EP0789129A2 - Selbstgetriebenes Rammbohrgerät - Google Patents

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EP0789129A2
EP0789129A2 EP96113139A EP96113139A EP0789129A2 EP 0789129 A2 EP0789129 A2 EP 0789129A2 EP 96113139 A EP96113139 A EP 96113139A EP 96113139 A EP96113139 A EP 96113139A EP 0789129 A2 EP0789129 A2 EP 0789129A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
boring machine
machine according
ram boring
sleeve
Prior art date
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Granted
Application number
EP96113139A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0789129A3 (de
EP0789129B1 (de
Inventor
Gerhard Balve
Franz-Josef Püttmann
Alfons Hesse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tracto Technik GmbH and Co KG
Original Assignee
Tracto Technik GmbH and Co KG
Tracto Technik Paul Schmidt Spezialmaschinen KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Tracto Technik GmbH and Co KG, Tracto Technik Paul Schmidt Spezialmaschinen KG filed Critical Tracto Technik GmbH and Co KG
Publication of EP0789129A2 publication Critical patent/EP0789129A2/de
Publication of EP0789129A3 publication Critical patent/EP0789129A3/de
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Publication of EP0789129B1 publication Critical patent/EP0789129B1/de
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14Fluid operated hammers
    • E21B4/145Fluid operated hammers of the self propelled-type, e.g. with a reverse mode to retract the device from the hole

Definitions

  • ram boring machines For drilling holes in the ground or for the destructive replacement of buried pipelines, ram boring machines with a reciprocating percussion piston arranged in the device are used.
  • Ram drilling rigs of this type have proven themselves extremely well for trenchless laying of lines in the ground or for the destructive replacement of underground pipes; they need to be reversed in order, for example, to be able to produce blind bores or not to have to dig out a device stopped by an insurmountable ground obstacle, but rather to be able to move it backwards out of the earth borehole that it has already created.
  • European Patent Specification 0 484 839 describes a ram boring machine with a stepped tube which projects into a rear working space of the percussion piston and on which a control sleeve is mounted so as to be axially adjustable.
  • the percussion piston with its jacket surrounding the rear working space is axially guided between the control sleeve and the housing wall.
  • control sleeve Inside the control sleeve there is a return spring between a stop of the stepped tube for the supply of working air on the one hand and a collar of the control sleeve on the other hand, which in cooperation with control air supplied via an axially parallel channel, the control sleeve in its forward position against the pressure of the working air in the working space of the percussion piston holds.
  • a disadvantage of this reversal is the fact that the percussion piston is guided directly on the control sleeve and that the return spring is inside the control sleeve, the smallest diameter of which is therefore determined by the diameter of the return spring. This places a corresponding lower limit on the outer diameter of the ram boring machine.
  • Another problem arises when the spring breaks in the return position, which can easily be the case with the strong dynamic load and the small space, it is no longer possible to switch to the forward position via the compressed air. On the other hand, if the spring breaks in the forward position, the forward automatically switches to the return without this being prevented from the outside.
  • the axially movable control sleeve also has constant sliding contact with the inner wall of the piston. In the event of increased friction, such as occurs due to contamination or if lubrication is not optimal, the control sleeve can move back and forth, since the low reversing forces are insufficient to fix the sleeve axially. The same problem occurs when a self-propelled Ram drill tensed or bent when passing through different soil layers in the ground.
  • control channel consists of two concentric tubes, which means that radially more space is required than if the control air is supplied through one or more radial bores. This is a major disadvantage, especially with smaller units, since there is hardly any space for exhaust air and supply air ducts.
  • the invention lies inter alia. the problem is based, in particular to avoid the disadvantages that result from the fact that the control sleeve and the casing of the percussion piston working space are in direct contact with one another.
  • the invention proposes a ram boring machine in which a housing-fixed compressed air-guiding tube is immersed in the rear working space of the percussion piston, on which the jacket of the rear percussion piston working space is guided. Accordingly, the percussion piston is mounted on a part fixed to the housing in the region of its rear working space.
  • the control slide in the form of an axially adjustable control sleeve is axially adjustable in an annular space of the guide tube, which preferably consists of an inner and an outer tube. This interior and the control sleeve can be provided with corresponding stops which determine at least one of the two working positions of the control sleeve.
  • the inner tube, the outer tube and the control sleeve can be provided with radial control openings which correspond in groups to one another in the case of flow or return.
  • control sleeve In order to move the control sleeve into one of its two working positions or to hold it there, the control sleeve can be under the influence of a compression spring and / or a control air line in the form of a control air duct can open into the annular space in front of the control sleeve. If the directions of action of the compression spring and the control air are opposite to each other, then the control sleeve can be adjusted with the aid of the control air against the compression spring, which then works as a return spring for the control sleeve when the control air is no longer effective.
  • control air and the spring can also have the same direction of action.
  • the control air channel opens into a pressure chamber of the control sleeve and the control sleeve is adjusted with the help of the control air and the compression spring on the one hand and with the help of the working air entering another pressure chamber of the control sleeve.
  • control air line runs through the guide tube 8
  • the working air or compressed air for the percussion piston is effective instead of the control air.
  • the control sleeve is in its return position under the influence of the control air, then the working air holds the control sleeve in this position in the event of a leak. Is the control air line is depressurized and the control sleeve is in its forward position, then the working air automatically pushes the control sleeve into its return position in the event of a leak and the device moves out of the ground.
  • the ram boring machine consists of a cylindrical housing 1 with a striking tip 2 and a striking piston 4 provided with radial control openings 3, in the rear part of which there is a rear working space 5.
  • a stop ring 6 with axially parallel ventilation openings 7 is installed in the rear part of the housing 1.
  • the stop ring 6 extends through a guide tube 8 which is connected on the one hand to a working or compressed air hose (not shown) and on the other hand dips with its front end into the working space 5 of the percussion piston 4.
  • the guide tube 8 consists of an inner tube 9 and a shorter outer tube 10, between which there is an annular space 11 with a bore 12 opening into the working space 5, for example an end bore.
  • the inner tube 9 has one or more radial control openings 13 and the outer tube has radial control openings 14.
  • An axially adjustable control sleeve 15 is guided in the annular space 11, between which and a stop on the inner tube 9 a compression spring 16 extends.
  • the control sleeve 15 has radial control openings 17 and a front, via the control opening 13 with the Compressed air-carrying inner tube 9 communicating pressure chamber 18 and a pressure chamber 19 which is connected to a control air source via a control air line in the form of a control air channel 20 in the inner tube wall and a valve, not shown. Furthermore, the control sleeve has a stop edge 21 and an inside stop collar 22, while the inner tube 9 is provided with a stop collar 23.
  • the outer tube is further provided with an outer recess 24.
  • the rear pressure chamber 19 of the control sleeve 15 is vented and moves the air through the bore 12 in front of the control sleeve and the compressed air present in the front pressure chamber 18 and in the working space 5, the control sleeve 15 against the force of the compression spring 16 into the return position (FIG. 3).
  • the radial control openings 13, 14, 17 of the inner and outer tubes 9, 10 and the control bushing 15 are aligned, with the result that compressed air also reaches the front working space via these control openings when the radial control openings 3 of the Percussion piston 4 are in the region of the recess 24.
  • the percussion piston end face is pressurized with compressed air until finally its control openings 3 pass over the stop edge 21 and the compressed air can flow out of the front working space via the annular space surrounding the guide tube 8 behind the control sleeve and the ventilation holes 7 and the percussion piston with its rear end face onto the Stop ring 6 hits to deliver its impact energy here.
  • control air passes through the channel 20 into the pressure chamber 19 of the control sleeve 15, it moves under the influence of the compression spring 16 and the control air against the action of the compressed air present in the front pressure chamber 18 and through the end bore 12 in the annular space 11 in front of the control sleeve in the direction of advance until the stop edge 21 hits the outer tube 10 and the forward position (FIG. 2) is reached.
  • a control air duct 25 with an outlet opening 26 extends into in the reversing according to FIGS. 4, 5 a pressure chamber 35 located in front of a control slide 27 in the front part of the annular space 11 and the inner tube 9 is provided with a radial bore 28 and a collar 29 acting as a stop.
  • the outer tube has an additional recess 30 with radial control openings 31, while the control bushing 27 is provided with an inward-facing stop ring 32 and additional rear control openings 33 which open into the rear part of the annular space 11.
  • the pressure chamber 35 is vented in the part of the annular space 11 located in front of the control bushing via the control air duct 25, so that the force of the operating compressed air which flows through the opening 28 into a pressure chamber 34 reached, is sufficient to bring the control sleeve into the return position (Fig. 5).
  • the control openings 13, 14, 17 are aligned in the inner and outer tubes 9, 10 and in the control sleeve 27, so that the working space in front of the percussion piston 4 - as described in connection with FIGS. 1 to 3 - continues to be supplied with compressed air when the control openings 3 of the percussion piston 4 reach the area of the front recess 24 of the outer tube 10.
  • the radial bore 28 serves to continuously supply the pressure chamber 34 with the operating compressed air of the ram boring machine.
  • the pressure chamber 35 has the effect that, if the control air channel 25 is vented, the control slide 27 is pushed into the return position.
  • the effective surface area under pressure in the chamber 34 is smaller than that of the chamber 35, which only makes it possible to move it. This reversal works purely pneumatically without a compression spring 16.
  • the two exemplary embodiments differ from one another in that, in the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 3, the control air and the compression spring 23 act in the same direction and accordingly the control sleeve 15 during the advance in its forward position (FIGS. 1, 2) and during the return is in its rearward position (Fig. 3).
  • the control air in the embodiment of FIGS. 4, 5 acts opposite to the direction of travel of the ram boring machine, so that the control sleeve 27 is in its rearward position (FIG. 4) during the advance and in its forward position during the return (FIG. 5) is located.
  • the reversal of movement of the ram boring machine is brought about by actuating a control air valve and moving a control sleeve encapsulated with respect to the percussion piston from one working position to the other.
  • FIGS. 6 and 7 differs from the reversal of FIGS. 5 and 6 in that the control air reaches the pressure chamber 35 through a control air hose 36 running in the inner tube 9. Furthermore, the control sleeve 37 has only front control openings 17, while the control sleeve 27 has front control openings 17 and rear control openings 33. The omission of the rear control openings 33 leads to the control bush 37 being in the rear (FIG. 6) during reverse travel and in the front working position during FIG. 6 (FIG. 7). Since there is a leak in the control air hose 36 under the influence of the working or compressed air in the inner tube 9, the control sleeve 37 always moves into its return position in the event of a leak.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstgetriebenes Rammbohrgerät zum Herstellen von Erdbohrungen mit einem in einem Gehäuse (1) axial beweglichen, mittels eines Druckmittels betriebenen und von Vorlauf auf Rücklauf umsteuerbaren Schlagkolben (4) mit einem radiale Steueröffnungen (3) aufweisenden Arbeitsraum (5), einem in den Arbeitsraum eintauchenden gehäusefesten Führungsrohr (8) mit radialen Steueröffnungen (13) und einer in einen Ringraum (11) des Führungsrohrs (8) geführten feder-pneumatisch axial verstellbaren Steuerbüchse (15, 27, 37). <IMAGE>

Description

  • Zum Herstellen von Bohrungen im Erdreich oder zum zerstörenden Ersetzen erdverlegter Rohrleitungen kommen Rammbohrgeräte mit einem im Gerät angeordneten hin- und herbeweglichen Schlagkolben zur Verwendung.
  • Rammbohrgeräte dieser Art haben sich zum grabenlosen Verlegen von Leitungen im Erdreich oder beim zerstörenden Ersetzen erdverlegter Rohrleitungen außerordentlich bewährt; sie bedürfen einer Umsteuerung, um beispielsweise Blindbohrungen herstellen zu können oder ein durch ein unüberwindbares Bodenhindernis aufgehaltenes Gerät nicht ausgraben zu müssen, sondern im Rückwärtsbetrieb aus der von ihm bereits geschaffenen Erdbohrung herausbewegen zu können.
  • Für die Umsteuerung sind zahlreiche Systeme bekannt, die sämtlich darauf beruhen, die Schlagenergie des im Gerätegehäuse axial beweglichen Schlagkolbens nicht in Vortriebsrichtung in das Gerätegehäuse einzuleiten, sondern in der Gegenrichtung mit Hilfe eines rückwärtigen Gehäuseanschlags für den Schlagkolben. Dies geschieht auf einfache Weise dadurch, daß durch Verstellen eines Steuerschiebers im Gerätegehäuse diejenigen Steuerkanten axial verlegt werden, die den Zeitpunkt des Entlüftens des vor dem Schlagkolben im Bereich der Gerätespitze befindlichen Arbeitsraumes bestimmen. Die betreffenden Steuerkanten werden dabei entgegen der Vortriebsrichtung verlegt, so daß der Arbeitsraum zu einem späteren Zeitpunkt entlüftet wird und demgemäß der Schlagkolben mit seiner rückwärtigen Stirnfläche auf einen gehäusefesten Anschlag trifft.
  • Ausbildung und Betriebsweise des Steuerschiebers sind in der Praxis außerordentlich unterschiedlich. So beschreibt die europäische Patentschrift 0 484 839 beispielsweise ein Rammbohrgerät mit einem in einen hinteren Arbeitsraum des Schlagkolbens ragenden gehäusefesten Stufenrohr, auf dem eine Steuerhülse axial verstellbar gelagert ist. Zwischen der Steuerhülse und der Gehäusewandung ist der Schlagkolben mit seinem den hinteren Arbeitsraum umgebenden Mantel axial geführt.
  • Im Inneren der Steuerhülse befindet sich zwischen einem Anschlag des Stufenrohrs für die Zufuhr der Arbeitsluft einerseits und einem Kragen der Steuerhülse andererseits eine Rückstellfeder, die im Zusammenwirken mit über einen achsparallelen Kanal zugeführter Steuerluft die Steuerhülse entgegen dem Druck der Arbeitsluft im Arbeitsraum des Schlagkolbens in ihrer Vorlaufstellung hält.
  • Wird das Innere der Steuerhülse entlüftet, dann übersteigt die aus der Arbeitsluft im Arbeitsraum des Schlagkolbens resultierende Kraft die ihr entgegengerichtete Federkraft mit der Folge, daß die Arbeitsluft die Steuerhülse unter Zusammendrücken der Feder in ihre rückwärtige bzw. Rücklaufstellung bewegt, aus der sie mit Hilfe der Steuerluft und der Rückstellfeder wieder in ihre Vorlaufstellung zurückgebracht werden kann.
  • Als nachteilig erweist sich bei dieser Umsteuerung die Tatsache, daß der Schlagkolben unmittelbar auf der Steuerhülse geführt ist und daß sich die Rückstellfeder im Inneren der Steuerhülse befindet, deren geringster Durchmesser daher von dem Durchmesser der Rückstellfeder bestimmt wird. Das setzt dem Außendurchmesser des Rammbohrgeräts eine entsprechende untere Grenze. Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn die Feder in der Rücklaufposition bricht, was bei der starken dynamischen Belastung und dem geringen Platz leicht der Fall sein kann, ist ein Umsteuern über die Druckluft in die Vorlaufposition nicht mehr möglich. Bricht die Feder andererseits in der Vorlaufposition, schaltet sich der Vorlauf automatisch in den Rücklauf um, ohne daß sich dies von außen verhindern läßt.
  • Die axial bewegliche Steuerbüchse hat zudem ständigen Gleitkontakt mit der Innenwandung des Kolbens. Bei erhöhter Reibung, wie sie durch Verschmutzung oder bei nicht optimaler Schmierung auftritt, kann sich die Steuerbüchse hin und her bewegen, da die geringen Umsteuerkräfte nicht ausreichen die Büchse axial zu fixieren. Das gleiche Problem tritt auf, wenn sich ein selbstgetriebenes Rammbohrgerät beim Durchlaufen unterschiedlicher Bodenschichten im Erdreich verspannt bzw. verbiegt.
  • Schließlich besteht der Steuerkanal aus zwei konzentrischen Rohren, wodurch radial mehr Platz notwendig ist, als wenn die Steuerluft durch eine oder mehrere radiale Bohrungen zugeführt wird. Besonders bei kleineren Geräten ist dies ein großer Nachteil, da kaum Platz für Abluft und Zuluftkanäle vorhanden ist.
  • Der Erfindung liegt u.a. das Problem zugrunde, insbesondere die Nachteile zu vermeiden, die sich daraus ergeben, daß die Steuerhülse und der Mantel des Schlagkolbenarbeitsraums in direkter Berührung miteinander stehen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Rammbohrgerät vor, bei dem in den hinteren Arbeitsraum des Schlagkolbens ein gehäusefestes druckluftführendes Führungsrohr taucht, auf dem der Mantel des hinteren Schlagkolbenarbeitsraums geführt ist. Demgemäß ist der Schlagkolben im Bereich seines hinteren Arbeitsraums auf einem gehäusefesten Teil gelagert. Der Steuerschieber in Gestalt einer axial verstellbaren Steuerbüchse ist hingegen in einem Ringraum des vorzugsweise aus einem Innen- und einem Außenrohr bestehenden Führungsrohrs axial verstellbar geführt. Dieser Innenraum und die Steuerbüchse können mit korrespondierenden Anschlägen versehen sein, die mindestens eine der beiden Arbeitsstellungen der Steuerbüchse bestimmen.
  • Das Innenrohr, das Außenrohr und die Steuerbüchse können mit bei Vorlauf oder Rücklauf gruppenweise miteinander korrespondierenden radialen Steueröffnungen versehen sein.
  • Um die Steuerhülse in die eine ihrer beiden Arbeitsstellungen zu bewegen bzw. dort zu halten, kann die Steuerbüchse unter dem Einfluß einer Druckfeder stehen und/oder in den Ringraum vor der Steuerbüchse eine Steuerluftleitung in Gestalt eines Steuerluftkanals münden. Sind die Wirkungsrichtungen der Druckfeder und der Steuerluft einander entgegengesetzt, dann läßt sich die Steuerbüchse mit Hilfe der Steuerluft entgegen der Druckfeder verstellen, die dann als Rückstellfeder für die Steuerbüchse arbeitet, wenn keine Steuerluft mehr wirksam ist.
  • Die Steuerluft und die Feder können jedoch auch dieselbe Wirkungsrichtung besitzen. In diesem Falle mündet der Steuerluftkanal in eine Druckkammer der Steuerbüchse und geschieht das Verstellen der Steuerbüchse mit Hilfe der Steuerluft und der Druckfeder einerseits sowie mit Hilfe der in eine andere Druckkammer der Steuerhülse eintretenden Arbeitsluft.
  • Verläuft die Steuerluftleitung durch das Führungsrohr 8, dann ist im Falle eines Lecks in der Steuerluftleitung die Arbeitsluft bzw. Druckluft für den Schlagkolben anstelle der Steuerluft wirksam. Wenn sich die Steuerbüchse unter dem Einfluß der Steuerluft in ihrer Rücklaufstellung befindet, dann hält die Arbeitsluft die Steuerhülse im Falle eines Lecks in dieser Stellung. Ist die Steuerluftleitung druckfrei und befindet sich die Steuerbüchse in ihrer Vorlaufstellung, dann drückt die Arbeitsluft die Steuerbüchse im Falle eines Lecks automatisch in ihre Rücklaufstellung und bewegt sich das Gerät aus dem Erdreich.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen
  • Fig. 1
    eine Umsteuerung, bei der die Wirkungsrichtungen der Steuerluft und der Druckfeder in die gleiche Richtung gehen und sich die Steuerbüchse in ihrer Vorlaufstellung befindet,
    Fig. 2
    eine vergrößerte Darstellung des rückwärtigen Teils des Rammbohrgeräts ähnlich Fig. 1 mit dem vorderen Teil des Führungsrohrs und der Steuerbüchse in ihrer Vorlaufstellung,
    Fig. 3
    eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch mit der Steuerbüchse in ihrer Rücklaufstellung,
    Fig. 4
    eine erfindungsgemäße Umsteuerung mit einer einerseits mittels Steuerdruckluft und andererseits von Betriebsdruckluft beaufschlagten Steuerbüchse in ihrer Vorlaufstellung und
    Fig. 5
    eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung, jedoch mit der Steuerbüchse in ihrer Rücklaufstellung,
    Fig. 6
    eine Umsteuerung, die sich im Falle eines Steuerluftausfalls immer in der dargestellten Rücklaufstellung befindet und
    Fig. 7
    die Umsteuerung der Fig. 6 in der Vorlaufstellung.
  • Das Rammbohrgerät besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1 mit einer Schlagspitze 2 und einem mit radialen Steueröffnungen 3 versehenen Schlagkolben 4, in dessen rückwärtigem Teil sich ein hinterer Arbeitsraum 5 befindet. In den rückwärtigen Teil des Gehäuses 1 ist ein Anschlagring 6 mit achsparallelen Entlüftungsöffnungen 7 eingebaut.
  • Den Anschlagring 6 durchragt ein Führungsrohr 8, das einerseits mit einem nicht dargestellten Arbeits- bzw. Druckluftschlauch verbunden ist und andererseits mit seinem vorderen Ende in den Arbeitsraum 5 des Schlagkolbens 4 eintaucht. Das Führungsrohr 8 besteht aus einem Innenrohr 9 und einem kürzeren Außenrohr 10, zwischen denen sich ein Ringraum 11 mit einer in den Arbeitsraum 5 mündenden Bohrung 12, beispielsweise eine Stirnbohrung befindet. Das Innenrohr 9 besitzt eine oder mehrere radiale Steueröffnungen 13 und das Außenrohr radiale Steueröffnungen 14. In dem Ringraum 11 ist eine axial verstellbare Steuerbüchse 15 geführt, zwischen der und einem Anschlag am Innenrohr 9 sich eine Druckfeder 16 erstreckt.
  • Die Steuerbüchse 15 besitzt radiale Steueröffnungen 17 sowie eine vordere, über die Steueröffnung 13 mit dem druckluftführenden Innenrohr 9 in Verbindung stehende Druckkammer 18 und eine Druckkammer 19, die über eine Steuerluftleitung in Gestalt eines Steuerluftkanals 20 in der Innenrohrwandung und ein nicht dargestelltes Ventil mit einer Steuerluftquelle verbunden ist. Des weiteren besitzt die Steuerbüchse eine Anschlagkante 21 und einen innenliegenden Anschlagkragen 22, während das Innenrohr 9 mit einem Anschlagbund 23 versehen ist. Das Außenrohr ist des weiteren mit einer äußeren Eindrehung 24 versehen.
  • In der Vorlaufstellung (Fig. 2) strömt die über einen Schlauch zugeführte Druckluft durch das Innenrohr 9 in den hinteren Arbeitsraum 5 des Schlagkolbens 4 und gelangt über dessen Steueröffnungen 3 in den zwischen der Schlagspitze und dem Schlagkolben befindlichen vorderen Arbeitsraum mit Folge, daß der Schlagkolben nach rückwärts bzw. in Richtung auf den Anschlagring 6 verschoben wird, bis seine Steueröffnungen 3 die Anschlagkante 21 überfahren und demgemäß der vordere Arbeitsraum schlagartig entlüftet wird und sich die Bewegungsrichtung des Schlagkolbens 4 unter dem Einfluß der durch das Führungsrohr 8 in den Arbeitsraum 5 einströmenden Druckluft umkehrt, um schließlich seine Energie beim Auftreffen auf die Schlagspitze 2 abzugeben. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, wie die Steuerbüchse 15 unter dem Einfluß der Druckfeder 16 und der über den Kanal 20 in ihre hintere Druckkammer 19 zugeführten Steuerluft in ihrer Vorlaufstellung (Fig. 2) verbleibt.
  • Um die Bewegungsrichtung des Rammbohrgeräts umzukehren, wird die hintere Druckkammer 19 der Steuerbüchse 15 entlüftet und bewegt die über die Bohrung 12 vor der Steuerbüchse und die in der vorderen Druckkammer 18 und im Arbeitsraum 5 anstehende Druckluft die Steuerbüchse 15 gegen die Kraft der Druckfeder 16 in die Rücklaufstellung (Fig. 3). In dieser Stellung fluchten die radialen Steueröffnungen 13,14,17 des Innen- und des Außenrohrs 9,10 sowie der Steuerbüchse 15 mit der Folge, daß über diese Steueröffnungen auch dann noch Druckluft in den vorderen Arbeitsraum gelangt, wenn sich die radialen Steueröffnungen 3 des Schlagkolbens 4 im Bereich der Eindrehung 24 befinden. Dementsprechend länger wird die Schlagkolbenstirnfläche mit Druckluft beaufschlagt, bis schließlich seine Steueröffnungen 3 die Anschlagkante 21 überfahren und die Druckluft aus dem vorderen Arbeitsraum über den das Führungsrohr 8 umgebenden Ringraum hinter der Steuerbüchse und die Entlüftungsbohrungen 7 abströmen kann und der Schlagkolben mit seiner rückwärtigen Stirnfläche auf den Anschlagring 6 trifft, um hier seine Schlagenergie abzugeben.
  • Sobald über den Kanal 20 Steuerluft in die Druckkammer 19 der Steuerbüchse 15 gelangt, bewegt sich diese unter dem Einfluß der Druckfeder 16 und der Steuerluft gegen die Wirkung der in der vorderen Druckkammer 18 und über die Stirnbohrung 12 im Ringraum 11 vor der Steuerbüchse anstehende Druckluft solange in Vortriebsrichtung, bis die Anschlagkante 21 auf das Außenrohr 10 trifft und die Vorlaufstellung (Fig. 2) erreicht ist.
  • Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 reicht bei der Umsteuerung nach den Fig. 4, 5 ein Steuerluftkanal 25 mit einer Austrittsöffnung 26 bis in eine vor einem Steuerschieber 27 befindliche Druckkammer 35 im vorderen Teil des Ringraums 11 und ist das Innenrohr 9 mit einer Radialbohrung 28 sowie einem als Anschlag fungierenden Bund 29 versehen. Das Außenrohr besitzt eine zusätzliche Ausdrehung 30 mit radialen Steueröffnungen 31, während die Steuerbüchse 27 mit einem nach innen weisenden Anschlagring 32 sowie zusätzlichen hinteren Steueröffnungen 33 versehen ist, die in den rückwärtigen Teil des Ringraums 11 münden.
  • In der Vorlaufstellung (Fig. 4) wird der Arbeitsraum vor dem Schlagkolben 4 dann schlagartig entlüftet, wenn die Steueröffnungen 3 des Schlagkolbens 5 in den Bereich der hinteren Ausdrehung 30 des Außenrohrs 10 gelangen und die Druckluft aus dem vorderen Arbeitsraum über die Steueröffnungen 3, 31, 33 sowie den hinteren Teil des Ringraums 11 abströmen kann und sich die Bewegungsrichtung des Schlagkolbens unter dem Einfluß des Druckaufbaus in dem hinteren Arbeitsraum 5 umkehrt.
  • Um die Steuerbüchse 27 in ihre Rücklaufstellung (Fig. 5) zu verschieben, wird die Druckkammer 35 im vor der Steuerbüchse befindliche Teil des Ringraums 11 über den Steuerluftkanal 25 entlüftet, so daß die Kraft der Betriebsdruckluft, die über die Öffnung 28 in eine Druckkammer 34 gelangt, ausreicht, die Steuerbüchse in die Rücklaufstellung (Fig. 5) zu bringen. Alsdann fluchten die Steueröffnungen 13,14,17 im Innen- und im Außenrohr 9,10 sowie in der Steuerbüchse 27, so daß der Arbeitsraum vor dem Schlagkolben 4 - wie im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben - weiterhin mit Druckluft versorgt wird, wenn die Steueröffnungen 3 des Schlagkolbens 4 in den Bereich der vorderen Ausdrehung 24 des Außenrohrs 10 gelangen.
  • Die Radialbohrung 28 dient dazu, die Druckkammer 34 laufend mit der Betriebsdruckluft des Rammbohrgerätes zu speisen. Dadurch bewirkt die Druckkammer 35, daß, falls der Steuerluftkanal 25 entlüftet ist, der Steuerschieber 27 in die Rücklaufstellung geschoben wird.
  • Die druckluftbeaufschlagte Wirkfläche in der Kammer 34 ist kleiner als die der Kammer 35, wodurch erst ein Verschieben möglich wird. Diese Umsteuerung arbeitet ohne eine Druckfeder 16 rein pneumatisch.
  • Die beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich dadurch voneinander, daß bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 die Steuerluft und die Druckfeder 23 in dieselbe Richtung wirken und sich demgemäß die Steuerbüchse 15 während des Vorlaufs in ihrer vorderen Stellung (Fig. 1, 2) und während des Rücklaufs in ihrer rückwärtigen Stellung (Fig. 3) befindet. Im Gegensatz dazu wirkt die Steuerluft bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4, 5 entgegengesetzt zur Laufrichtung des Rammbohrgerätes, so daß sich die Steuerbüchse 27 während des Vorlaufs in ihrer rückwärtigen Stellung (Fig. 4) und während des Rücklaufes in ihrer vorderen Stellung (Fig. 5) befindet. In beiden Fällen wird jedoch die Bewegungsumkehr des Rammbohrgeräts dadurch bewirkt, daß ein Steuerluftventil betätigt und eine gegenüber dem Schlagkolben gekapselte Steuerbüchse von der einen in die andere Arbeitsstellung bewegt wird.
  • Die Umsteuerung der Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von der Umsteuerung der Fig. 5 und 6 dadurch, daß die Steuerluft durch einen im Innenrohr 9 verlaufenden Steuerluftschlauch 36 in die Druckkammer 35 gelangt. Des weiteren besitzt die Steuerbüchse 37 nur vordere Steueröffnungen 17, während die Steuerbüchse 27 vordere Steueröffnungen 17 und hintere Steueröffnungen 33 besitzt. Der Wegfall der hinteren Steueröffnungen 33 führt dazu, daß sich die Steuerbüchse 37 beim Rückwärtslauf in der hinteren (Fig. 6) und beim Vorwärtslauf in der vorderen Arbeitsstellung (Fig. 7) befindet. Da im Falle eines Lecks im Steuerluftschlauch 36 dieser unter dem Einfluß der Arbeits- bzw. Druckluft im Innenrohr 9 steht, bewegt sich die Steuerbüchse 37 bei einem Leck stets in seine Rücklaufstellung.

Claims (15)

  1. Selbstgetriebenes Rammbohrgerät zum Herstellen von Erdbohrungen mit
    - in einem Gehäuse (1) axial beweglichen, von Vorlauf auf Rücklauf umsteuerbaren Schlagkolben (4)
    - mit einem radiale Steueröffnungen (3) aufweisenden Arbeitsraum (5),
    - einem in den Arbeitsraum eintauchenden gehäusefesten Führungsrohr (8) mit mindestens einer radialen Steueröffnungen (13) und
    - einer in einem Ringraum (11) des Führungsrohrs (9) geführten Steuerbüchse (15, 27, 37).
  2. Rammbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrohr (8) aus einem Innenrohr (9) und einem Außenrohr (10) besteht.
  3. Rammbohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (9) und die Steuerbüchse (15, 27, 37) mit korrespondierenden Anschlägen (22, 23; 29, 32) versehen sind.
  4. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (9), das Außenrohr (10) und die Steuerbüchse (15, 27) mit bei Vorwärtslauf oder Rückwärtslauf gruppenweise miteinander korrespondierenden radialen Steueröffnungen (13, 14, 17; 31, 33) versehen sind.
  5. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbüchse (15, 27, 37) unter dem Einfluß einer Druckfeder (16) steht.
  6. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorlaufstellung ein Steuerluftkanal (20) in eine Druckkammer (19) der Steuerbüchse (15) und eine Steueröffnung (13) des Innenrohrs (9) in eine Kammer (18) der Steuerbüchse (15) münden.
  7. Rammbohrgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (11) und der Arbeitsraum (5) des Schlagkolbens (4) über eine Bohrung (12) miteinander verbunden sind.
  8. Rammbohrgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerluft und die Druckfeder (23) dieselbe Wirkungsrichtung besitzen.
  9. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Druckkammer (35) vor der Steuerbüchse (27, 37) eine Steuerluftleitung (25, 26, 36) mündet.
  10. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsrichtung der Steuerluft und der Druckfeder (23) einander entgegengesetzt sind.
  11. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr mit mindestens einer äußeren Ausdrehung (24, 30) versehen ist.
  12. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbüchse (27) ohne Federbeaufschlagung durch eine vorwärts- und eine rückwärtswirkende Druckkammer (18,34;19,35) in die Rücklauf- bzw. in die Vorlaufstellung bewegt wird.
  13. Rammbohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5, 9 bis 11, gekennzeichnet durch eine durch das Führungsrohr (8) geführte Steuerluftleitung (36).
  14. Rammbohrgerät nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine mit vorderen Steueröffnungen (17) versehene, im übrigen einen geschlossenen Mantel aufweisende Steuerbüchse (37).
  15. Rammbohrgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Aussenrohr (10) in der Vorlaufstellung der Steuerbüchse (37) hinter deren rückwärtigem Ende befindliche Steueröffnungen (31) besitzt.
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