EP0769086A1 - Gleitverbindung - Google Patents

Gleitverbindung

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EP0769086A1
EP0769086A1 EP95921647A EP95921647A EP0769086A1 EP 0769086 A1 EP0769086 A1 EP 0769086A1 EP 95921647 A EP95921647 A EP 95921647A EP 95921647 A EP95921647 A EP 95921647A EP 0769086 A1 EP0769086 A1 EP 0769086A1
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EP
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hollow cylinder
leader
recess
sliding connection
legs
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Karl Pach
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Andritz Hydro GmbH Austria
Original Assignee
Andritz Hydro GmbH Austria
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction
    • E02D7/16—Scaffolds or supports for drivers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction

Definitions

  • the invention relates to a sliding connection for guiding a moving weight, in particular a ram and / or guiding a guide unit connected to a lifting arm, preferably by means of a rotary-swivel unit, with a leader, in particular in a device for ramming masts, pilots, foundations or the like, wherein the leader has a rectangular or square cross section, and consists of four plates or the like arranged at right angles to one another, the edges of which are formed by four circular cross-section supporting guide columns.
  • the sliding connections for guiding the ram bear consist of angles which are arranged on the support guide columns and which are encompassed by U-shaped brackets which are connected to the ram bear.
  • the same type of design is also used for the connection of the support guide columns to the guide unit.
  • the object of the invention is therefore to provide a sliding connection of the type cited at the outset, which on the one hand avoids the disadvantages of the known guide bearings, and on the other hand, the immense forces of the moments, especially the transverse moments, which arise at any position of the leader in space, are mastered.
  • the object is achieved by the invention.
  • This is characterized in that at least two opposite plates of the leader are arranged parallel to the center of the leader and are displaced parallel from the corner column axes inwards, that two coaxial hollow cylinders are arranged one inside the other, the outer hollow cylinder being connected to the weight or the guide unit is and the inner hollow cylinder encloses the support guide column more than 180 °, in particular 260 °, and the end faces are designed as an outer flange for the outer hollow cylinder, and that the hollow cylinder arranged as a guide bearing on the support guide column and one inside the other has a circular sector-like cross section Have recess, the chord of this recess on the inner diameter of the inner hollow cylinder is smaller than the diameter of the support guide column and the two cut surfaces of the circular sector-like leg form a right angle, and the crossing point di eser leg on the side having the sector-like recess, outside the center of the guide bearing.
  • the invention makes it possible for the first time to create a sliding connection which can withstand all transverse forces in any position of the leader in space.
  • the leader with the battering ram can be swiveled 90 ° out of the vertical and can be shouldered for transport, without taking any risks.
  • Lever torques occur, which can amount to several thousand kpm.
  • the invention ensures that the tensile and compressive forces are properly controlled.
  • the inner hollow cylinder made of a relatively soft material, preferably a bearing material, in particular made of bronze, and the outer hollow cylinder made of a relatively hard material, in particular steel.
  • a slight clearance is provided between the inner diameter of the outer hollow cylinder and the outer diameter of the inner hollow cylinder. Since it is not necessary to have exact dimensions, the manufacturing costs are reduced considerably.
  • the length of the chord of the recess on the inner diameter of the outer hollow cylinder is greater than the distance between the legs and those running parallel to the legs
  • FIG. 1 shows a ramming device, FIG. 2 a, the slide connection in plan view, FIG. 2 b a section AA of FIG. 2 a, FIG. 2 c the slide connection with support guide column and FIG. 3 a plan view of the slide connection with the support guide column.
  • a leader 20 is vertical in the working position. It is housed by a lifting arm 22, the free end of which is connected to a rotary-swivel unit 27 of the leader 20.
  • the sliding connections or guide bearings 1 are pushed onto a supporting guide column 29, which is part of the leader 20.
  • the guide bearings 1 are rigidly connected to a ram bear 21 by means of holding arms 28.
  • a foundation device 24 to be driven is vertical under the ram 21 set up on the ground 25 and a striking hood 23 of the ram bear 21 placed on the upper free end of the foundation device 24.
  • the guide unit 26 is also connected to a supporting guide column 29 of the leader 20 by means of this guide bearing 1.
  • the sliding connection or the guide bearing 1 consists of an outer hollow cylinder 16 and an inner hollow cylinder 2 arranged coaxially therewith. Between the inner diameter (di) of the outer hollow cylinder 16 and the outer diameter (da) of the inner hollow cylinder 2 there is a slight play; the inner rotating surface 5 of the inner hollow cylinder 2 is designed as a sliding surface. The inner surface of rotation 5 of the inner hollow cylinder 2 includes the support guide column 29 with play. The length of the chord 6 on the inner diameter (di) of the inner hollow cylinder 2 is less than the diameter of the support guide column.
  • the end faces of the inner hollow cylinder 2 are designed as outer flanges 7 and rest against the end faces 8 of the outer hollow cylinder 16 with play.
  • the guide bearing 1 has, uniformly parallel to its longitudinal center axis 17, a recess 10 in the form of a circular sector in its basic shape.
  • the two legs 11, 12 forming the cut surfaces of the circular sector-like recess 10 enclose an angle of 90 °.
  • the point of intersection of these legs 11, 12 lies on the side having the sector-like recess 10, outside the center of the guide bearing 1.
  • the wall thickness of the outer hollow cylinder 16 must be less than the length of the chord 6 on the inner diameter (di) of the inner one Hollow cylinder 2 to allow intertwining.
  • the support guide column is part of the leader 20, with at least two parallel, opposing plates 30 being arranged in parallel, displaced inward from the corner column axes towards the center of leader 20.
  • the two other plates 31 can be welded in the center to the support guide column 29.
  • the battering bear 21 is connected to the leader 20 via holding arms 28 which are arranged on the outer hollow cylinder.
  • the inner hollow cylinder 2 should therefore encompass the support guide column 29 with preferably 260 °.
  • the chord 13 on the inner diameter of the outer steel cylinder 16 must be larger than the distances a, b. These distances result from the legs 11, 12 and the associated parallel tangents on the outer circumference of the inner hollow cylinder 2.

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Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gleitverbindung zu schaffen, die die immensen Kräfte der Momente, insbesondere der Quermomente, die bei einer beliebigen Lage des Mäklers im Raum entstehen, beherrscht. Eine Gleitverbindung (1) ist auf einer Trag-Führungssäule (29) aufgeschoben. Die Trag-Führungssäule ist ein Teil des Mäklers. Die Gleitverbindung (1) besteht aus einem inneren Hohlzylinder (2) und einem koaxial dazu angeordneten äußeren Hohlzylinder (16). Der Rammbär (21) ist über Haltearme (28), die am äußeren Hohlzylinder (16) angeordnet sind, mit dem Mäkler verbunden. Wird nun der Mäkler in die horizontale Lage gebracht, verursacht das Gewicht des Rammbären große Momente an den Gleitverbindungen. So entstehen an den oberen Gleitverbindungen (1) immense Zugkräfte, und an den unteren Gleitverbindungen (1) enorme Druckkräfte. Durch das Umgreifen über die Mittellinie im Bereich 31 werden die Zugkräfte aufgenommen. Ebenso werden im Bereich 32 der unteren Gleitverbindungen die Druckkräfte aufgenommen. Die Hebelmomente können mehrere Tausend kpm betragen. Mit der Erfindung ist gewährleistet, daß die Zug- und Druckkräfte einwandfrei beherrscht werden.

Description

GLEITVERBINDUNG
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Gleitverbindung für die Führung eines bewegten Gewichtes, insbesondere eines Rammbären und/oder die Führung einer mit einem Hubarm, vorzugsweise über eine Dreh-Schwenkeinheit, verbundenen Führungseinheit mit einem Mäkler, insbesondere bei einer Einrichtung zum Rammen von Masten, Piloten, Fundierungen oder dgl., wobei der Mäkler rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweist, und aus vier rechtwinkelig zueinander angeordneten Platten oder dgl. besteht, dessen Kanten aus vier, kreisrunden Querschnitt aufweisenden Trag-Führungssäulen gebildet sind.
Bei Einrichtungen der erwähnten Art wird Arbeit dem in das Erdreich einzutreibenden Stück in Form kinetischer Energie zugeführt und setzt sich beim Auftreffen auf dieses Stück in potentielle Energie um.
Bei herkömmlichen Rammeinrichtungen bestehen die Gleitverbindungen für die Führung des Rammbären aus Winkeln, die an den Trag-Führungssäulen angeordnet sind und die von U-förmigen Halterungen, die mit dem Rammbären verbunden sind, umgriffen werden. Die im Prinzip gleiche Art der Ausführung wird auch für die Verbindung der Trag-Führungssäulen mit der Führungseinheit angewandt.
Der wesentliche Nachteil solcher Gleitverbindungen besteht darin, daß die Ramm¬ vorrichtung lediglich bei lotrechter Stellung des Mäklers volle Führungsfunktions- fähigkeit aufweist. Wird der Mäkler beispielsweise um 90° gedreht, so ist eine überaus große Momentenbeanspruchung durch das Gewicht des Rammbären gegeben, die die Sicherheit der Einrichtung beispielsweise beim Transport nicht gewährleistet. Ferner geht bei der Abwärtsbewegung des Rammbären ein beträchtlicher Teil der kinetischen Energie durch Reibung der Halterungen an den Trag-Führungssäulen verloren und steht somit nicht mehr zum Rammen der einzutreibenden Stücke zur Verfugung. Schließlich ergeben sich auch Leistungsverluste durch Reibung bei der Aufwärtsbewegung des Rammbären.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gleitverbindung der eingangs zitierten Art zu schaffen, die einerseits die Nachteile der bekannten Führungslager vermeidet, und die anderseits die immensen Kräfte der Momente, insbesondere der Quermomente, die bei einer beliebigen Lage des Mäklers im Raum entstehen, beherrscht.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Diese ist dadruch gekennzeichnet, daß mindestens zwei gegenüberliegende Platten des Mäklers parallel aus den Eck¬ säulenachsen nach innen gegen die Mittellinie des Mäklers verschoben angeordnet sind, daß zwei ineinander angeordnete koaxiale Hohlzylinder vorgesehen sind, wobei der äußerer Hohlzylinder mit dem Gewicht bzw. der Führungseinheit verbunden ist und der innere Hohlzylinder die Trag-Führungssäule mehr als 180°, insbesondere 260°, umschließt, und die Stirnseiten als Außenflansch für den äußeren Hohzyiinder ausgebildet sind, und daß die als Führungslager auf der Trag-Führungssäule und ineinander angeordneten Hohlzylinder eine im Querschnitt kreissektorartige Ausnehmung aufweisen, wobei die Sehne dieser Ausnehmung am Innendurchmesser des inneren Hohlzylinders kleiner ist als der Durchmesser der Trag-Führungssäule und die beiden Schnittflächen der kreissektorartigen Ausnehmung bildenden Schenkel einen rechten Winkel einschließen, und der Kreuzungspunkt dieser Schenkel auf der die sektorartige Ausnehmung aufweisenden Seite, außerhalb des Mittelpunktes des Führungslagers liegt.
Durch die Erfindung ist es erstmals möglich, eine Gleitverbindung zu schaffen, die bei jeder beliebigen Lage des Mäklers im Raum allen Querkräften gewachsen ist. So kann beispielsweise der Mäkler mit dem Rammbären um 90° aus der Lotrechten geschwenkt werden und für den Transport quasi geschultert werden, ohne daß irgend¬ welche Risken eingegangen werden. Dabei treten Hebelmomente auf, die mehrere Tausend kpm betragen können. Mit der Erfindung ist gewährleistet, daß die Zug- und Druckkräfte einwandfrei beherrscht werden.
Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, daß im zusammengebauten Zustand die Gleitverbindung eine unverlierbare Einheit mit der Trag-Führungssäule bildet und aufgrund des großen Umgreifüngswinkels relativ große Flächen für die Kraftüber¬ tragung aufweist. Ferner können damit Rammarbeiten weitgehend vibrationsfrei und mit großer Leistungsersparnis, im Vergleich zu bisherigen Einrichtungen der beschriebenen Art, durchgeführt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der innere Hohlzylinder aus einem relativ weichen Werkstoff, vorzugsweise einem Lagermaterial, insbesondere aus Bronze, und der äußere Hohlzylinder aus einem relativ harten Werkstoff, insbesondere aus Stahl, ausgeführt ist.
Diese Weiterbildung ist vorteilhaft, weil auf diese Weise sichergestellt wird, daß der äußere Hohlzylinder eine im Vergleich zum inneren Hohlzylinder nur geringfügige Abnutzung erfährt, wohingegen der innere Hohlzylinder, welcher auf einfache Weise auswechselbar ist, den Hauptteil der Abnützung erfährt. Darüber hinaus ist es ja bekannt, das Bronze ein ausgezeichnetes Lagermaterial ist, da es selbstschmierende Eigenschaften aufweist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die innere Rotationsfläche des inneren Hohlzylinders als Gleitfläche ausgebildet. Natürlich reduziert eine derartige Maßnahme die Reibungsverluste.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Innen¬ durchmesser des äußeren Hohlzylinders und dem Außendurchmesser des inneren Hohlzylinders ein geringfügiges Spiel vorgesehen. Da eine übergenaue Maßhaltigkeit nicht erforderlich ist, reduzieren sich die Herstellungskosten beträchtlich.
Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die Länge der Sehne der Ausnehmung am inneren Durchmesser des äußeren Hohlzylinder größer als der Abstand zwischen den Schenkeln und den zu den Schenkeln parallel verlaufenden
Tangenten am äußeren Umfang des inneren Hohlzylinders. Wie bereits erwähnt, bildet die Gleitverbindung auf der Trag-Führungssäule eine unverlierbare Einheit. So sind jedoch die beiden Hohlzylinder, wenn sie aus der Trag-Führungssäule abgezogen sind, sehr einfach zu trennen. Sie können nämlich durch Drehen gegeneinander aus- oder ineinandergedreht werden.
Anhand eines Ausfύhrungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt Fig. 1 eine Rammvorrichtung, Fig. 2 a, die Gleitverbindung in Draufsicht, Fig. 2 b einen Schnitt A-A der Fig. 2 a, Fig. 2 c die Gleitverbindung mit Trag-Führungssäule und Fig. 3 eine Draufsicht auf die Gleitverbindung mit der Trag-Führungssäule.
In Fig. 1 steht ein Mäkler 20 senkrecht in Arbeitsstellung. Er wird von einem Hubarm 22 gehallen, dessen freies Ende mit einer Dreh-Schwenkeinheit 27 des Mäklers 20 verbunden ist. Die Gleitverbindungen bzw. Führungslager 1 sind auf einer Trag- Führungssäule 29, welche ein Teil des Mäklers 20 ist, aufgeschoben. Mittels Halte¬ armen 28 sind die Führungslager 1 mit einem Rammbären 21 starr verbunden. Eine einzurammende Fundierungseinrichlung 24 ist unter dem Rammbären 21 senkrecht am Erdreich 25 aufgestellt und eine Schlaghaube 23 des Rammbären 21 am oberen freien Ende der Fundierungseinrichtung 24 aufgesetzt. Auch die Führungseinheit 26 ist mittels dieser Führungslager 1 mit einer Trag-Führungssäule 29 des Mäklers 20 verbunden.
Entsprechend der Fig. 2 a, b, c, besteht die Gleitverbindung bzw. das Führungslager 1 aus einem äußeren Hohlzylinder 16 und einem koaxial dazu angeordneten inneren Hohlzylinder 2. Zwischen dem Innendurchmesser (di) des äußeren Hohlzylinders 16 und dem Außendurchmesser (da) des inneren Hohzylinders 2 besteht ein gering- fügiges Spiel; die innere Rotationsfläche 5 des inneren Hohlzylinders 2 ist als Gleitfläche ausgebildet. Die innere Rotationsfläche 5 des inneren Hohlzylinders 2 umfaßt mit Spiel die Trag-Führungssäule 29. Die Länge der Sehne 6 am Innen¬ durchmesser (di) des inneren Hohzylinders 2 ist geringer als der Durchmesser der Trag-Führungssäule. Die Stirnseiten des inneren Hohlzylinders 2 sind als Außen- flansche 7 ausgebildet und liegen an den Stirnseiten 8 des äußeren Hohlzylinders 16 mit Spiel an. Das Führungslager 1 weist, gleichmäßig parallel zu seiner Längsmitte¬ lachse 17, eine in seiner Grundform kreissektorartige Ausnehmung 10 auf. Dabei schließen die beiden die Schnittflächen der kreissektorartigen Ausnehmung 10 bildenden Schenkel 11, 12 einen Winkel von 90° ein. Der Kreuzungspunkt dieser Schenkel 11, 12 liegt auf der die sektorartige Ausnehmung 10 aufweisenden Seite, außerhalb des Mittelpunktes des Führungslagers 1. Die Wandstärke des äußeren Hohlzylinders 16 muß geringer sein, als die Länge der Sehne 6 am inneren Durch¬ messer (di) des inneren Hohlzylinders 2, um ein Ineinanderdrehen zu ermöglichen.
Die Fig. 3 zeigt eine Gleitverbindung 1 auf einer Trag-Führungssäule 29. Die Trag- Führungssäule ist ein Teil des Mäklers 20, wobei mindestens zwei parallele gegenüberliegende Platten 30 parallel aus den Ecksäulenachsen nach innen gegen die Mitte des Mäklers 20 verschoben angeordnet sind. Die beiden anderen Platten 31 können mittig mit der Trag-Führungssäule 29 verschweißt sein.
Der Rammbär 21 ist über Haltearme 28, die am äußeren Hohlzylinder angeordnet sind, mit dem Mäkler 20 verbunden.
Wird nun der Mäkler 20 in die horizontale Lage gebracht, verursacht das Gewicht des Rammbären große Momente an den Gleitverbindungen. So entstehen an den oberen Gleitverbindungen 1 immense Zugkräfte, und an den unteren Gleitverbindungen 1 enorme Druckkräfte. Durch das Umgreifen über die Mittellinie im Bereich 31 werden die Zugkräfte aufgenommen.
Ebenso gut werden im Bereich 32 der unteren Gleitverbindungen die Druckkräfte aufgenommen. Der Einfachheitshalber wurden die Bereiche in einer Fig. eingezeichnet.
Der innere Hohlzylinder 2 soll also die Trag-Führungssäule 29 mit vorzugsweise 260° umgreifen.
Darüber hinaus muß zur einfachen Trennung der beiden Hohlzylinder im von der Trag-Führungssäule 29 abgezogenen Zustand, die Sehne 13 am Innendurchmesser des äußeren Stahlzylinders 16 größer sein als die Abstände a, b. Diese Abstände ergeben sich aus den Schenkeln 11, 12 und den dazugehörigen parallelen Tangenten am Außenumfang des inneren Hohlzylinders 2.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Gleitverbindung für die Führung eines bewegten Gewichtes, insbesondere eines Rammbären und/oder die Führung einer mit einem Hubarm, vorzugsweise über eine Dreh-Schwenkeinheit, verbundenen Führungseinheit mit einem Mäkler, insbesondere bei einer Einrichtung zum Rammen von Masten, Piloten, Fundierungen oder dgl., wobei der Mäkler rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweist, und aus vier rechtwinkelig zueinander angeordneten Platten oder dgl. besteht, dessen Kanten aus vier, kreisrunden Querschnitt aufweisenden Trag-Führungssäulen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei gegenüberliegende Platten (30) des Mäklers (20) parallel aus den Ecksäulenachsen nach innen gegen die Mittellinie des Mäklers (20) verschoben angeordnet sind, daß zwei ineinander angeordnete koaxiale Hohlzylinder (2 bzw. 16) vorgesehen sind, wobei der äußere Hohlzylinder (16) mit dem Gewicht (21 ) bzw. der Führungseinheit (26) verbunden ist und der innere Hohlzylinder (2) die Trag-Führungssäule (29) mehr als 180° insbesondere 260° umschließt, und die Stirnseiten als Außenflansch (7) für den äußeren Hohlzylinder (16) ausgebildet sind, und daß die als Führungslager (1) auf der Trag-Führungssäule (29) und ineinander angeordneten Hohlzylinder (2, 16) eine im Querschnitt kreissektorartige Ausnehmung (10) aufweisen, wobei die Sehne (6) dieser
Ausnehmung (10) am Innendurchmesser (di) des inneren Hohlzylinders (2) kleiner ist als der Durchmesser der Trag-Führungssäule (29) und die beiden die Schnittflächen der kreissektorartigen Ausnehmung (10) bildenden Schenkel (11, 12) einen rechten Winkel einschließen, und der Kreuzungspunkt dieser Schenkel (11, 12) auf der die sektorartige Ausnehmung (10) aufweisenden Seite, außerhalb des Mittelpunktes des Führungslagers (1) liegt.
2. Gleitverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Hohlzylinder (2) aus einem relativ weichen Werkstoff, vorzugsweise einem Lagermaterial, insbesondere aus Bronze, und der äußere Hohlzylinder (16) aus einem relativ harten Werkstoff, insbesondere aus Stahl, ausgeführt ist.
3. Gleitverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere (5) Rotationsfläche des inneren Hohlzylinders (2) als Gleitfläche ausgebildet ist.
4. Gleitverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innendurchmesser (Di) des äußeren Hohlzylinders (16) und dem Außendurchmesser (da) des inneren Hohlzylinders (2) ein geringfügiges Spiel vorgesehen ist.
5. Gleitverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Sehne (13) der Ausnehmung (10) am inneren Durchmesser des äußeren Hohlzylinder (16) größer ist als der Abstand (a bzw. b) zwischen den Schenkeln (11, 12) und den zu den Schenkeln (11, 12) parallel verlaufenden Tangenten am äußeren Umfang des inneren Hohlzylinders (2).
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