WO2006072297A1 - Diesel pile hammer - Google Patents

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WO2006072297A1
WO2006072297A1 PCT/EP2005/012791 EP2005012791W WO2006072297A1 WO 2006072297 A1 WO2006072297 A1 WO 2006072297A1 EP 2005012791 W EP2005012791 W EP 2005012791W WO 2006072297 A1 WO2006072297 A1 WO 2006072297A1
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WO
WIPO (PCT)
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fuel
piston
cylinder
injection
diesel hammer
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/012791
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Heichel
Stefan Mewes
Original Assignee
Delmag Gmbh & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Delmag Gmbh & Co. Kg filed Critical Delmag Gmbh & Co. Kg
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Priority to DE502005004846T priority patent/DE502005004846D1/en
Priority to US11/722,414 priority patent/US20090071672A1/en
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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
    • E02D7/12—Drivers with explosion chambers
    • E02D7/125—Diesel drivers

Definitions

  • the invention relates to a diesel hammer with
  • a fuel supply device through which a given amount of fuel, in particular diesel oil, can be introduced into the working space during each working cycle.
  • Such diesel hammers which are also referred to as diesel bears, are used in particular for foundation work in the construction industry for driving piles of all kinds, such as concrete pillars, iron girders, sheet pile wall elements or the like, into a ground.
  • the piston With the aid of a Auskl inking device is pulled up and released at a certain height, whereupon he falls under the action of gravity down.
  • the piston actuates a fuel pump when falling, thereby
  • the released explosion energy hurls on the one hand the piston to a new duty cycle back up and drives the other hand, the pile in the ground.
  • the high-pressure injection the fuel is injected during the compression of the air by the falling piston at high pressure usually in the form of a finely atomized fuel spray into the working space of the cylinder. This mist together with the air forms an ignitable mixture.
  • the fuel ignites in the high-pressure injection already during the compression process, as soon as the compressed air reaches a temperature sufficient to ignite the fuel mixture.
  • diesel hammers using high pressure injection are less suitable for ramming heavy pile or difficult soil conditions with hard layers.
  • Advantages of the high pressure injection are a good, relatively residue-free combustion and a good starting behavior of the diesel hammer as well as a good ramming effect on soft soil layers.
  • the second type of injection is so-called impact atomization, which, in contrast to high-pressure injection, can also be referred to as low-pressure injection.
  • the fuel is introduced at the beginning of the compression process with lower pressure, usually in the form of a fuel jet, in the working space and is then first as a fuel surface on the upper face of the hammer.
  • Diesel hammers that use a low-pressure injection are less well suited to be used at low resistors, Bodenwi- '. In these cases, the compression is reduced due to the lower resistance of the soil, because even the building up compression pressure is transmitted via the downwardly moving hammer on the Rammgut. The working space is actually enlarged, which in turn at the expense of compression pressure.
  • Combustion is therefore of reduced quality in soft soils, which can lead to undesirable residues (soot, unburnt fuel in the combustion gases) that pollute the environment.
  • An advantage of the impact atomization is that the kinetic energy of the piston is used effectively, since the piston strikes hard on the hammer.
  • a diesel hammer with impact atomization is less likely to overheat, is less prone to failure, and easier to operate than a high-pressure injection diesel hammer.
  • a diesel hammer is to be created, which can be used in different soil conditions with good impact efficiency with good combustion quality.
  • the fuel supply device is designed such that the fuel in a first injection as atomized fuel mist and in a second Injection as fuel jet is injected into the working space.
  • the fuel spray of the first injection type flows into the working space substantially perpendicularly to the direction of movement of the piston in the vicinity of the upper end surface of the striking piece.
  • a good distribution of the fuel spray is achieved in the working space, resulting in an overall good and effective combustion of the resulting fuel / air mixture
  • the fuel spray of the second type of injection is injected into the working space of the cylinder such that it impinges obliquely on the piston-side end face of the striking piece. This ensures that the liquid fuel spreads well over the face, which leads to a better atomization when the piston hits the hammer and thus to a good and effective combustion.
  • a structurally simple to implement diesel hammer results from derj enigen embodiment in which the fuel supply device comprises at least one high-pressure injection device and at least one low-pressure injection device, which in each case a line through at least one fuel pump, whose inlet communicates with a fuel tank, at any given cycle of the diesel hammer a certain amount of fuel is supplied.
  • the jet can in each case be adjusted via a high-pressure injection device and the fuel quantity fed in each case via a low-pressure injection device, preferably via the fuel pump itself.
  • the impact intensity of the diesel hammer can be adapted to different ground conditions, depending on the hardness of the ground.
  • steerbarer chokes or in the opening time controllable valves is possible.
  • a well functioning and timely injection of the fuel matched to a duty cycle of the diesel hammer is achieved when the falling piston controls or actuates the fuel pump or an injector.
  • a combustion chamber ensuring effective combustion is provided when the end face of the piston delimiting the working chamber of the cylinder is set down by a circumferential radially outward step. So is the combustion chamber, which is formed when the
  • End face of the piston rests on the inner end face of the hammer, toroidal and has a relatively small volume.
  • the fuel is injected in a third injection as both atomized fuel mist and as a fuel jet in the working space of the cylinder.
  • FIG. 2 shows a low-pressure injection device with and 3 fuel pump, whose actuating tappet is shown in different initial positions;
  • Figure 4 schematically shows an electronic control of the amount of fuel which is supplied to the working space.
  • FIG. 1 shows a diesel hammer 10 with a cylinder 12 which is open on both sides and in practice has a length of 5 to 10 m and a diameter of 0.5 to 1 m can.
  • a piston 14 runs.
  • a coaxial to this impact piece 16 engages slidably in the open lower end of the cylinder 12 a.
  • the lower end of the cylinder 12 carries a by means of screws, of which in the figure is designated by the reference numeral 18, fixed annular bearing unit 20.
  • a central shaft portion 22 of the striking piece 16 is guided tightly and slidably, the one opposite
  • Inner diameter of the cylinder 12 has reduced outer diameter.
  • a striking plate 24 is formed below the cylinder, the outer lower convex boundary surface 26 cooperates in operation with the upper end of a driven pile material such as a concrete pile, an iron carrier, a sheet pile element or the like.
  • a piston portion 28 is formed with a plurality of circumferential, axially spaced sealing rings 30 which run on the inner circumferential surface 32 of the cylinder 12.
  • the top of the piston portion 28 defines together with the underside of the piston 14 and the peripheral wall of the cylinder 12 a working space 34.
  • the working space 34 of the cylinder 12 facing end face 36 of the hammer 16 is ground flat with a flat fuel recess 37.
  • damping ring 38 is arranged between the striking plate 24 of the hammer 16 and the bearing unit 20 of the cylinder 12.
  • Another damping ring 40 is in the vicinity of the bearing unit 20 between the top the bearing unit 20 and the underside of the piston portion 28 of the hammer 16 effective.
  • a lower working end 44 of the piston 14 which is provided with circumferential, axially spaced sealing rings 42, runs above the striking piece 16.
  • the lower free plan ground end face 46 of the piston 14 is offset by a radially outer circumferential step 48, so that a toroidal shape of the combustion chamber is formed when the end face 46 of the piston 14 rests on the end face 36 of the striking piece 16.
  • the working end 44 of the piston 14 is formed on a mass portion 50 thereof, which extends into the upper portion of the cylinder 12, not shown here.
  • the mass portion 50 has a driving shoulder, not shown here, on which a releasable hook of a lifting device also not shown here can attack.
  • a high pressure injector 52 is arranged with a schematically indicated fuel pump 53 and a high pressure injector 54.
  • the injection nozzle 54 of the high-pressure injector 52 opens just above the end face 36 of the hammer 16 in the working space 34 of the cylinder 12th
  • further high-pressure injection nozzles may be arranged distributed evenly in the peripheral wall of the cylinder 12.
  • the high-pressure injection nozzle 54 is connected via a line 58 to the outlet of the fuel pump 53 arranged on the outside of the cylinder 12, the inlet of which communicates with a fuel tank 55 filled with diesel oil.
  • the fuel pump 53 is actuated via an actuating tappet 57 when the piston 14 falls down.
  • the high-pressure injection device 52 in particular its injection nozzle 54, is An oilbilet so that it injects the diesel oil supplied to it at high pressure substantially as finely atomized mist 16 in the working chamber 34 of the cylinder 12.
  • the injection nozzle 54 is aligned so that the diesel oil is injected substantially perpendicular to the direction of movement of the piston 14.
  • a further fuel pump 60 which is driven by a biased into the interior of the cylinder 12 actuating plunger 61 upon falling of the piston 14, is connected on the delivery side via a line 64 with a low-pressure injector 66 and forms with this a low-pressure injector 68th Die Fuel pump 60 communicates with a fuel tank 62 filled with diesel oil.
  • Low-pressure injector 68 is axially spaced from high-pressure injector 52 toward the upper end of cylinder 12 at and in the peripheral wall of cylinder 12. Its injection nozzle 66 is designed and aligned such that the discharged fuel in a substantially hanging jet is sprayed approximately centrally on the end face 36 of the hammering piece 16.
  • additional additional low-pressure injection nozzles can preferably be located at the same height as the
  • Low-pressure injector 66 may be distributed around the circumference of the cylinder 12.
  • the fuel pumps 53 and 60 are independently adjustable in their flow rate, so that the high-pressure injector 54 and the low-pressure injector 66 supplied fuels is continuously variable, as will be explained below.
  • the peripheral wall of the cylinder 12 is penetrated by obliquely upwardly extending working nozzle 70 and 72, as can be seen from the figure. About them combustion air is sucked in and combustion gases are discharged.
  • Figures 2 and 3 show the fuel pump 60 of the low-pressure injector 68, wherein its actuating plunger 61 in two different starting positions is shown.
  • the actuating tappet 61 extends through the circumferential wall of the cylinder 12. It terminates externally in a pump piston 80 and in the interior of the cylinder 12 in a wedge-shaped actuating portion 82 running in a mating recess 81 in the peripheral wall of the cylinder 12 and connected to each other via a piston rod 84.
  • a concave actuating surface 86 of the actuating portion 82 facing the interior of the cylinder 12 has a curvature corresponding to that of the inner circumferential surface 32 of the cylinder 12 and is inclined upwardly and radially outwardly.
  • an upwardly facing stop plate 88 which cooperates with a radially adjustable housing-fixed stop plate 90 a Hubeinstell noticed 92.
  • the stop plate 90 passes through a threaded bore 94 on a radially outwardly extending threaded spindle 96, which can be rotated via a servo motor 98, which is indicated only schematically in the drawing.
  • the pump piston 80 runs in a pump cylinder 100 disposed externally on the peripheral wall of the cylinder 12, which has a fuel outlet 102 communicating with the injector 66 and a fuel inlet 104 in fluid communication with the fuel tank 62.
  • the actuating plunger 61 is always pressed by a spring 106 in the direction of the interior of the cylinder 12, so that the stop plate 88 abuts in the initial position against the stop plate 90 of Hubeinstellvorraum 92.
  • FIG. 2 shows the position of the stop plate 90 in which the pump piston 80 has its largest stroke. This means that in this position, the stop plate 90, the amount of fuel delivered by the fuel pump 60 per stroke fuel quantity is maximum.
  • the high pressure injector 52 may be configured according to the above-explained embodiment of the low pressure injector 68. Components of the high-pressure injection device 52 are provided in Figures 2 and 3 with corresponding reference numerals.
  • FIG. 4 shows an electronic control of the working Room 32 of the cylinder 12 supplied amount of fuel, wherein thejenden of the Figures 1 to 3 corresponding components are identified by the same reference numerals.
  • the high-pressure injector 54 and the low-pressure injector 66 are in each case in fluid communication with a spring-loaded solenoid valve 110.
  • the latter in each case communicate with a pressurized fuel reservoir 112, which is fed by the corresponding fuel pumps 53 and 60 via check valves 113.
  • the amount of fuel to be supplied to the high pressure injector 54 and the low pressure injector 66, respectively, is input to a computer 114 having a display monitor 116 via a keyboard 118.
  • Information about the present ground conditions is also possible as input parameters, on the basis of which suitable data for the high-pressure injection device 52 and the low-pressure injection device 68 are then calculated by appropriate software.
  • the computer 114 calculates from the input data denj enigen period over which the solenoid valves 110 are opened, whereby according to the opening duration of a certain amount of fuel through the high pressure injector 54 and. is injected through the low pressure injector 66 into the working space 32 of the cylinder 12.
  • Control unit 120 transmits these as control signals to each time a controllable monoflop 122 of the high-pressure injector 52 and. the low pressure injector 68 passes.
  • the monostables 122 are on the input side via contact terminals 124 in FIG. 4 only schematically indicated in the piston web projecting actuating tappets 126 in conjunction and are activated upon movement of the actuating plunger 126.
  • non-contact sensors can be used, which respond when the piston 14 reaches a predetermined position when falling.
  • the monoflops 122 are in each case connected to an amplifier 128 which supplies the amplified signal of the
  • Monoflops 122 passes to the corresponding solenoid valve 110, whereupon this takes its open position in accordance with the pulse width of the monoflop 122 set in each case. Is the switching time of the two monoflops 110, for the high-pressure injector 52 and for the
  • Low pressure injector 68 can be selected differently, achieved, the solenoid valves 110 are transferred by spring force back into its closed position.
  • a solenoid valve 110, a fuel reservoir 112 and a monostable 122 together form a controllable in the flow rate fuel source.
  • the diesel hammer 10 described above operates as follows:
  • the piston 12 In the initial state, the piston 12 is raised by the already mentioned holding device, not shown, in an upper position. After notching it falls from there under the action of gravity down, closes the work socket 70 and 72 and actuates with its end face 46, the actuating plunger 57, 61 of the high pressure injection device 52 and. the low pressure injector 68. If the embodiment of the injection devices 52 and 68 shown in FIGS. 2 and 3 is used, this means that the piston 14 strikes the actuating surface 86 of the actuating section 82 of the actuating member 61 from above. Upon further dropping of the piston 14, this is moved to the left in FIGS. 2 and 3.
  • the pump piston 80 is displaced in the direction of the outlet 102 of the pump cylinder 100, whereby the fuel located in the working space 108 is conveyed to the injection nozzle 54 or 66 and injected into the working chamber 34 of the cylinder.
  • the injection nozzles 54 and 66 will now individually or in combination, j e after adjustment of the fuel pumps 53 and 60, inject a certain amount of diesel oil in the above-mentioned manner in the working space 34 of the cylinder 12. If one of the injection devices 52, 68 does not inject fuel into the working chamber 34 of the cylinder 12, its actuating tappet 57 or 61 is displaced radially outward by control of the servomotor 98 until the respective actuating section 86 no longer penetrates into the interior of the motor Cylinder 12 sticks out.
  • the desired parameters are programmed via the computer 114. If one of the two injectors 52, 68 injects no fuel into the working space 34 of the cylinder 12, then in this case the corresponding monostable 122 is controlled to pulse width zero, so that the corresponding solenoid valve 110 is not opened when the piston 14 falls. With the impact of the piston 14 on the hammer 16 and / or on the gas cushion between the piston and hammer a downwardly directed force is exerted on the hammer and this on the pile material, which drives the pile further into the ground.
  • the diesel hammer can thus optionally only by means of the high-pressure injector 52 in a first injection as atomized fuel mist, only by means of the low-pressure injector 68 in a second injection as a fuel jet or by a combination of both in a third injection as both atomized fuel mist also be operated as a fuel jet. This makes it adaptable to different soil conditions.
  • the low-pressure injector 68 can be supplied with a small amount of fuel, so that the already explained impact atomization supports the application.
  • the proportion of low-pressure injection can be increased by corresponding change in the allocated amount of fuel through the low-pressure injector 68, whereby the direct power transmission of the piston 14 on the hammer 16 and thus on the Rammgut is increased, as already explained.
  • the ratio of the quantities of fuel supplied by the injectors 52 and 68 can be adjusted accordingly.
  • an individual adjustment of the working and mode of action of the diesel hammer 10 to different and changing soil conditions is possible, with a good and complete combustion of the diesel oil is guaranteed.
  • the high pressure injector 52 will continue to operate on hard soil strata utilizing the principle of impact sputtering for each low duty cycle work cycle.
  • the fuel pump 53 of the high-pressure injector 52 thus supplies a minimum amount of fuel at each operating cycle of the high-pressure injector 54. This avoids that the usually very finely formed injection nozzle 54 of the high-pressure injection device 52 is added by combustion residues or other impurities such as lubricating oil residues and no longer works.

Abstract

The invention relates to a diesel pile hammer (10) which comprises a cylinder (12), a piston (14) slidably mounted inside the cylinder (12), and an impact piece (16) slidably mounted inside the cylinder (12), said impact piece being arranged below the piston (14) in the operating position of the diesel pile hammer (10). A working compartment (32) is axially delimited by a face (36) of the impact piece (16) lying inside the cylinder (12) and a face (46) of the piston (14). A fuel supply device (52, 55, 62, 68) feeds a defined amount of fuel, especially diesel oil, to said working compartment with every working cycle. The fuel supply device (52, 55, 62, 68) is configured to inject the fuel into the working compartment (32) of the cylinder (12) optionally in a first mode of injection as an atomized fuel spray (76) or in a second mode of injection as a fuel jet (74) or in a third mode of injection both as an atomized fuel spray (76) and as a fuel jet (74).

Description

Dieselhammer Dieselhammer
Die Erfindung betrifft einen Dieselhammer mitThe invention relates to a diesel hammer with
a) einem Zylinder ;a) a cylinder;
b) einem in dem Zylinder verschiebbar geführten Kolben;b) a piston displaceably guided in the cylinder;
c) einem in dem Zylinder verschiebbar geführten Schlagstück, welches in der Betriebsstellung des Diesel hammers unterhalb des Kolbens angeordnet ist ;c) a slidably guided in the cylinder hammer, which is arranged in the operating position of the diesel hammers below the piston;
d) einem Arbeitsraum, der axial von einer im Inneren des Zylinders liegenden Stirnfläche des Schlagstücks und einer Stirnfläche des Kolbens begrenzt ist ;d) a working space bounded axially by an end face of the striking piece located inside the cylinder and an end face of the piston;
e) einer Kraftstoffzuführeinrichtung , durch die bei j edem Arbeitszyklus eine vorgegebene Menge Kraftstoff , insbesondere Dieselöl , in den Arbeitsraum einbringbar ist .e) a fuel supply device through which a given amount of fuel, in particular diesel oil, can be introduced into the working space during each working cycle.
Derartige Dieselhämmer, die auch als Dieselbären bezeichnet werden, werden insbesondere bei Gründungsarbeiten in der Bauindustrie zum Einrammen von Pfählen aller Art , wie Betonpfeilern, Eisenträgern, Spundwandelementen oder dergleichen, in einen Baugrund eingesetzt .Such diesel hammers, which are also referred to as diesel bears, are used in particular for foundation work in the construction industry for driving piles of all kinds, such as concrete pillars, iron girders, sheet pile wall elements or the like, into a ground.
Zum Starten eines solchen Dieselhammers wird der Kolben mit Hilfe einer Auskl inkvorrichtung nach oben gezogen und in einer bestimmten Höhe freigegeben, worauf er unter Einwirkung der Schwerkraft nach unten fällt . Der Kolben betätigt beim Niederfallen eine Kraftstoffpumpe , wodurch einer oder mehreren Einspritzdüsen Kraftstoff , insbesondere Dieselöl , zugeführt wird, die den Kraftstoff in den Arbeitsraum des Zylinders einspritzen .To start such a diesel hammer, the piston with the aid of a Auskl inking device is pulled up and released at a certain height, whereupon he falls under the action of gravity down. The piston actuates a fuel pump when falling, thereby One or more injectors fuel, especially diesel oil, is supplied, which inject the fuel into the working space of the cylinder.
Beim Niederfallen des Kolbens wird die im Arbeitsraum des Zylinders befindliche Luft komprimiert und dadurch derart erhitzt , daß sich das im Arbeitsraum vorliegende Kraftstoff/ Luft-Gemisch entzündet , worauf es explosionsartig verbrennt .When the piston is dropped, the air in the working chamber of the cylinder is compressed and thereby heated in such a way that ignites the present in the working space fuel / air mixture, whereupon it burns explosively.
Die dabei freiwerdende Explosionsenergie schleudert einerseits den Kolben zu einem neuen Arbeitszyklus wieder nach oben und treibt andererseits das Rammgut in den Boden .The released explosion energy hurls on the one hand the piston to a new duty cycle back up and drives the other hand, the pile in the ground.
Bei solchen Dieselhämmern sind zwei Typen mit unterschiedlichen Arten zum Einspritzen von Kraftstoff in den Arbeitsraum bekannt .In such diesel hammers, two types are known with different ways of injecting fuel into the working space.
Bei einer ersten Einspritzart , der Hochdruck-Einspritzung, wird der Kraftstoff während der Kompression der Luft durch den fallenden Kolben mit hohem Druck meist in Form eines fein zerstäubten Kraftstoffnebels in den Arbeitsraum des Zylinders eingespritzt . Dieser Nebel bildet zusammen mit der Luft ein zündfähiges Gemisch . Der Kraftstoff entzündet sich bei der Hochdruck-Einspritzung bereits während des Kompressionsvorganges , sobald die komprimierte Luft eine Temperatur erreicht , die zur Entzündung des Kraftstoffge- mischs ausreicht .In a first type of injection, the high-pressure injection, the fuel is injected during the compression of the air by the falling piston at high pressure usually in the form of a finely atomized fuel spray into the working space of the cylinder. This mist together with the air forms an ignitable mixture. The fuel ignites in the high-pressure injection already during the compression process, as soon as the compressed air reaches a temperature sufficient to ignite the fuel mixture.
Durch die explosionsartige Verbrennung baut sich imDue to the explosive combustion builds up in the
Arbeitsraum ein hoher Druck auf , durch den einerseits der Kolben abgebremst wird . Andererseits wirkt dieser Verbrennungsdruck auf das Schlagstück, welches eine Kraft auf das Rammgut ausübt , wodurch dieses in den Boden eingetrieben wird . Der VerdichtungsVorgang endet spätestens mit dem Auftreffen des Kolbens auf das Schlagstück, wobei der Kolben, der j a bereits vor dem Auftreffen auf das Schlagstück durch die expandierenden Verbrennungsprodukte abgebremst wurde , nicht mit voller kinetischer Energie auf das Schlagstück aufschlägt . Zeitweise , insbesondere bei einem harten Baugrund, kann sogar der Fall auftreten, daß der Kolben das Schlagstück überhaupt nicht berührt und ohne vorherigen Kontakt mit dem Schlagstück durch die Verbrennungsgase wieder nach oben geschleudert wird. Unter solchen Bedingungen wirkt das Schlagstück nur über das Verbrennungsgas- Polster auf das Rammgut ein.Working space a high pressure, by the one hand, the piston is braked. On the other hand, this combustion pressure acts on the hammer, which exerts a force on the pile, whereby this is driven into the ground. The compression process ends at the latest with the impact of the piston on the hammer, the piston, which was already braked before hitting the hammer by the expanding combustion products, does not strike with full kinetic energy to the hammer. At times, especially in a hard ground, even the case may occur that the piston does not touch the hammer at all and is thrown back up without prior contact with the hammer by the combustion gases. Under such conditions, the impact piece acts only on the combustion gas cushion on the Rammgut.
Daher eignen sich Dieselhämmer, bei denen eine Hochdruckeinspritzung verwendet wird, weniger zum Einrammen von schwerem Rammgut oder bei schwierigen Bodenverhältnissen mit harten Schichten .Therefore, diesel hammers using high pressure injection are less suitable for ramming heavy pile or difficult soil conditions with hard layers.
Zudem wird ein derartiger Dieselhammer im Betrieb sehr heiß und das System der Hochdruck-Einspritzung neigt bei Überhitzung zu Fehlzündungen . Ein solches System ist zudem reparaturanfällig und hat einen verhältnismäßig kompli zierten Aufbau . Dies bringt den Nachteil mit sich, dass ein Dieselhammer mit Hochdruck-Einspritzung auf Baustellen vor Ort nur schlecht oder gar nicht reparierbar ist .In addition, such a diesel hammer in operation is very hot and the system of high-pressure injection tends to misfire when overheated. Such a system is also prone to repair and has a relatively compli ed structure. This has the disadvantage that a diesel hammer with high-pressure injection on site on site is poor or impossible to repair.
Vorteile der Hochdruck-Einspritzung liegen bei einer guten, relativ rückstandsfreien Verbrennung und einem guten Startverhalten des Dieselhammers sowie einer guten Rammwirkung bei weichen Bodenschichten.Advantages of the high pressure injection are a good, relatively residue-free combustion and a good starting behavior of the diesel hammer as well as a good ramming effect on soft soil layers.
Die zweite Einspritzart ist die sogenannte Schlagzerstäubung, die im Gegensatz zur Hochdruck-Einspritzung auch als Niederdruck-Einspritzung bezeichnet werden kann . Dort wird der Kraftstoff zu Beginn des Kompressionsvorganges mit niedrigerem Druck, meist in Form eines Kraft stoffStrahls , in den Arbeitsraum eingebracht und liegt danach zunächst als Kraftstofflache auf der oberen Stirnseite des Schlagstücks .The second type of injection is so-called impact atomization, which, in contrast to high-pressure injection, can also be referred to as low-pressure injection. There, the fuel is introduced at the beginning of the compression process with lower pressure, usually in the form of a fuel jet, in the working space and is then first as a fuel surface on the upper face of the hammer.
Die Luft im Arbeitsraum wird durch den niederfallenden Kolben solange komprimiert , bis dieser auf das Schlagstück aufschlägt . In diesem Moment wird der flüssige Kraftstoff durch die auftreffende Kolbenfläche zerstäubt und entzündet sich in diesem Zustand in der heißen komprimierten Luft . Der Kolben wird dann durch die Explosion nach oben geschleudert , worauf ein weiterer Arbeitszyklus beginnen kann .The air in the working space is compressed by the falling piston until it hits the striking piece. At this moment, the liquid fuel is atomized by the impinging piston surface and ignites in this state in the hot compressed air. The piston is then thrown upwards by the explosion, whereupon another cycle of work can begin.
Bis zum Aufschlagen auf das Schlagstück wird der Kolben lediglich durch die im Arbeitraum befindliche und durch ihn komprimierte Luft in seinem Fall gebremst . Dies bedeutet , die Bewegungsenergie des Kolbens wird zum großenUntil it hits the striking piece, the piston is only braked in its case by the air in the working space and compressed by it. This means that the kinetic energy of the piston becomes large
Teil auf das Schlagstück übertragen, wodurch bei gleichem Gewicht des Kolbens deutlich höhere Schlagkräfte auf das Rammgut ausgeübt werden können als dies bei der oben erläuterten Hochdruck-Einspritzung der Fall ist . Der Aufschlag des Kolbens auf das Schlagstück erfolgt zeitlich vor der Verbrennung des Kraftstoffes .Part transmitted to the hammer, which at the same weight of the piston significantly higher impact forces can be exerted on the pile material than is the case with the above-described high-pressure injection. The impact of the piston on the hammer occurs in time before the combustion of the fuel.
Dieselhämmer, die eine Niederdruck-Einspritzung verwenden, sind weniger gut dafür geeignet , bei geringen Bodenwi- derständen eingesetzt' zu werden . In diesen Fällen verringert sich die Kompression auf Grund des geringeren Widerstandes des Erdreiches , denn bereits der sich aufbauende Kompressionsdruck wird über das sich nach unten bewegende Schlagstück auf das Rammgut übertragen. Der Ar- beitsraum wird dadurch faktisch vergrößert , was wiederum auf Kosten des Kompressionsdruckes geht .Diesel hammers that use a low-pressure injection, are less well suited to be used at low resistors, Bodenwi- '. In these cases, the compression is reduced due to the lower resistance of the soil, because even the building up compression pressure is transmitted via the downwardly moving hammer on the Rammgut. The working space is actually enlarged, which in turn at the expense of compression pressure.
Die Verbrennung läuft somit bei weichen Böden nur mit verminderter Qualität ab, was zu unerwünschten Rückstän- den (Ruß, unverbrannter Kraftstoff in den Verbrennungs- gasen) führen kann, die die Umwelt belasten .Combustion is therefore of reduced quality in soft soils, which can lead to undesirable residues (soot, unburnt fuel in the combustion gases) that pollute the environment.
Vorteilhaft bei der Schlagzerstäubung ist , daß die Bewegungsenergie des Kolbens effektiv genutzt wird, da der Kolben hart auf dem Schlagstück aufschlägt . Zudem neigt ein Dieselhammer mit Schlagzerstäubung weniger zu einer Überhitzung, ist weniger störanfällig und einfacher zu bedienen als ein Dieselhammer mit Hochdruck-Einspritzung .An advantage of the impact atomization is that the kinetic energy of the piston is used effectively, since the piston strikes hard on the hammer. In addition, a diesel hammer with impact atomization is less likely to overheat, is less prone to failure, and easier to operate than a high-pressure injection diesel hammer.
Bislang mußte bei Dieselhämmern der Nachteil in Kauf genommen werden, daß ein nach einem der beiden Arbeitsprinzipien arbeitender Dieselhammer immer nur bestimmten örtlichen Gegebenheiten Rechnung tragen konnte . Stellte sich vor Ort heraus , daß die Bodenbeschaffenheit anders war oder wurde als vorausgeplant , mußte entweder mit dem nicht optimalen Gerät weitergearbeitet werden oder ein anderer Dieselhammer beschafft werden, was zu Zeitverlust und höheren Kosten führte .Until now, diesel hammers had to accept the disadvantage that a diesel hammer operating according to one of the two working principles could only take into account certain local conditions. If it turned out on-site that the soil condition was different or was planned as before, had to be worked on either with the not optimal equipment or another Diesel hammer be procured, which led to time loss and higher costs.
Durch die Erfindung soll ein Dieselhammer geschaffen werden, der bei unterschiedlichen Bodenverhältnissen mit guter Schlageffektivität bei guter Verbrennungsqualität einsetzbar ist .By the invention, a diesel hammer is to be created, which can be used in different soil conditions with good impact efficiency with good combustion quality.
Diese Aufgabe ist bei' einem Dieselhammer der eingangs angesprochenen Art dadurch gelöst , daßThis object is achieved in ' a diesel hammer of the type mentioned by the fact that
f) die Kraftstoffzuführeinrichtung derart ausgebildet ist , daß der Kraftstoff in einer ersten Einspritzart als zerstäubter Kraftstoffnebel und in einer zweiten Einspritzart als Kraftstoffstrahl in den Arbeitsraum eingespritzt wird .f) the fuel supply device is designed such that the fuel in a first injection as atomized fuel mist and in a second Injection as fuel jet is injected into the working space.
Dadurch wird es ermöglicht , daß der Dieselhammer bei weichen Bodenverhältnissen mit Hochdruck-Einspritzung arbeiten, bei harten Bodenschichten j edoch mit der oben angesprochenen Schlagzerstäubung betrieben werden kann .This makes it possible that the diesel hammer work in soft soil conditions with high-pressure injection, but can be operated with hard soil layers j edoch with the above-mentioned impact atomization.
So ist eine Anpassung der Wirksamkeit des Dieselhammers bei gleichzeitiger Optimierung der Verbrennung, die j a teilweise ebenfalls von dem Bodenwiderstand abhängt , an weiche oder harte Schichten des Bodens gewährleistet .Thus, an adaptation of the efficiency of the diesel hammer while optimizing the combustion, which in part also depends on the soil resistance, is ensured on soft or hard layers of the soil.
Es ist günstig, wenn der Kraftstoffnebel der ersten Ein- spritzart im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens in der Nähe der oberen Stirnfläche des Schlagstücks in den Arbeitsraum einströmt . Dadurch wird eine gute Verteilung des Kraftstoffnebels im Arbeitsraum erreicht , was zu einer insgesamt guten und effektiven Verbrennung des entstehenden Kraftstoff/Luft-Gemischs führtIt is favorable if the fuel spray of the first injection type flows into the working space substantially perpendicularly to the direction of movement of the piston in the vicinity of the upper end surface of the striking piece. As a result, a good distribution of the fuel spray is achieved in the working space, resulting in an overall good and effective combustion of the resulting fuel / air mixture
Vorteilhaft wird der Kraftstoffstrahl der zweiten Einspritzart derart in den Arbeitsraum des Zylinders eingespritzt , daß er schräg auf die kolbenseitige Stirnfläche des Schlagstücks trifft . So ist gewährleistet , daß sich der flüssige Kraftstoff gut über die Stirnfläche verteilt , was zu einer besseren Zerstäubung beim Auftreffen des Kolbens auf das Schlagstück und damit zu einer guten und effektiven Verbrennung führt .Advantageously, the fuel spray of the second type of injection is injected into the working space of the cylinder such that it impinges obliquely on the piston-side end face of the striking piece. This ensures that the liquid fuel spreads well over the face, which leads to a better atomization when the piston hits the hammer and thus to a good and effective combustion.
Ein baulich einfach umzusetzender Dieselhammer ergibt sich aus derj enigen Ausführungsform, bei der die Kraftstoff- zuführeinrichtung wenigstens eine Hochdruck-Einspritzvorrichtung und wenigstens eine Niederdruck-Einspritzvor- richtung umfaßt , denen über j eweils eine Leitung durch wenigstens eine Kraftstoffpumpe , deren Einlaß mit einem Kraftstofftank kommuniziert , bei j edem Arbeitszyklus des Dieselhammers eine bestimmte Menge Kraftstoff zuführbar ist .A structurally simple to implement diesel hammer results from derj enigen embodiment in which the fuel supply device comprises at least one high-pressure injection device and at least one low-pressure injection device, which in each case a line through at least one fuel pump, whose inlet communicates with a fuel tank, at any given cycle of the diesel hammer a certain amount of fuel is supplied.
Auf diese Weise können vorteilhaft bereits bekannte Komponenten einer Hochdruck-Einspritzung bzw . einer Niederdruck-Einspritzung zur Realisierung eines erfindungsgemäßen Dieselhammers verwendet werden.In this way, advantageously already known components of a high-pressure injection or. a low-pressure injection for the realization of a diesel hammer according to the invention can be used.
Es ist günstig, wenn die j eweils über eine Hochdruck- Einspritzvorrichtung und die j eweils über eine Niederdruck- Einspritzvorrichtung zugeführte Kraftstoffmenge einstellbar ist , vorzugsweise über die Kraftstoffpumpe selbst . Dadurch kann die Schlagintensität des Dieselhammers an unterschiedliche Bodenverhältnisse , j e nach Härte des Baugrundes , angepasst werden.It is favorable if the jet can in each case be adjusted via a high-pressure injection device and the fuel quantity fed in each case via a low-pressure injection device, preferably via the fuel pump itself. As a result, the impact intensity of the diesel hammer can be adapted to different ground conditions, depending on the hardness of the ground.
Alternativ ist auch die Verwendung steerbarer Drosseln oder in der Öffnungszeit steuerbarer Ventile möglich .Alternatively, the use of steerbarer chokes or in the opening time controllable valves is possible.
Eine gut funktionierende und zeitlich zuverlässig auf einen Arbeitszyklus des Dieselhammers abgestimmte Einspritzung des Kraftstoffes wird erzielt , wenn der nieder- fallende Kolben die Kraftstoffpumpe oder ein Einspritzventil steuert oder betätigt .A well functioning and timely injection of the fuel matched to a duty cycle of the diesel hammer is achieved when the falling piston controls or actuates the fuel pump or an injector.
Ein Zusetzen der zumeist sehr feinen Einspritzdüsen der Hochdruck-Einspritzvorrichtung wird auf einfache Weise verhindert , wenn die Kraftstoffpumpe der Hochdruck-Ein- spritzvorrichtung bei j edem Arbeitszyklus eine Mindestmenge Kraftstoff zuführt . Dadurch wird die Einspritzdüse bei j edem Zyklus von Kraftstoff durchströmt und somit von Verunreinigungen befreit bzw . davon freigehalten . Ein eine effektive Verbrennung gewährleistender Verbrennungsraum ist gegeben, wenn die den Arbeitsraum des Zylinders begrenzende Stirnfläche des Kolbens durch eine umlaufende radial außenliegende Stufe abgesetzt ist . So ist der Verbrennungsraum, der gebildet ist , wenn dieClogging of the usually very fine injection nozzles of the high-pressure injection device is prevented in a simple manner when the fuel pump of the high-pressure injection device supplies a minimum quantity of fuel at each working cycle. As a result, fuel is flowed through the fuel injector at each cycle and is thus freed of impurities. kept free of it. A combustion chamber ensuring effective combustion is provided when the end face of the piston delimiting the working chamber of the cylinder is set down by a circumferential radially outward step. So is the combustion chamber, which is formed when the
Stirnfläche des Kolbens auf der inneren Stirnfläche des Schlagstücks aufliegt , toroidförmig und weist ein verhältnismäßig geringes Volumen auf .End face of the piston rests on the inner end face of the hammer, toroidal and has a relatively small volume.
Gemäß weiterer Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kraftstoff in einer dritten Einspritzart sowohl als zerstäubter Kraftstoffnebel als auch als Kraftstoffstrahl in den Arbeitsraum des Zylinders eingespritzt wird .According to a further development of the invention it is provided that the fuel is injected in a third injection as both atomized fuel mist and as a fuel jet in the working space of the cylinder.
Man kann so einen Übergang zwischen der ersten und der zweiten Einspritzart realisieren .One can thus realize a transition between the first and the second injection.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert . In dieser zeigen :Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
Figur 1 einen dem Baugrund zugewandten unteren Abschnitt eines Dieselhammers in teilweisem Schnitt ;1 shows a ground section facing the lower part of a diesel hammer in partial section;
Figur 2 eine Niederdruck-Einspritzvorrichtung mit und 3 Kraftstoffpumpe , deren Betätigungsstößel in unterschiedlichen Ausgangsstellungen gezeigt ist ; undFIG. 2 shows a low-pressure injection device with and 3 fuel pump, whose actuating tappet is shown in different initial positions; and
Figur 4 schematisch eine elektronische Steuerung der Kraftstoffmenge , die dem Arbeitsraum zugeführt wird .Figure 4 schematically shows an electronic control of the amount of fuel which is supplied to the working space.
Figur 1 zeigt einen Dieselhammer 10 mit einem beidseitig offenen Zylinder 12 , der in der Praxis eine Länge von 5 bis 10 m und einen Durchmesser von 0 , 5 bis 1 m aufweisen kann .FIG. 1 shows a diesel hammer 10 with a cylinder 12 which is open on both sides and in practice has a length of 5 to 10 m and a diameter of 0.5 to 1 m can.
In dem Zylinder 12 läuft ein Kolben 14. Ein hierzu koaxiales Schlagstück 16 greift verschiebbar in das offene untere Ende des Zylinders 12 ein . Das untere Ende des Zylinders 12 trägt eine mittels Schrauben, von denen in der Figur eine mit dem Bezugszeichen 18 gekennzeichnet ist , befestigte ringförmige Lagereinheit 20. In dieser ist ein mittiger Schaftabschnitt 22 des Schlagstücks 16 dicht und verschiebbar geführt , der einen gegenüber demIn the cylinder 12, a piston 14 runs. A coaxial to this impact piece 16 engages slidably in the open lower end of the cylinder 12 a. The lower end of the cylinder 12 carries a by means of screws, of which in the figure is designated by the reference numeral 18, fixed annular bearing unit 20. In this, a central shaft portion 22 of the striking piece 16 is guided tightly and slidably, the one opposite
Innendurchmesser des Zylinders 12 verminderten Außendurchmesser hat .Inner diameter of the cylinder 12 has reduced outer diameter.
An das untere Ende des Schaftabschnitts 22 ist eine unterhalb des Zylinders liegende Schlagplatte 24 angeformt , deren außenliegende untere konvexe Begrenzungsfläche 26 im Betrieb mit dem oberen Ende eines einzutreibenden Rammgutes wie einem Betonpfahl , einem Eisenträger, einem Spundwandelement oder dergleichen zusammenarbeitet .At the lower end of the shaft portion 22, a striking plate 24 is formed below the cylinder, the outer lower convex boundary surface 26 cooperates in operation with the upper end of a driven pile material such as a concrete pile, an iron carrier, a sheet pile element or the like.
An das obere Ende des Schaftabschnitts 22 des Schlagstücks 16 ist ein Kolbenabschnitt 28 mit mehreren umlaufenden, axial beabstandeten Dichtringen 30 angeformt , die auf der Innenmantelfläche 32 des Zylinders 12 laufen. Die Oberseite des Kolbenabschnitts 28 begrenzt zusammen mit der Unterseite des Kolbens 14 und der Umfangswand des Zylinders 12 einen Arbeitsraum 34. Die dem Arbeitsraum 34 des Zylinders 12 zugewandte Stirnfläche 36 des Schlagstücks 16 ist plan mit einer flachen Brennstoffmulde 37 geschliffen .At the upper end of the shaft portion 22 of the hammering piece 16, a piston portion 28 is formed with a plurality of circumferential, axially spaced sealing rings 30 which run on the inner circumferential surface 32 of the cylinder 12. The top of the piston portion 28 defines together with the underside of the piston 14 and the peripheral wall of the cylinder 12 a working space 34. The working space 34 of the cylinder 12 facing end face 36 of the hammer 16 is ground flat with a flat fuel recess 37.
Zwischen der Schlagplatte 24 des Schlagstücks 16 und der Lagereinheit 20 des Zylinders 12 ist ein Dämpfungsring 38 angeordnet . Ein weiterer Dämpfungsring 40 ist in der Nähe der Lagereinheit 20 zwischen der Oberseite der Lagereinheit 20 und der Unterseite des Kolbenabschnitts 28 des Schlagstücks 16 wirksam.Between the striking plate 24 of the hammer 16 and the bearing unit 20 of the cylinder 12, a damping ring 38 is arranged. Another damping ring 40 is in the vicinity of the bearing unit 20 between the top the bearing unit 20 and the underside of the piston portion 28 of the hammer 16 effective.
Im Inneren des Zylinders 12 läuft oberhalb des Schlag- Stücks 16 ein mit umlaufenden, axial beabstandeten Dichtringen 42 versehenes unteres Arbeitsende 44 des Kolbens 14.In the interior of the cylinder 12, a lower working end 44 of the piston 14, which is provided with circumferential, axially spaced sealing rings 42, runs above the striking piece 16.
Die untere freie plan geschliffene Stirnfläche 46 des Kolbens 14 ist durch eine radial außenliegende umlaufende Stufe 48 abgesetzt , so daß sich eine toroidförmige Gestalt des Verbrennungsraumes bildet , wenn die Stirnfläche 46 des Kolbens 14 auf der Stirnfläche 36 des Schlagstücks 16 aufliegt .The lower free plan ground end face 46 of the piston 14 is offset by a radially outer circumferential step 48, so that a toroidal shape of the combustion chamber is formed when the end face 46 of the piston 14 rests on the end face 36 of the striking piece 16.
Das Arbeitsende 44 des Kolbens 14 ist an einen Massenabschnitt 50 desselben angeformt , der sich in den hier nicht dargestellten oberen Abschnitt des Zylinders 12 hinein erstreckt .The working end 44 of the piston 14 is formed on a mass portion 50 thereof, which extends into the upper portion of the cylinder 12, not shown here.
Um den Kolben 12 zum Starten des Dieselhammers ein erstes Mal anzuheben, weist der Massenabschnitt 50 eine hier nicht gezeigte Mitnahmeschulter auf , an welcher ein ausklinkbarer Haken einer hier ebenfalls nicht dargestellten Hebevorrichtung angreifen kann .In order to lift the piston 12 for starting the diesel hammer a first time, the mass portion 50 has a driving shoulder, not shown here, on which a releasable hook of a lifting device also not shown here can attack.
An der Umfangswand des Zylinders 12 ist eine Hochdruck- Einspritzvorrichtung 52 mit einer schematisch angedeuteten Kraftstoffpumpe 53 und einer Hochdruck-Einspritzdüse 54 angeordnet . In der in der Figur gezeigten oberen End- Stellung des Schlagstücks 16 , wenn also eine obere Ringfläche 56 der Schlagplatte 24 des Schlagstücks 16 gegen den Dämpfungsring 38 anliegt , mündet die Einspritzdüse 54 der Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 knapp oberhalb der Stirnfläche 36 des Schlagstücks 16 in den Arbeitsraum 34 des Zylinders 12. Neben der Hochdruck-Einspritzdüse 54 können (vorzugsweise auf gleicher Höhe) weitere Hochdruck-Einspritzdüsen gleich verteilt in der Umfangswand des Zylinders 12 angeordnet sein.On the peripheral wall of the cylinder 12, a high pressure injector 52 is arranged with a schematically indicated fuel pump 53 and a high pressure injector 54. In the upper end position of the striking piece 16 shown in the figure, that is, when an upper annular surface 56 of the striking plate 24 of the striking piece 16 abuts against the damping ring 38, the injection nozzle 54 of the high-pressure injector 52 opens just above the end face 36 of the hammer 16 in the working space 34 of the cylinder 12th In addition to the high-pressure injection nozzle 54 (preferably at the same height) further high-pressure injection nozzles may be arranged distributed evenly in the peripheral wall of the cylinder 12.
Die Hochdruck-Einspritzdüse 54 ist über eine Leitung 58 mit dem Auslaß der auf der Außenseite des Zylinders 12 angeordneten Kraftstoffpumpe 53 verbunden, deren Einlaß mit einem mit Dieselöl gefüllten Kraftstofftank 55 kommuniziert . Die Kraftstoffpumpe 53 wird über einen Betätigungsstößel 57 betätigt , wenn der Kolben 14 nach unten fällt .The high-pressure injection nozzle 54 is connected via a line 58 to the outlet of the fuel pump 53 arranged on the outside of the cylinder 12, the inlet of which communicates with a fuel tank 55 filled with diesel oil. The fuel pump 53 is actuated via an actuating tappet 57 when the piston 14 falls down.
Die Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 , insbesondere deren Einspritzdüse 54 , ist so ausgebilet , daß sie das ihr zugeführte Dieselöl mit hohem Druck im wesentlichen als fein zerstäubten Nebel 16 in den Arbeitsraum 34 des Zylinders 12 einspritzt . Die Einspritzdüse 54 ist dabei so ausgerichtet , daß das Dieselöl im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens 14 eingespritzt wird.The high-pressure injection device 52, in particular its injection nozzle 54, is ausgebilet so that it injects the diesel oil supplied to it at high pressure substantially as finely atomized mist 16 in the working chamber 34 of the cylinder 12. The injection nozzle 54 is aligned so that the diesel oil is injected substantially perpendicular to the direction of movement of the piston 14.
Eine weitere Kraftstoffpumpe 60 , die durch einen ins Innere des Zylinders 12 vorgespannten Betätigungsstößel 61 beim Fallen des Kolbens 14 angetrieben wird, ist förder- seitig über eine Leitung 64 mit einer Niederdruck-Einspritzdüse 66 verbunden und bildet mit dieser eine Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68. Die Kraftstoffpumpe 60 kommuniziert mit einem mit Dieselöl gefülltem Kraftstoff- tank 62. Die Niederdrύck-Einspritzvorrichtung 68 ist axial von der Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 in Richtung auf das obere Ende des Zylinders 12 beabstandet an und in der Umfangswand des Zylinders 12 vorgesehen . Ihre Einspritzdüse 66 ist derart ausgebildet und ausgerichtet , daß der abgegebene Kraftstoff in einem im wesentlichen zusammen- hängenden Strahl etwa mittig auf die Stirnfläche 36 des Schlagstücks 16 gespritzt wird .A further fuel pump 60, which is driven by a biased into the interior of the cylinder 12 actuating plunger 61 upon falling of the piston 14, is connected on the delivery side via a line 64 with a low-pressure injector 66 and forms with this a low-pressure injector 68th Die Fuel pump 60 communicates with a fuel tank 62 filled with diesel oil. Low-pressure injector 68 is axially spaced from high-pressure injector 52 toward the upper end of cylinder 12 at and in the peripheral wall of cylinder 12. Its injection nozzle 66 is designed and aligned such that the discharged fuel in a substantially hanging jet is sprayed approximately centrally on the end face 36 of the hammering piece 16.
Auch hier können ergänzende weitere Niederdruck-Einspritz- düsen vorzugsweise auf gleicher Höhe liegend wie dieHere too, additional additional low-pressure injection nozzles can preferably be located at the same height as the
Niederdruck-Einspritzdüse 66 um den Umfang des Zylinders 12 verteilt sein.Low-pressure injector 66 may be distributed around the circumference of the cylinder 12.
Insgesamt bilden also die Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 , die Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 und dieOverall, therefore, form the high-pressure injector 52, the low-pressure injector 68 and the
Kraftstofftanks 55 und 62 gemeinsam eine Kraftstoffzuführeinrichtung .Fuel tanks 55 and 62 together a fuel supply.
Die Kraftstoffpumpen 53 und 60 sind unabhängig voneinander in ihrer Fördermenge einstellbar, so daß die der Hochdruck- Einspritzdüse 54 und die der Niederdruck-Einspritzdüse 66 zugeführte Kraftstoffe kontinuierlich variierbar ist , wie nachfolgend noch erläutert wird .The fuel pumps 53 and 60 are independently adjustable in their flow rate, so that the high-pressure injector 54 and the low-pressure injector 66 supplied fuels is continuously variable, as will be explained below.
Oberhalb der Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 ist die Umfangswand des Zylinders 12 von schräg nach oben verlaufenden Arbeitsstutzen 70 und 72 durchsetzt , wie dies aus der Figur ersichtlich ist . Über sie wird Verbrennungsluft angesaugt und werden Verbrennungsgase abgegeben .Above the low-pressure injector 68, the peripheral wall of the cylinder 12 is penetrated by obliquely upwardly extending working nozzle 70 and 72, as can be seen from the figure. About them combustion air is sucked in and combustion gases are discharged.
Schließlich umfaßt der Dieselhammer 10 hier nicht extra dargestellte Schmiermittelpumpen und in Umfangsrichtung des Zylinders 12 verteilte Schmiermitteldüsen, über die Schmiermittel zwischen den Kolben 14 und die Innenmantel fläche 32 des Zylinders 12 gegeben wird .Finally, the diesel hammer 10 not shown here lubricant pumps and distributed in the circumferential direction of the cylinder 12 lubricant nozzles, on the lubricant between the piston 14 and the inner shell surface 32 of the cylinder 12 is given.
Die Figuren 2 und 3 zeigen die Kraftstoffpumpe 60 der Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 , wobei ihr Betätigungs- Stößel 61 in zwei unterschiedlichen Ausgangsstellungen gezeigt ist .Figures 2 and 3 show the fuel pump 60 of the low-pressure injector 68, wherein its actuating plunger 61 in two different starting positions is shown.
Der Betätigungsstößel 61 erstreckt sich durch die Umfangs - wand des Zylinders 12 hindurch . Er endet außen in einem Pumpenkolben 80 und im Inneren des Zylinders 12 in einem in einer passenden Ausnehmung 81 in der Umfangwand des Zylinders 12 laufenden keilförmigen Betätigungsabschnitt 82 , die über eine Kolbenstange 84 miteinander verbunden sind . Eine zum Innenraum des Zylinders 12 zeigende konkave Betätigungsfläche 86 des Betätigungsabschnitts 82 weist eine Krümmung auf , die derj enigen der Innemantelfläche 32 des Zylinders 12 entpricht , und ist nach oben und radial nach außen geneigt .The actuating tappet 61 extends through the circumferential wall of the cylinder 12. It terminates externally in a pump piston 80 and in the interior of the cylinder 12 in a wedge-shaped actuating portion 82 running in a mating recess 81 in the peripheral wall of the cylinder 12 and connected to each other via a piston rod 84. A concave actuating surface 86 of the actuating portion 82 facing the interior of the cylinder 12 has a curvature corresponding to that of the inner circumferential surface 32 of the cylinder 12 and is inclined upwardly and radially outwardly.
Je nach Ausgangsstellung des Betätigungsstößels 61 ragt dessen Betätigungsfläche 86 vollständig , wie in Figur 2 zu erkennen ist , oder mit einem unteren Bereich, was in Figur 3 gezeigt ist , in den Innenraum des Zylinders 12 hinein .Depending on the starting position of the actuating tappet 61, its actuating surface 86 protrudes completely, as can be seen in FIG. 2, or into the interior of the cylinder 12 with a lower region, which is shown in FIG.
Etwa mittig zwischen dem Pumpenkolben 80 und dem Betätigungsabschnitt 82 ist mit der Kolbenstange 84 eine nach oben weisende Anschlagplatte 88 verbunden, welche mit einer radial verstellbaren gehäusefesten Anschlagplatte 90 einer Hubeinstelleinrichtung 92 zusammenarbeitet . Die Anschlagplatte 90 läuft über eine Gewindebohrung 94 auf einer radial nach außen verlaufenden Gewindespindel 96 , die über einen Servomotor 98 , der in der Zeichnung nur schematisch angedeutet ist , verdreht werden kann.Approximately centrally between the pump piston 80 and the actuating portion 82 is connected to the piston rod 84, an upwardly facing stop plate 88 which cooperates with a radially adjustable housing-fixed stop plate 90 a Hubeinstelleinrichtung 92. The stop plate 90 passes through a threaded bore 94 on a radially outwardly extending threaded spindle 96, which can be rotated via a servo motor 98, which is indicated only schematically in the drawing.
Der Pumpenkolben 80 läuft in einem außen an der Umfangswand des Zylinders 12 angeordneten Pumpenzylinder 100 , welcher einen Kraftstoffauslaß 102 , der mit der Einspritzdüse 66 kommuniziert , und einen Kraftstoffeinlaß 104 aufweist , der mit dem Kraftstofftank 62 in Fluidverbindung steht . Der Betätigungsstößel 61 wird durch eine Feder 106 stets in Richtung auf den Innenraum des Zylinders 12 gedrückt , so daß die Anschlagplatte 88 in der Ausgangsstellung gegen die Anschlagplatte 90 der Hubeinstellvorrichtung 92 anliegt .The pump piston 80 runs in a pump cylinder 100 disposed externally on the peripheral wall of the cylinder 12, which has a fuel outlet 102 communicating with the injector 66 and a fuel inlet 104 in fluid communication with the fuel tank 62. The actuating plunger 61 is always pressed by a spring 106 in the direction of the interior of the cylinder 12, so that the stop plate 88 abuts in the initial position against the stop plate 90 of Hubeinstellvorrichtung 92.
Die Figur 2 zeigt diej enige Stellung der Anschlagplatte 90 , in welcher der Pumpenkolben 80 seinen größten Hub hat . Dies bedeutet , daß in dieser Stellung der Anschlagplatte 90 die von der Kraftstoffpumpe 60 pro Hub abgegebene Kraft stoffmenge maximal ist .FIG. 2 shows the position of the stop plate 90 in which the pump piston 80 has its largest stroke. This means that in this position, the stop plate 90, the amount of fuel delivered by the fuel pump 60 per stroke fuel quantity is maximum.
Wird nun, ausgehend von der in Figur 2 gezeigten Stellung, die Gewindespindel 96 der Einstellvorrichtung 92 verdreht , wird die Anschlagplatte 90 radial nach außen bewegt .If now, starting from the position shown in Figure 2, the threaded spindle 96 of the adjusting device 92 is rotated, the stop plate 90 is moved radially outward.
Dadurch verringert sich der Hub des Pumpenkolbens 80 im Pumpenzylinder 100 und damit das Volumen des Arbeitsraums 108 der Kraftstoffpumpe , was so zu einer Verringerung derj enigen Kraftstoffmenge führt , die pro Hub gefördert werden kann . Eine solche Stellung der Hubeinstelleinrichtung 92 ist in Figur 3 gezeigt .This reduces the stroke of the pump piston 80 in the pump cylinder 100 and thus the volume of the working space 108 of the fuel pump, thus resulting in a reduction in the amount of fuel that can be delivered per stroke. Such a position of the stroke adjustment device 92 is shown in FIG.
Die Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 kann dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel der Niederdruck-Einspritz- Vorrichtung 68 entsprechend ausgebildet sein . Komponenten der Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 sind in den Figuren 2 und 3 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen .The high pressure injector 52 may be configured according to the above-explained embodiment of the low pressure injector 68. Components of the high-pressure injection device 52 are provided in Figures 2 and 3 with corresponding reference numerals.
Die durch die Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 bzw . durch die Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 in den Arbeitsraum 32 des Zylinders 12 abgegebene Kraftstoffmenge ist folglich durch die j eweilige Stellung der zugehörigen gehäusefesten Anschlagplatte 90 vorgebbar .The by the high pressure injection device 52 and. By the low-pressure injector 68 discharged into the working chamber 32 of the cylinder 12 amount of fuel is thus predetermined by the j eweilige position of the associated housing-fixed stop plate 90.
In Figur 4 ist eine elektronische Steuerung der dem Arbeits- räum 32 des Zylinders 12 zugeführten Kraftstoffmenge gezeigt , wobei denj enigen der Figuren 1 bis 3 entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.FIG. 4 shows an electronic control of the working Room 32 of the cylinder 12 supplied amount of fuel, wherein thejenden of the Figures 1 to 3 corresponding components are identified by the same reference numerals.
Die Hochdruck-Einspritzdüse 54 und die Niederdruck-Einspritzdüse 66 stehen j eweils mit einem federbeaufschlagten Magnetventil 110 in Fluidverbindung . Letztere kommunizieren j eweils mit einem unter Druck stehenden KraftstoffSpeicher 112 , die von den entsprechenden Kraftstoffpumpen 53 bzw. 60 über Rückschlagventile 113 gespeist sind .The high-pressure injector 54 and the low-pressure injector 66 are in each case in fluid communication with a spring-loaded solenoid valve 110. The latter in each case communicate with a pressurized fuel reservoir 112, which is fed by the corresponding fuel pumps 53 and 60 via check valves 113.
Die Kraftstoffmenge , die der Hochdruck-Einspritzdüse 54 bzw. der Niederdruck-Einspritzdüse 66 zugeführt werden soll , wird einem Rechner 114 mit einem Anzeigemonitor 116 über ein Tastenfeld 118 eingegeben. Als Eingabeparameter sind auch Angaben über die vorliegenden Bodenverhältnisse möglich, anhand derer dann von einer entsprechenden Software geeignete Daten für die Hochdruck-Einspritzvor- richtung 52 und die Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 berechnet werden .The amount of fuel to be supplied to the high pressure injector 54 and the low pressure injector 66, respectively, is input to a computer 114 having a display monitor 116 via a keyboard 118. Information about the present ground conditions is also possible as input parameters, on the basis of which suitable data for the high-pressure injection device 52 and the low-pressure injection device 68 are then calculated by appropriate software.
Der Rechner 114 berechnet aus den Eingabedaten denj enigen Zeitraum, über den die Magnetventile 110 geöffnet werden, wodurch entsprechend deren Öffnungsdauer eine bestimmte Kraftstoffmenge durch die Hochdruck-Einspritzdüse 54 bzw . durch die Niederdruck-Einspritzdüse 66 in den Arbeitsraum 32 des Zylinders 12 eingespritzt wird.The computer 114 calculates from the input data denj enigen period over which the solenoid valves 110 are opened, whereby according to the opening duration of a certain amount of fuel through the high pressure injector 54 and. is injected through the low pressure injector 66 into the working space 32 of the cylinder 12.
Die vom Rechner ermittelten Öffnungszeiten werden einerThe opening times determined by the computer become one
Steuereinheit 120 übermittelt , die diese als Steuersignale an j eweils einen steuerbaren Monoflop 122 der Hochdruck- Einspritzvorrichtung 52 bzw . der Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 weitergibt . Die Monoflops 122 stehen eingangsseitig über Kontaktklemmen 124 mit in Figur 4 lediglich schematisch angedeuteten in die Kolbenbahn ragenden Betätigungsstößeln 126 in Verbindung und werden bei einer Bewegung der Betätigungsstößel 126 aktiviert . Alternativ können berührungsfrei arbeitende Sensoren eingesetzt werden, die ansprechen, wenn der Kolben 14 beim Fallen eine vorgegebene Stellung erreicht .Control unit 120 transmits these as control signals to each time a controllable monoflop 122 of the high-pressure injector 52 and. the low pressure injector 68 passes. The monostables 122 are on the input side via contact terminals 124 in FIG. 4 only schematically indicated in the piston web projecting actuating tappets 126 in conjunction and are activated upon movement of the actuating plunger 126. Alternatively, non-contact sensors can be used, which respond when the piston 14 reaches a predetermined position when falling.
Ausgangsseitig sind die Monoflops 122 j eweils mit einem Verstärker 128 verbunden, der das verstärkte Signal derOn the output side, the monoflops 122 are in each case connected to an amplifier 128 which supplies the amplified signal of the
Monoflops 122 an das entsprechende Magnetventil 110 leitet , worauf dieses entsprechend der j eweils eingestellten Impulsbreite des Monoflops 122 seine Offenstellung ein- nimmmt . Ist die Schaltzeit der beiden Monoflops 110 , die für die Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 und für dieMonoflops 122 passes to the corresponding solenoid valve 110, whereupon this takes its open position in accordance with the pulse width of the monoflop 122 set in each case. Is the switching time of the two monoflops 110, for the high-pressure injector 52 and for the
Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 unterschiedlich gewählt sein kann, erreicht , werden die Magnetventile 110 durch Federkraft wieder in ihre Schließstellung überführt .Low pressure injector 68 can be selected differently, achieved, the solenoid valves 110 are transferred by spring force back into its closed position.
Somit bilden ein Magnetventil 110 , ein Kraftstoffreservoir 112 und ein Monoflop 122 gemeinsam eine in der Förderleistung steuerbare Kraftstoffquelle .Thus, a solenoid valve 110, a fuel reservoir 112 and a monostable 122 together form a controllable in the flow rate fuel source.
Der oben beschriebene Dieselhammer 10 arbeitet folgender- maßen :The diesel hammer 10 described above operates as follows:
Im Ausgangszustand sei der Kolben 12 durch die bereits angesprochene nicht dargestellte Haltevorrichtung in eine obere Stellung angehoben. Nach Ausklinken fällt er von dort unter Einwirkung der Schwerkraft nach unten, verschließt die Arbeitsstutzen 70 und 72 und betätigt mit seiner Stirnfläche 46 die Betätigungsstößel 57 , 61 der Hochdruckeinspritzvorrichtung 52 bzw . der Niederdruck- Einspritzvorrichtung 68. Wird die in den Figuren 2 und 3 gezeigte Ausführungsform der Einspritzvorrichtungen 52 bzw. 68 verwendet , so bedeutet dies , daß der Kolben 14 von oben auf die Betätigungsfläche 86 des Betätigungsabschnitts 82 des Betätigungs- stößeis 61 trifft . Beim weiteren Niederfallen des Kolbens 14 wird dieser, in den Figuren 2 und 3 nach links , verschoben . Dadurch wird der Pumpenkolben 80 in Richtung auf den Auslaß 102 des Pumpenzylinders 100 verschoben, wodurch der im Arbeitsraum 108 befindliche Kraftstoff zur Ein- spritzdüse 54 bzw. 66 gefördert und in den Arbeitsraum 34 des Zylinders eingespritzt wird.In the initial state, the piston 12 is raised by the already mentioned holding device, not shown, in an upper position. After notching it falls from there under the action of gravity down, closes the work socket 70 and 72 and actuates with its end face 46, the actuating plunger 57, 61 of the high pressure injection device 52 and. the low pressure injector 68. If the embodiment of the injection devices 52 and 68 shown in FIGS. 2 and 3 is used, this means that the piston 14 strikes the actuating surface 86 of the actuating section 82 of the actuating member 61 from above. Upon further dropping of the piston 14, this is moved to the left in FIGS. 2 and 3. As a result, the pump piston 80 is displaced in the direction of the outlet 102 of the pump cylinder 100, whereby the fuel located in the working space 108 is conveyed to the injection nozzle 54 or 66 and injected into the working chamber 34 of the cylinder.
Dort bildet sich, sei es schon durch das Hochdruck-Ein- spritzen, sei es durch Schlagzerstäubung, ein zündfähiges Gemisch aus Kraftstofftropfchen und Luft . Die Einspritzdüsen 54 und 66 werden nun einzeln oder in Kombination, j e nach Einstellung der Kraftstoffpumpen 53 und 60 , eine bestimmte Menge Dieselöl in der j eweils oben geschilderten Art in den Arbeitsraum 34 des Zylinders 12 einspritzen . Soll eine der Einspritzvorrichtungen 52 , 68 keinen Kraftstoff in den Arbeitsraum 34 des Zylinders 12 einspritzen, so wird ihr Betätigungsstößel 57 bzw. 61 durch Steuerung des Servomotors 98 so weit radial nach außen verschoben, bis der j eweilige Betätigungsabschnitt 86 nicht mehr in den Innenraum des Zylinders 12 ragt .There, whether by high-pressure injection or by impact atomization, it forms an ignitable mixture of fuel droplets and air. The injection nozzles 54 and 66 will now individually or in combination, j e after adjustment of the fuel pumps 53 and 60, inject a certain amount of diesel oil in the above-mentioned manner in the working space 34 of the cylinder 12. If one of the injection devices 52, 68 does not inject fuel into the working chamber 34 of the cylinder 12, its actuating tappet 57 or 61 is displaced radially outward by control of the servomotor 98 until the respective actuating section 86 no longer penetrates into the interior of the motor Cylinder 12 sticks out.
Bei der Verwendung einer elektronischen Steuerung, die in Figur 4 gezeigt ist , werden die gewünschten Parameter über den Rechner 114 programmiert . Soll dabei eine der beiden Einspritzvorrichtungen 52 , 68 keinen Kraftstoff in den Arbeitsraum 34 des Zylinders 12 einspritzen, so wird in diesem Fall das entsprechende Monoflop 122 auf Impulsbreite null gesteuert , so daß das entsprechende Magnetventil 110 beim Niederfallen des Kolbens 14 nicht geöffnet wird . Mit dem Aufschlagen des Kolbens 14 auf das Schlagstück 16 und/oder über das Gaskissen zwischen Kolben und Schlagstück wird auf das Schlagstück und über dieses auf das Rammgut eine nach unten gerichtete Kraft ausgeübt , welche das Rammgut weiter in das Erdreich treibt .Using an electronic controller shown in FIG. 4, the desired parameters are programmed via the computer 114. If one of the two injectors 52, 68 injects no fuel into the working space 34 of the cylinder 12, then in this case the corresponding monostable 122 is controlled to pulse width zero, so that the corresponding solenoid valve 110 is not opened when the piston 14 falls. With the impact of the piston 14 on the hammer 16 and / or on the gas cushion between the piston and hammer a downwardly directed force is exerted on the hammer and this on the pile material, which drives the pile further into the ground.
Bei der anschließend durch die explosive Verbrennung des Dieselöls ausgelösten Aufwärtsbewegung des Kolbens 14 gibt dieser die Arbeitsstutzen 70 , 72 frei , wodurch sich die Verbrennungsgase entspannen und über die Arbeitsstutzen - 70 , 72 abströmen . Der Kolben 14 wird nun unter Ansaugen von frischer Verbrennungsluft , was ebenfalls durch die Arbeitsstutzen 70 , 72 erfolgt , weiter nach oben geschleu- dert , bis er seine obere Endstellung erreicht und sich der beschriebene Arbeitszyklus wiederholt .During the subsequent upward movement of the piston 14 triggered by the explosive combustion of the diesel oil, the latter releases the working nozzles 70, 72, as a result of which the combustion gases relax and flow out via the working nozzles -70, 72. The piston 14 is now further sucked up while sucking fresh combustion air, which also takes place through the working nozzles 70, 72, until it reaches its upper end position and repeats the described working cycle.
Der Dieselhammer kann also wahlweise nur mittels der Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 in einer ersten Ein- spritzart als zerstäubter Kraftstoffnebel , nur mittels der Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 in einer zweiten Einspritzart als Kraftstoffstrahl oder durch eine Kombination dieser beiden in einer dritten Einspritzart sowohl als zerstäubter Kraftstoffnebel als auch als Kraftstoffstrahl betrieben werden . Dadurch ist er an unterschiedliche Bodenverhältnisse anpaßbar .The diesel hammer can thus optionally only by means of the high-pressure injector 52 in a first injection as atomized fuel mist, only by means of the low-pressure injector 68 in a second injection as a fuel jet or by a combination of both in a third injection as both atomized fuel mist also be operated as a fuel jet. This makes it adaptable to different soil conditions.
Zu Beginn einer Rammung liegen meist weiche Bodenverhält nisse , d . h . geringe Bodenwiderstände , vor, wodurch es günstig ist , zu diesem Zeitpunkt den Dieselhammer 10 nur bzw. überwiegend mit Hochdruck-Einspritzung mittels der Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 zu betreiben . Gegebenenfalls kann auch die Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 mit einer geringen Menge Kraftstoff versorgt werden, so daß auch die bereits erläuterte Schlagzerstäubung unterstützend zur Anwendung kommt .At the beginning of a pile are usually soft Bodenverhält nisse, d. H . low soil resistances before, whereby it is favorable to operate the diesel hammer 10 at this time only or predominantly with high-pressure injection by means of the high-pressure injector 52. Optionally, the low-pressure injector 68 can be supplied with a small amount of fuel, so that the already explained impact atomization supports the application.
Erreicht das Rammgut tragfähigere und damit meist härtere Schichten des Erdreichs , kann der Anteil der Niederdruck- Einspritzung durch entsprechende Veränderung der zugeteilten Kraftstoffmenge über die Niederdruck-Einspritzvorrichtung 68 erhöht werden, wodurch die direkte Kraftübertragung des Kolbens 14 auf das Schlagstück 16 und damit auf das Rammgut erhöht wird, wie dies bereits erläutert wurde .If the pile reaches more stable and therefore harder layers of soil, the proportion of low-pressure injection can be increased by corresponding change in the allocated amount of fuel through the low-pressure injector 68, whereby the direct power transmission of the piston 14 on the hammer 16 and thus on the Rammgut is increased, as already explained.
Sollten sich die Bodenverhältnisse in größeren Tiefen wieder zu weicheren Schichten wie beispielsweise Sandschichten verändern, so kann das Verhältnis der durch die Einspritzvorrichtungen 52 und 68 zugeführten Kraftstoffmengen entsprechend angepaßt werden . So ist eine individuelle Anpassung der Arbeits- und Wirkweise des Dieselhammers 10 an unterschiedliche und an sich verändernde Bodenverhältnisse möglich, wobei eine gute und vollstän- dige Verbrennung des Dieselöls gewährleistet ist .Should the soil conditions at greater depths change again to softer layers, such as sand layers, the ratio of the quantities of fuel supplied by the injectors 52 and 68 can be adjusted accordingly. Thus, an individual adjustment of the working and mode of action of the diesel hammer 10 to different and changing soil conditions is possible, with a good and complete combustion of the diesel oil is guaranteed.
Vorzugsweise wird die Hochdruck-Einspritzvorrichtung 52 bei Arbeiten in harten Schichten des Erdreichs , bei denen das Prinzip der Schlagzerstäubung verwendet wird, bei j edem Arbeitszyklus mit geringer Kraftstoffmenge weiterbetrieben . Die Kraftstoffpumpe 53 der Hochdruck- Einspritzvorrichtung 52 führt also bei j edem Arbeitszyklus der Hochdruck-Einspritzdüse 54 eine Mindestmenge Kraftstoff zu . Dadurch wird vermieden, daß die in der Regel sehr fein ausgebildete Einspritzdüse 54 der Hochdruck-Einspritz- vorrichtung 52 durch Verbrennungsrückstände oder andere Verunreinigungen wie Schmierölreste zugesetzt wird und nicht mehr funktioniert .Preferably, the high pressure injector 52 will continue to operate on hard soil strata utilizing the principle of impact sputtering for each low duty cycle work cycle. The fuel pump 53 of the high-pressure injector 52 thus supplies a minimum amount of fuel at each operating cycle of the high-pressure injector 54. This avoids that the usually very finely formed injection nozzle 54 of the high-pressure injection device 52 is added by combustion residues or other impurities such as lubricating oil residues and no longer works.
In Abwandlung kann man auch nur eine einzige Pumpe zur Bereitstellung von unter Druck stehendem Kraftsstoff verwenden, die gleichermaßen für die Hochdruckeinspritzung und die Niederdruckeinspritzung (ggf . über einen Druckminderer oder eine Drossel ) dient .In a modification one can also only a single pump for Provide pressurized fuel equally for high pressure injection and low pressure injection (via a reducer or throttle, if applicable).
Und in weiterer Abwandlung kann man auch auf eine Steuerung der Kraftstoffmenge im laufenden Betrieb verzichten, wenn ein besonders einfach aufgebauter Dieselbär gewünscht wird und/oder die Belastungsänderungen klein sind. And in a further modification, it is also possible to dispense with controlling the amount of fuel during operation when a particularly simple diesel fuel is desired and / or the load changes are small.

Claims

Patentansprüche claims
1. Dieselhammer ( 10 ) mit1. Diesel hammer (10) with
a) einem Zylinder (12 ) ;a) a cylinder (12);
b) einem in dem Zylinder (12 ) verschiebbar geführten Kolben ( 14 ) ;b) a piston (14) displaceably guided in the cylinder (12);
c) einem in dem Zylinder ( 12 ) verschiebbar geführten Schlagstück (16) , welches in der Betriebsstellung des Dieselhammers (10 ) unterhalb des Kolbens ( 14 ) angeordnet ist ;c) one in the cylinder (12) slidably guided striking piece (16), which is arranged in the operating position of the diesel hammer (10) below the piston (14);
d) einem Arbeitsraum (32 ) , der axial von einer im Inneren des Zylinders (12 ) liegenden Stirnfläche (36) des Schlagstücks (16) und einer Stirnfläche (46) des Kolbens ( 14 ) begrenzt ist ;d) a working space (32) bounded axially by an end face (36) of the striking piece (16) located inside the cylinder (12) and an end face (46) of the piston (14);
e) einer Kraftstoffzuführeinrichtung ( 52 , 55 , 62 , 68 ) , durch die bei j edem Arbeitszyklus eine vorgegebene Menge Kraftstoff , insbesondere Dieselöl , in den Arbeitsraum (32 ) einbringbar ist ,e) a fuel supply device (52, 55, 62, 68), through which a given amount of fuel, in particular diesel oil, can be introduced into the working space (32) during each working cycle,
dadurch gekennzeichnet , daßcharacterized in that
f) die Kraftstoffzuführeinrichtung (52 , 55 , 62 , 68 ) derart ausgebildet ist , daß der Kraftstoff in einer ersten Einspritzart als zerstäubter Kraftstoffnebel ( 76) und in einer zweiten Einspritzart als Kraftstoffstrahl 74 ) in den Arbeitsraum (32 ) eingespritzt wird .f) the fuel supply device (52, 55, 62, 68) is designed such that the fuel in a first injection as atomized fuel mist (76) and in a second injection as a fuel jet 74) is injected into the working space (32).
2. Dieselhammer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die Kraftstoffzuführeinrichtung (52 , 55 , 62 , 68) derart eingerichtet ist , daß der Kraftstoffnebel ( 76 ) der ersten Einspritzart im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens ( 14 ) in der Nähe der Stirnfläche (36) des Schlagstücks ( 16 ) in den Arbeits- räum (32 ) einströmt .2. diesel hammer according to claim 1, characterized in that the fuel supply means (52, 55, 62, 68) is set up such that the fuel spray (76) of the first injection type flows into the working space (32) substantially perpendicular to the direction of movement of the piston (14) in the vicinity of the end face (36) of the striking piece (16).
3. Dieselhammer nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , daß die Kraftstoffzuführeinrichtung (52 ,3. Diesel hammer according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel supply device (52,
55 , 62 , 68 ) derart eingerichtet ist , daß der Kraftstoff- strahl (74 ) der zweiten Einspritzart schräg auf die kolbenseitige Stirnfläche (36) des Schlagstücks (16 ) auftrifft .55, 62, 68) is arranged such that the fuel jet (74) of the second type of injection impinges obliquely on the piston-side end face (36) of the striking piece (16).
4. Dieselhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , daß die Kraftstoffzuführeinrichtung4. Diesel hammer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fuel supply device
(52 , 55 , 62 , 68) wenigstens eine Hochdruck-Einspritzdüse (54 ) und wenigstens eine Niederdruck-Einspritzdüse ( 66) umfaßt , denen über j eweils eine Leitung (58 , 64 ) durch wenigstens eine Kraftstoffpumpe (53 , 60 ; 110 , 112 , 122 ) , deren Einlaß mit einem Kraftstofftank (55 , 62 ) kommuniziert , bei j edem Arbeitszyklus des Dieselhammers (10 ) eine bestimmte vorzugsweise einstellbar vorgegebene Menge Kraftstoff zuführbar ist .(52, 55, 62, 68) comprises at least one high pressure injector (54) and at least one low pressure injector (66) each having a conduit (58, 64) through at least one fuel pump (53, 60; 112, 122), the inlet of which communicates with a fuel tank (55, 62), a certain preferably adjustable set amount of fuel can be supplied at each operating cycle of the diesel hammer (10).
5. Dieselhammer nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Kraftstoffpumpe ( 53 , 60 ; 110 , 112 , 122 ) der Kraftstoffzuführeinrichtung (52 , 55 , 62 , 68 ) derart ausgebildet ist , daß die j eweils einer Hochdruck- Einspritzvorrichtung ( 52) und die j eweils einer Niederdruck- Einspritzvorrichtung ( 68 ) zugeführte Kraftstoffmenge einstellbar ist .5. Diesel hammer according to claim 4, characterized in that at least one fuel pump (53, 60, 110, 112, 122) of the fuel supply means (52, 55, 62, 68) is designed such that the j in each case a high-pressure injection device (52 ) and each of a low-pressure injector (68) supplied fuel quantity is adjustable.
6. Dieselhammer nach Anspruch 4 oder 5 , dadurch gekennzeichnet , daß die Kraftstoffpumpe (53 , 60 ; 110 , 112 , 122 ) durch den niederfallenden Kolben ( 14 ) steuerbar oder betätigbar ist .6. Diesel hammer according to claim 4 or 5, characterized in that the fuel pump (53, 60; 110, 112, 122) controllable by the falling piston (14) or is operable.
7. Dieselhammer nach einem der Ansprüche 4 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , daß die Kraftstoffzuführeinrichtung (52 , 55 , 62 , 68) derart ausgebildet ist , daß sie der7. Diesel hammer according to one of claims 4 to 6, characterized in that the fuel supply means (52, 55, 62, 68) is designed such that they
Hochdruck-Einspritzdüse (54 ) bei j edem Arbeitszyklus eine Mindestmenge Kraftstoff zuführt .High-pressure injector (54) feeds a minimum amount of fuel at each working cycle.
8. Dieselhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , daß die den Arbeitsraum (32 ) begrenzende Stirnfläche (46) des Kolbens (14) durch eine umlaufende radial außenliegende Stufe (48) abgesetzt ist .8. Diesel hammer according to one of claims 1 to 7, characterized in that the working space (32) delimiting end face (46) of the piston (14) by a circumferential radially outer stage (48) is discontinued.
9. Dieselhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , daß in einer dritten Einspritzart der9. Diesel hammer according to one of claims 1 to 8, characterized in that in a third injection of the
Kraftstoff sowohl als zerstäubter Kraftstoffnebel (76) als auch als Kraftstoffstrahl ( 74 ) in den Arbeitsraum (34) des Zylinders (12 ) eingespritzt wird. Fuel is injected both as atomized fuel mist (76) and as fuel jet (74) in the working space (34) of the cylinder (12).
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