt, bei denen mittels eines Vibrationsbären in Längsrichtung des Rammgutes gerichtete Schwingungen erzeugt und gleichzeitig statische Kräfte auf dieses aufgebracht werden, durch die das Rammgut in den Boden eingetrieben oder aus diesem herausgezogen wird. Ein wesentlicher Vorteil dieser Rammvorrichtungen besteht darin, daß sie äußerst geringe Arbeitsgeräusche verursachen und daher besonders zum Einsatz in geschlossenen Ortschaften geeignet sind. Nachteilig ist jedoch, daß

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sich mit ihnen nur bei lockeren, ton- und lehmarmen Böden und mit Drehzahlen der Umlaufgewichte nahe der Eigenfrequenz des jeweiligen Bodens gute Rammleistungen erzielen lassen. Da bei Drehzahlen der Umlauxgew*ichte nahe der Eigenfrequenz des Bodens in der Nähe der Rammsteiie liegende Bauwerke durch die auftretenden Schwingungen im Boden erhebliche Schäden davontragen können, müssen vor dem Einsatz derartiger Rammvorrichtungen kostspielige Proberammungen durchgeführt werden.

Des weiteren sind Rammvorrichtungen mit einem schlagenden Rammbären bekannt. Bei diesen wird das Rammgut durch aufeinanderfolgende Schlagimpulse in den Boden eingetrieben. Demzufolge bewegt sich das Rammgut diskontinuierlich und die Reibung zwischen Rammgut und Boden muß bei jedem Schlagimpuls neu überwunden werden. Diese Rammvorrichtungen arbeiten wesentlich lauter und bei gleichen Einsatzbedingungen mit einem geringeren Wirkungsgrad als die oben beschriebenen Vorrichtungen. Von Vorteil ist bei diesen Ramravorrichtungen, daß sie bei ton- und lehmhalt igen Böden eine gegenüber den Vibrationsrammen bessere Rammleistung haben.

Diese Nachteile der bekannten Rammvorrichtungen sollen durch die Erfindung beseitigt werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Ramm- und Ziehvorrichtung zu schaffen, die bezüglich des jeweils vorliegenden Bodens universell einsetzbar ist, möglichst geringe Arbeitsgeräusche verursacht und insbesondere ein Rammen und Ziehen in der Nähe von Bauwerken erlaubt, ohne daß diese wesentliche Schäden davontragen.

Ausgehend von einer Ramm- und Ziehvorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rammbär aus einem Vibrationsbären und einem darüber angeordneten schlagenden Rammbären besteht und Mittel vorgesehen sind, die beim Absinken der durch den Be rieb des Vibrationsbären erzeugten Vortriebsgeschwindigkeit aes Rammgutes unter einen bestimmten vorgegebenen Wert den schlagenden Rammbären in Betrieb und beim Ansteigen der Vortriebsge-

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schwindigkeit über einen bestimmten vorgegebenen Wert den schlagenden Rammbären außer Betrieb setzen.

Durch einen derartigen Aufbau wird erreicht, daß nach dem Einschalten des Vibrationsantriebes das Rammgut, das mit dem Vibrationsbären schwingungsfest über eine Anklemmvorrichtung verbunden ist, in senkrecht gerichtete Schwingungen versetzt wird und infolgedessen mit einer entsprechenden Vortriebsgescihwindigkeit in den Boden eindringt. Diese Vortriebsgeschwindigkeit ist einerseits von der Rammenergie und andererseits von dem Widerstand, den der Boden dem Rammgut entgegensetzt abhängig, die ihrerseits wieder von der Größe der Vibrationsamplitude, dem Trägheitsmoment der Umlaufgewichte des Vibrationsantriebes und dem Eigengewicht der Vibrationsramme und des Rammgutes bzw. der Reibung zwischen der Oberfläche des Rammgutes und dem Boden und dem Spitzenwiderstand des Rammgutes äbuäTigig SJLHu. uXnkt S Ux grün ία uSS viSIS »»nüngUi» VCm uGvtCI· entgegengesetzten Widerstandes die Vortriebsgeschwindigkeit unter einen bestimmten vorgegebenen Wert, so wird automatisch zusätzlich der schlagende Rammbär in Betrieb gesetzt, die Rammleistung also gesteigert, bis die Vortriebsgeschwindigkeit einen bestimmten vorgegebenen zweiten Wert erreicht, der im allgemeinen über dem ersten Wert liegt oder auch gleich dem ersten Wert ist, und der schlagende Rammbär wieder außer Betrieb gesetzt wird. Da hierbei die Reibung zwischen der Rammgutoberfläche und dem Boden nahezu ausschließlich durch die mittels der Vibrationsramme erzeugten Schwingungen überwunden wird, können die von dem schlagenden Rammbären erzeugten Schlagimpulse im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen mit lediglich einem schlagenden Rammbären beinahe voll und ganz zur Überwindung des Spitzenwiderstandes ausgenutzt werden. Durch diese Erhöhung des Wirkungsgrades der Schlagimpulse ist gewährleistet, daß die durch den schlagenden Rammbären verursachten Geräusche hinsichtlich ihrer Zeitdauer und ihrer Stärke auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben.

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Darüber hinaus besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Möglichkeit, die Vibrationsfrequenz größer als die Eigenfrequenz des Bodens zu wählen und nach Bedarf die Schlagimpulse im Bereich der Bodenfrequenz wirken zu lassen. Da sich jedoch bekanntlich Schlagimpulse nicht oder allenfalls in wesentlich geringerem Umfang auf umliegende Fundamente von Bauwerken Übertragen, läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch in der Nähe von Bauwerken arbeiten, ohne daß diese in Mitleidenschaft gezogen werden.

Als Mittel zum In- und Außerbetriebsetzen des schlagenden Rammbären sind in einer Ausführungsform ein die Vortriebsgeschwindigkeit des Rammgutes erfassender Fühler sowie eine Vergleichseinrichtung vorgesehen, die den jeweiligen vom Fühler erfaßten Vortriebsgeschwindigkeitswert mit dem vorgegebenen Vortriebsgeschwindigkeitswert vergleicht und bei Erreichen eines bestimmten Differenz- oder Verhältniswertes den Steuerkreis des schlagenden Rammbären beeinflußt. Bei Verwendung eines elektrisch angetriebenen Rammbären empfiehlt es sich, einen elektrischen Fühler und eine elektronische Vergleichseinrichtung, bei Verwendung eines hydraulisch angetriebenen einen hydraulisch arbeitenden Fühler und eine hydraulische Vergleichseinrichtung vorzusehen, um durch Ausnutzung des jeweils bereits vorhandenen elektrischen oder hydraulischen Netzes den Gesamtaufwand klein zu halten.

Der Vibrationsbär ist am zweckmäßigsten als Zweimotorenvibrationsbär ohne Zwangssynchron is.⁴ er ung ausgebildet. Ein solcher Vivbrat ionsbär hat gegenüber anderen, ebenfalls verwendbaren Vibrationsbären den Vorteil, daß er einen besonders kompakten und robusten Aufbau besitzt. Als schlagender Rammbär können die üblicherweise benutzten Rammbären oder, was im Hinblick auf die Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung an die verschiedenen Einsatzbedingungen besonders vorteilhaft ist, ein Vibrationsbär, der im schlagenden Bereich betrieben wird, benutzt werden.

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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung besteht der schlagende Rammbär aus einem Hammerelement, das über mindestens einen federelastischen Körper an einem am Vibrationsbären befestigten Träger aufgehängt ist und dessen Unterseite sich im Ruhezustand mit geringem Abstand über einem am Vibrationsbären angeordneten Amboß befindet oder auf diesem aufliegt. Eine solche Ausführungsform hat gegenüber den anderen, oben beschriebenen den Vorteil, daß sie besonders einfach und billig ist und ein äußerst geringes Bauvolumen besitzt. Darüber hinaus kann bei Verwendung eines derartigen Schlagrammbären auf eine Steuervorrichtung zum In- und Außerbetriebsetzen desselben völlig verziehtet werden.

Wird nämlich bei einer derart aufgebauten Rammvorrichtung die Vortriebsgeschwindigkeit des Rammgutes durch einen sich erhöhenden Spitzenwiderstand auf einen bestimmten Wert herabgesetzt, so kehrt ein Teil der von dem Vibrationsbären auf das Rammgut übertragenen Rammenergie, der nicht zur Überwindung der Mantelreibung und zum weiteren, verringerten Vortrieb verbraucht wird, in Form einer Reaktionskraft in den Vibrationsbären zurück. Dieser Teil der Energie bewirkt, daß das Hammerelement sich unter Zusammenpressen des oder der federelastischen Körper gegen den Träger bewegt, Venn diese Aufwärtsbewegung beendet ist, wird das Hammerelement durch die in ff dem bzw. den federelastischen Körpern gespeicherte Energie in Richtung auf den Amboß beschleunigt und prallt mit großer Endgeschwindigkeit auf den Amboß. Der Schlagimpuls pflanzt sich bis zur Spitze des Rammgutes fort und bewirkt einen Vortriebsstoß. Dieser Vorgang wtelerhoIt sich so lange, bis die anfängliche Vortriebsgeschwindigkeit bzw. der anfängliche Spitzenwiderstand des Bodens wieder erreicht ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Träger aus einem koaxial zur Kauptwirkungslinie des Vibrationsbären angeordneten, das Hammerelement führenden zylindrischen Teil und einer an dessen freiem Ende befindlichen Platte, an der das Hammerelement über den bzw. die federelastischen Körper aufgehängt ist.

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Der bzw. die federelastischen Körper können nahezu beliebig ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, für jeden federelastischen Körper eine Druckfeder mit einer progressiven Federkennlinie vorzusehen. Dadurch kann einerseits das sich hoch bewegende Hammerelement eine große Hubhöhe erreichen und andererseits bewirkt die plötzlich steif werdende Feder, daß das Hamm element mit hoher Beschleunigung gegen den Amboß geschleudert wird und infolgedessen mit großer Endgeschwindigkeit auf den Amboß aufschlägt.

Zur Einstellung des Vortriebsgeschwindigkeitswertes, bei dessen Unterschreiten bzw. Überschreiten der schlagende Rammbär in Betrieb bzw. außer Betrieb gesetzt wird, ist die das Hammerelement tragende Platte am zweckmäßigsten in Längsrichtung des zylindrischen Trägerteils verstellbar an diesem befestigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zu diesem Zweck die Platte mit einer Gewindebohrung und der zylindrische Trägerteil an seinem freien Ende mit einem Außengewinde versehen. Durch Verdrehen der Platte gegenüber dem zylindrischen Trägerteil kann dann die Vorspannung des bzw. der federelastischen Körper in der gewünschten Weise verändert werden und zwar auch derart, daß das Hammerelement sich überhaupt nicht mehr vom Amboß abzuheben vermag. Diese letztgenannte Einstellung wird dann vorgenommen werden, wenn die Vorrichtung zum Ziehen von Rammgut eingesetzt werden soll.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schema tischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Rammbären mit außer Betrieb gesetztem schlagenden Rammbär,

Fig.2 den Rammbären nach Figur 1 mit in Betrieb befindlichem schlagenden Rammbär zu Beginn eines Schlagzyklus,

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Fig. 3 den Rammbären nach Figur 1 mit in Betrieb befindlichem schlagenden Rammbär am Ende eines Schlagzyklus.

Der Rammbär nach der Erfindung umfaßt einen Zweimotoren vibrationsbär 1 ohne Zwangssynchronisierung mit zwei entgegengesetzt und synchron umlaufenden Unwuchten 2 und einer Anklemmvorrichtung 3 für das Rammgut 4 sowie einen über dem Vibrationsbären 1 angeordneten schlagenden Rammbären 5.

Der schlagende Rammbär 5 besteht aus einem Hammerelement 6, das über einen federelastischen Körper 7 mit einer progressiven Federkennlinie an einem Träger 8 aufgehängt ist. Der Träger 8 umfaßt einen koaxial zur Hauptwxrkungslinie 9 des Vibrationsbären 1 angeordneten zylindrischen Teil 10, der das Hammerelement 6 zentral durchsetzt und dieses führt* und eine Platte 11, an der der federelastische Körper 7 mit seiner einen Stirnseite befestigt ist. Die Platte 11 ist mit einem zentralen Ansatz 12 versehen, in dem sich eine Gewindebohrung 13 befindet. Mit diesem Ansatz 12 ist die Platte 11 auf das ein Außengewinde 14 tragende freie Ende des zylindrischen Trägerteils 10 aufgeschraubt. Die Unterseite 15 des Hammerelementes 6 liegt auf dem Amboß 16 auf, der sich auf dem Vibrationsbären 1 befindet.

Beim Einrammen des Rammgutes 4 in den beispielsweise aus grobem Sand runder Körnung und normaler Dämpfung bestehenden Boden 17 arbeitet lediglich der Vibrationsbär 1 und das Hammerelement 6 ruht auf dem Amboß 16. Sobald das Rammgut 4 die beispielsweise aus steif-festem Ton bestehende Bodenschicht 18, die sehr stark federt, erreicht hat, nimmt die Vortriebsgeschwindigkeit nahezu den Wert Null an, was bedeutet, daß der Teil der vom Vibrationsbären 1 auf das Rammgut übertragenen Rammenergie, der nicht zur Überwindung der Reibung zwischen der Oberfläche des Rammgutes 4 und dem Boden 17 verbraucht, wird, zum Vibrationsbären 1 zurückkehrt. Dieser Energieteil bewirkt,

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daß das Hammerelement 6 nach oben bewegt (Fig. 2) und der federelastische Körper 7 zusammengepreßt wird. Ist der höchste Kompressionsdruck erreicht, wird das Hammerelement durch die in dem federelastischen Körper 7 gespeicherte Energie in Richtung auf den Amboß 16 beschleunigt und prallt mit großer Endgeschwindigkeit auf diesen auf (Fig. 3). Dieser Vorgang wiederholt sich fortwährend, wobei auf zwei Umdrehungen der Unwuchten 2 ein Schlagirapuls durch das Hammerelement ö erfolgt. Dadurch wird das Raramgut 4 diskontinuierlich in die Bodenschicht 18 gerammt. Ist die Bodenschicht 18 durchstossen, verringert sich die in den Vibrationsbären 1 reflektierte Energie auf einen so geringen Wert, daß das Hämmerelement 6 keine Beschleunigung in Richtung auf die Platte 11 erfährt. Es arbeitet nunmehr wieder ausschließlich der Vibrationsbär 1,

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Claims (11)

1. Vorrichtung zum Rammen und Ziehen von Spundbohlen, Kanaldielen, Rohren und ar.derem Rammgut mit einem gleitend auf einem Mäkler sitzenden Rammbären, dadurch gekennzeichnet , daß der Rammbär aus einem Vibrationsbär (1) und einem darüber angeordneten schlagenden Rammbär (5) besteht, und der schlagende Rammbär (5) unabhängig von d.m Vibrationsbär (1) und zusätzlich zu diesem einschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sie einen die Vortriebsgeschwindigkeit des Rammgutes (4) erfassenden Fühler enthält, der mit dem schlagenden Rammbär (5) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einem elektrisch angetriebenen Rammbären , dadurch gekennzeichnet, daß der Fvhler ein elektrischer Fühler ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einem hydraulisch angetriebenen Rammbären , dadurch gekennzeichnet , di.ß der Fühler ein hydraulischer Fühler ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrationsbär als Zweimotorenvibrationsbär (1) ohne Zwangssynchron is ie rung ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als schlagender Rammbär (5) ein im schlagenden Bereich betriebener Vibrationsbär vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der schlagende Rammbär (5) aus einem Hammerelement (6) besteht, das über mindestens einen federelastischen Körper (7) an einem am Vibrationsbären befestigten Träger (8) aufgehängt ist und dessen Unterseite (15) sich im Ruhezustand mit geringem Abstand über einem am Vibrationsbären (1) angeordneten Amboß (16) befindet oder auf diesem aufliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) aus einem koaxial zur Hauptwirkungslinie (9) des Vibrationsbären (1) angeordneten, das Hammerelement (6) führenden zylindrischen Teil (10) und einer an dessen freiem Ende befindlichen Platte (11) besteht, an der das Hammerelement (6) über den bzw. die federelastischen Körper (7) aufgehängt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder federelastische Körper (7) als Druckfeder mit einer progressiven Federkennlinie ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die das HammeasLeraent (6) tragende Platte (11) in Längsrichtung des zylindrischen Trägerteils (10) verstellbar an diesem befestigt ist.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet. daS die Platte (11) mit einer Gewindebohrung (13) und der zylindrische Trägerteil (10) an seinem freien Ende mit einem Außengewinde (14) versehen ist.

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