Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Rammeinrichtung

Abstract

 Es wird ein Verfahren zur Umsteuerung einer pressluftgetriebenen Rammeinrichtung fuer deren Steuerpositionen Vorwaertslauf bzw. Rueckwaertslauf im Erdreich angegeben, wobei zur Umsteuerung eine Drehung gegen eine relativ geringe Rastkraft vorgenommen wird und die Kraft der Betriebs-Pressluft zur Verriegelung der Steuereinrichtung in den einzelnen Steuerpositionen und zur Daempfung der Vibrations-Weiterleitung von einem Rammengehaeuse an die Steuereinrichtung verwendet wird. Dadurch wird ein Umsteuern der Rammeinrichtung waehrend der Beaufschlagung mit Betriebs-Pressluft zuverlaessig verhindert.
Dieses Verfahren kann bei einer Rammeinrichtung angewandt werden, welche einen Vorwaertslauf und / oder einen Rueckwaertslauf aufweist. Sie besitzt einen in einem Rammengehaeuse (1)durch Druckluft axial hin- und herbewegbaren Schlagkolben (2), wobei eine Steuereinrichtung (3) die Druckluft so steuert, dass waehrend dem Vorwaertslauf der Rammeinrichtung der Schlagkolben (2) an der Vorderseite bzw. bei ihrem Rueckwaertslauf an der Rueckseite des Rammengehaeuses (1) aufschlaegt. Diese Steuereinrichtung (3) ragt einerseits in den der Schlagkolbenspitze abgewandten Teil des Schlagkolbens (2) und wirkt mit, die Steuerung von Verlauf- auf Ruecklaufbewegung des Schlagkolbens (2) bewirkenden, Steueroeffnungen im Schlagkolben (2) zusammen. Andererseits sitzt sie in einem das Rammengehaeuse (1) abschliessenden Deckel (4) verschiebbar,und ist mit einem durch diesen Deckel (4) hindurchgefuehrten Schlauchanschluss (5) zur Verbindung mit einem Luftzufuhrschlauch (6) verbunden. Eine Feststelleinrichtung (7) fuer die Steuereinrichtung (3) ist vorgesehen, welche diese relativ zum Deckel (4) in ihren einzelnen Schaltstellungen, welche durch Drehen am Luftzufuhrschlauch (6) eingestellt werden, zeitweilig fixiert. Die Feststelleinrichtung (7) ist erfindungsgemaess zugleich als Daempfungseinrichtung ausgebildet, wobei als Feststell- und Daempfungselement wenigstens eine in ihrer Groesse veraenderliche Luftkammer (7.1) vorgesehen und im wesentlichen achsparallel zur Steuereinrichtung (3) angeordnet ist. Die Luftkammer (7.1) ist stirnseitig von einem hinteren und einem vorderen Abschlussring (7.2.1 bzw. 7.3.1) begrenzt, die gegeneinander axial verschiebbar sind. Der hintere Abschlussring (7.2.1 )ist mit der Steuereinrichtung (3) und der vordere Abschlussring (7.3.1) mit dem Deckel (4 ) oder dem Rammengehaeuse (1) verbindbar oder verbunden. Als axiale Waende der Luftkammer (7.1) ist einerseits eine aeussere Mantelflaeche (3.1) der Steuereinrichtung (3) und andererseits eine zylinderartige Innenflaeche (4.1) des Deckels (4) vorgesehen. Zwischen den Abschlussringen (7.2.1 bzw. 7.3.1) sind wenigstens zwei diese auseinanderdrueckende Kraftspeicherelemente (7.4) vorgesehen. Eine Positioniereinrichtung (7.5), welche einerseits zum Zusammenwirken mit dem vorderen Abschlussring (7.3.1) und andererseits mit der Steuereinrichtung (3) eingerichtet ist, fixiert jede der Steuerstellungen durch verrasten der Steuereinrichtung gegenueber dem Deckel. Die Luftkammer (7.1) ist durch eine Verbindungsleitung (8) mit einem die Druckluft fuehrenden Raum (9) verbunden und von diesem mit Druckluft fuellbar oder entleerbar, wobei die Druckluft ein Umsteuern waehrend des Vorwaerts- bzw. des Rueckwaertslaufes verhindert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verriegelung der Steuereinrichtung einer pressluftgetriebenen Rammeinrichtung fuer deren Steuerpositionen Vorwaertslauf bzw. Rueckwaertslauf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Rammeinrichtung mit einem Vorwaertslauf und / oder einen Rueckwaertslauf, insbesondere zur Durchfuehrung des Verfahrens nach Anspruch 1 nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

STAND DER TECHNIK

[0002] Die Steuereinrichtung einer pressluftgetriebenen Rammbohreinrichtung weist bei einem Geraet des Standes der Technik [DE 38 07 831 - SCHMIDT] eine Dreh-Zug-Umsteuerung auf, die eine feststehende Steuerhuelse {24} aufweist, in welcher ein axial feststehendes Lagerrohr {14} mittels radialen Stegen {23} abgestuetzt ist, wobei in diesem ein mehrteiliges, vorzugsweise zweiteiliges Steuerrohr {16, 19} [Fig. 6], welches an seinem aeusseren Ende einen Druckluftschlauch traegt, von einer in eine Nut radial eingreifenden Sicherungsklammer {56} gehalten, ebenfalls axial unverschieblich sitzt. Bei einem zweiteiligen Steuerrohr {16, 19} weist dessen vorderes Steuerrohr-Teilstueck {19} an seinem der axial feststehenden Steuerhuelse {24} abgekehrten Ende eine nutfoermige Axialausnehmung {31} auf, in die eine einzelne Mitnehmernase {32}, welche auf dem hinteren, axial verschiebbaren Steuerrohr-Teilstueck {16} angeordnet ist, axial einschiebbar eingreift. Das vordere Steuerrohr-Teilstueck {19} ist lediglich drehbar, wogegen das hintere Steuerrohr-Teilstueck {16} zur Umsteuerung der Schlagrichtung drehbar und axialverschiebbar ist. Dieses hintere Steuerrohr-Teilstueck {16} ist ebenfalls im feststehenden Lagerrohr {14} gelagert und grenzt mit diesem einen Druckraum {34} ein, welcher axial anschliessend an das die Mitnehmernase{ 32} aufweisende (vordere) Ende angeordnet ist. An diesen in axialer Richtung anschliessend ist eine von dem im Druckraum herrschenden Druck beaufschlagte, zwei Stellungen aufweisende Arretiervorrichtung {35} vorgesehen. Dabei kann der Druck im Druckraum {34} von einer Feder {33}, durch Druckluft oder durch beide aufgebracht werden. Zur Durchfuehrung der Umsteuerung muss diese Arretiervorrichtung {35} gegen den im Druckraum {34} aufgebrachten Druck entriegelt werden. Diese zwei Stellungen der Arretiervorrichtung {35} definieren zwei axiale Stellungen des hinteren Steuerrohr-Teilstueckes {16}, die ihrerseits den beiden Umschaltstellungen des durch die Steuerhuelse {24} und das vordere Steuerrohr-Teilstueck {19} gebildeten Drehschiebers fuer den Vorwaertslauf bzw. den Rueckwaertslauf der Rammbohreinrichtung entsprechen. Die Arretiervorrichtung {35} weist im wesentlichen einen mit dem hinteren Steuerrohr-Teilstueck {16} durch eine Schluesselflaeche {36} drehfest verbundenen Arretierring {39} auf, welcher zwei unterschiedlich lange, axial erstreckte Nasen {37,38} besitzt. Diese Nasen {37,38} greifen in jeweils zwei der vier korrespondierenden Ausnehmungen {44, 45} der rueckwaertigen Stirnflaeche {40} des Lagerrohres {14} ein. Durch die unterschiedliche Laenge dieser Nasen {37,38} werden die beiden Schaltstellungen der Arretiervorrichtung {35} erreicht.

[0003] Zur Umsteuerung der Rammbohreinrichtung von Vorwaertslauf auf Rueckwaertslauf wird das zwerteilige Steuerrohr {15; 16, 19}, nach dem durch axialen Zug am Druckluftschlauch erfolgenden Entriegelns des hinteren Steuerrohr-Teilstueckes {16}, durch Drehen an diesem um etwa 90^o entweder in die erste Schaltstellung, korrespondierend mit einem von der ersten Aussenkante {48} gebildeten ersten Anschlag oder in die zweite Schaltstellung, korrespondierend mit einem von der zweiten Aussenkante {47} einer Aussparung {46} im Lagerrohr {14} gebildeten Anschlag gedreht und damit die Drehschiebersteuerung umgestellt. Mit dieser Dreh-Zug-Umsteuerung kann waehrend des Betriebes, d.h. unter der Last der Druckluft, umgesteuert werden.

NACHTEILE DES STANDES DER TECHNIK

[0004] Bei dieser Vorrichtung ist sehr nachteilig, dass eine sehr komplizierte Steuereinrichtung, welche einen aus mehreren Einzelteilen bestehenden Drehschieber und eine aus mehreren, komplizierte Formen und Passflaechen aufseisenden Einzelteilen bestehende Arretier- und Drehschieber-Betaetigungsvorrichtung aufweist. Eine solche hochkomplizierte Steuereinrichtung ist nicht nur sehr teuer in der Herstellung, sondern, was wesentlich gravierender ist, auesserst stoeranfaellig und insbesondere im rauhen Baustellenbetrieb sehr verschmutzungsgefaehrdet. Damit sind haeufigere Ausfaelle der Rammbohreinrichtung, Reparaturkosten und Kosten fuer Ersatzgeraete oder Stillstandszeiten die Folge. Dies verteuert den Einsatz des Geraetes insgesamt betraechtlich. Darueberhinaus kann es bei dieser Vorrichtung vorkommen, dass bei nicht voller 90^o-Drehung die der Drehschieber und damit die ganze Steuervorrichtung eine undefinierte und betriebsunfaehige Stellung einnimmt. Bei einem allfaelligen spaeteren Einrasten kann zufaelligerweise entweder der Vorwaertslauf oder der Rueckwaertslauf eingeschaltet werden. Die Steuerstellung ist also von einem exakten Bedienen des Geraetes abhaengig, was durch die oft sehr langen Bohrloecher, den grossen axialen Reibungswiderstand des fuer das Umschalten benutzten und auf dem Erdreich nachgeschleppten Druckluftschlauchs, sowie dessen Torsionsweichheit bei der Uebertragung der Drehbewegung von einem Ende des Bohrloches zum anderen Ende besonders erschwert und teilweise verunmoeglicht wird. Ausserdem kann ein ungewolltes Umsteuern dann erfolgen, wenn das Bohrloch hinter der Rammbohreinrichtung zusammenfaellt, wodurch die auftretende Mantelreibung zwischen Erdreich und Druckluftschlauch zu Zugkraeften am Druckluftschlauch fuehrt, die den Druckluftschlauch nach hinten ziehen und dadurch die Arretierung loesen.

ZIEL DER ERFINDUNG

[0005] Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine Steuervorrichtung fuer ein Rammbohrgeraet zu schaffen, welche die Nachteile der Geraete des Standes der Technik vermeidet sowie insbesondere gegenueber den bekannten Geraeten sehr einfach aufgebaut ist und wenig stoeranfaellige Bauteile aufweist, wobei die Umsteuerung von Vorwaerts- auf Rueckwaertslauf allein durch Drehen am Druckluftschlauch erfolgt und damit im wesentlichen von der von der Laenge des Bohrloches und an sich sehr erheblichen axialen Reibungskraft, welche den axialen Zug am Druckluftschlauch zur Entriegelung und Umsteuerung, der bzw. die insbesondere am Ende des Bohrloches erforderlich ist, unabhaengig ist. Auch soll die Steuereinrichtung sogar bei zusammengebrochenem Bohrloch noch sicher verrastet bleiben. Darueberhinaus soll die Steuervorrichtung auch bei einem Zusammenbruch des Bohrloches und den dabei am Druckluftschlauch auftretenden sehr grossen axialen Zugkraeften nicht entriegelt und damit umgesteuert oder in einen undefinierten Betriebszustand gelangen, der eine manuelle Bergung der Rammbohreinrichtung erforderlich macht oder diese sogar noch behindert. Weiters soll die Rammbohreinrichtung mit einer Daempfung versehen sein, welche auch bei hohen Betriebsdruecken der Druckluft wirksam wird oder diese verbessert. Dies im Gegensatz zu Daempfungseinrichtungen des Standes der Technik, bei welchen mit steigendem Betriebsdruck die Daempfung schlechter wird.

ERFINDUNG

[0006] Dieses Ziel laesst sich erreichen, wenn erfindungsgemaess ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 vorgesehen werden. Darueberhinaus kann eine Vorrichtung die Kombination der Merkmale der Ansprueche 3 bis 16 aufweisen.

VERFAHREN

[0007] Beim Verfahren zur Umsteuerung einer pressluftgetriebenen Rammeinrichtung fuer deren Steuerpositionen Vorwaertslauf bzw. Rueckwaertslauf im Erdreich, wobei ein Schlagkolben innerhalb der Rammeinrichtung jeweils Vorlauf- und Ruecklaufbewegungen ausfuehrt und eine Steuereinrichtung im Zusammenwirken mit dem Schlagkolben alle diese Bewegungen steuert, wird die Umsteuerung durch eine Drehung der Steuereinrichtung gegen eine erste vorgebbare Kraft bei abgeschalteter Betriebsdruckluft vorgenommen, anschliessend erfolgt eine exakte Positionierung der Steuereinrichtung zufolge dieser Kraft und unabhaengig von der Drehbewegung und eine folgende Verriegelung der Steuereinrichtung in den einzelnen Steuerpositionen erfolgt durch eine von der ersten Kraft bezueglich der Wirksamkeit im wesentlichen unabhaengige zweite, ebenfalls durch konstruktive Massnahmen und Betriebsdaten vorgebbare Kraft, welche auch die Daempfung der Vibrations-Weiterleitung vom Rammengehaeuse an die Steuereinrichtung vornimmt und dadurch ein Umsteuern der Rammeinrichtung waehrend der Beaufschlagung mit Betriebs-Pressluft zuverlaessig verhindert.

[0008] Bei einer Umsteuerung der Rammeinrichtung von Vorwaertslauf auf Rueckwaertslauf wird der Druckluftschlauch gedreht, wobei die Druckluft unterbrochen wird. Nach der Ausfuehrung der Drehbewegung wird wieder die Druckluft zugeschaltet und dadurch die Schaltstellung, welche jetzt die fuer den Rueckwaertslauf der Rammbohreinrichtung ist, verriegelt.

VORRICHTUNG

[0009] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausfuehrungsbeispielen anhand der Zeichnung. In dieser zeigt die

Fig. 1 eine Rammbohreinrichtung im Laengsschnitt [ohne Drehbregrenzer];

Fig. 2 ein Detail der Steuervorrichtung im Laengsschnitt [ohne Drehbegrenzer];

Fig. 3 eine erste Variante einer Stirnverzahnung;

Fig. 4 eine zweite Variante einer Stirnverzahnung;

Fig. 5 eine dritte Variante einer Stirnverzahnung,

Fig. 6 einen Laengsschnitt durch die Steuereinrichtung im Bereich des Drehbegrenzers,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Steuereinrichtung im Bereich des Drehbegrenzers.

[0010] Eine Rammeinrichtung weist ein Rammengehaeuse 1 auf, in dem ein teilweise rohrfoermiger Schlagkolben 2 laengsverschiebbar angeordnet ist. Zwischen diesem und dem Gehaeuse 1 befindet sich entlang dem Mantel des Schlagkolbens ein Ringraum 2.1, durch welchen Luft zur Schlagkolbenspitze 2.2 stroemen kann. Ein Ende des Rammengehaeuses 1 ist mit einem entfernbaren Deckel 4 verschlossen, in welchem eine Steuereinrichtung 3 sitzt, wobei deren ein [aeusseres] Ende 3.2 nach aussen ragt und einen Schlauchanschluss 5 fuer einen Druckluftschlauch zur Druckluftzuleitung aufweist. Ein anderes [inneres] Ende 3.3 ragt in den hinteren Bereich 2.3 des Schlagkolbens 2 und gleitet entlang seiner Innenmantelflaeche 2.4. Dieses innere Ende 3.3 der Steuereinrichtung 3 weist Steuerkanten 3.4 bzw. 3.5 und Steuerkanaele, beispielsweise wie in der DE 38 00 408 - TERRA dargestellt, auf, welche mit entsprechenden Steueroeffnungen 3.6 des Schlagkolbens zusammenwirken und dessen Vorlauf- bzw. dessen Ruecklaufbewegung im Rammengehaeuse 1 steuern. Die Steuereinrichtung 3, welche im wesentlichen einteilig ausgebildet ist, weist eine sich ueber ihre gesamte Laenge erstreckende zentrale Bohrung 9 auf, welche am aeusseren Ende 3.2 der Steuereinrichtung 3 im Schlauchanschluss 5 muendet. Im Bereich ihres aeusseren Endes 3.2 ist sie mit einer im Deckel 4 angeordneten Feststell- und Daempfungseinrichtung 7 verbunden.

[0011] Die Feststell- und Daempfungseinrichtung 7 weist eine in ihrer Groesse veraenderliche Luftkammer 7.1 auf, welche im wesentlichen achsparallel zur Steuereinrichtung 3 angeordnet ist. Die Luftkammer 7.1 besitzt Stirnwaende 7.2, 7.3, welche gegeneinander axial verschiebbar sind, wobei eine erste Stirnwand 7.2 mit der Steuereinrichtung 3 und eine zweite Stirnwand 7.3 mit dem Deckel 4 oder dem Rammengehaeuse 1 verbunden ist. Die erste Stirnwand 7.2 ist im wesentlichen Teil eines mit der Steuereinrichtung 3 fest und justierbar sowie loesbar verbundenen hinteren Abschlussringes 7.2.1. An ihrer Umfangsseite liegt sie mit einem Dichtungselement 7.6 herkoemmlicher Art, beispielsweise einem O-Ring, an einer zylinderartigen Innenflaeche 4.1 des Deckels 4 an und kann entlang diesem von der Steuereinrichtung 3 verschoben werden. Die zweite Stirnwand 7.3 der Luftkammer 7.1 ist von einen mit dem Deckel 4 fest verbundenen und benachbart zu dieser zylinderartigen Innenflache 4.1 und gegen den hinteren Abschlussring 7.2.1 relativ verschiebbaren vorderen Abschlussring 7.3.1 gebildet. Als andere axiale Wand der Luftkammer 7.1 ist ein Bereich der aeusseren Mantelflaeche 3.1 der Steuereinrichtung 3 herangezogen. Zwischen diesen Stirnwaenden 7.2 bzw. 7.3 sitzt wenigstens ein diese auseinanderdrueckendes Kraftspeicherelement 7.4. Eine Ausfuehrungsform eines solchen Kraftspeicherelementes ist eine Schraubenfeder. Es kann aber auch ein anderes federelastisches Element verwendet werden. Die Luftkammer 7.1 ist durch eine Verbindungsleitung 8 mit einem die Druckluft fuehrenden Raum 9, welcher im vorliegenden Fall eine zentrale Bohrung 9 in der Steuereinrichtung 3 ist, verbunden und von diesem mit Druckluft fuellbar bzw. entleerbar. Ist diese Verbindungsleitung 8 als eine Verbindungsbohrung 8.1 ausgebildet, dann kann mit ihrer Abmessung die Ansprechzeit der Verriegelungsfunktion beeinflusst und definiert werden. Die Schraubenfeder oder das federelastische Element bringt dabei die Positionierkraft fuer eine Positioniereinrichtung 7.5 und die Druckluft in der Luftkammer 7.1 bringt die Verriegelungskraft auf. Ausserdem wirkt diese Druckluft als ein Daempfungselement, welches die meist sehr harten Schlaege des Rammengehaeuses 1 gleichmaessig und nicht mit einer vom Schwingunsweg der Steuereinrichtung 3 gegenueber dem Deckel 4 abhaengigen Kraft daempft und die Schlaege somit nicht an die Steuereinrichtung 3 weitergeleitet werden. Dabei wird die Daempfung mit steigendem Betriebsdruck der Druckluft besser. Dies im Gegensatz zu einer Daempfungseinrichtung mit federelastischen Daempfungselementen nach dem Stand der Technik.

[0012] Eine Positioniereinrichtung 7.5 ist zum Zusammenwirken von Steuereinrichtung 3 und Feststell- und Daempfungseinrichtung 7 vorgesehen. Diese Positioniereinrichtung 7.5 weist einerseits einen am vorderen Abschlussring 7.3.1 und andererseits einen mit der Steuereinrichtung 3 verbundenen und als Gegenstueck zum Rastring 7.5.3 ausgebildeten, mit der Steuereinrichtung 3 verbundenen, Rastflansch 7.5.4 auf, wobei beide satt aneinander anliegen koennen. Ihre Anlageflaechen sind je als eine zueinander gegengleiche normale oder wellenfoermige Stirnverzahnung (7.5.2) ausgebildet. Es kann aber auch eine spezielle Stirnverzahnung vorgesehen werden [Fig. 5], welche im wesentlichen ebene Flankenflaechen aufweist, deren Kopfkanten, abgerundet sind, um den Umsteuervorgang zu erleichtern. Bei jeder dieser Stirnverzahungsformen ist jede der Flanken sowohl auf dem Rastring 7.5.3 als auch auf dem Rastflansch 7.5.4 in einem Zentriwinkel-Bereich von 10 - 45^o, vorzugsweise in einem Bereich von 20 - 25^o, angeordnet. D.h. eine Flanke erstreckt sich in einem Winkelbereich von 10 - 45 bzw. 20 - 25 Grad. Die Flanken innerhalb jedes Flankenpaares bei jeder der Stirnverzahnungen (7.5.1 bzw. 7.5.2) koennen dabei einen gleichen oder unterschiedlichen Absolutwert der Flankensteigung aufweisen, wobei natuerlich korrespondierende Flanken des Rastringes 7.5.3 bzw. des Rastflansches 7.5.4 eine einander entsprechende Steigung aufweisen muessen.

[0013] Die Positioniereinrichtung 7.5 kann in einer Ausfuehrungsvariante der Erfindung einen Drehbegrenzer 11 aufweisen, wobei dieser eine Nut 11.1 enthaelt, welche am geometrischen Mantel des Rastflansches angeordnet ist, und in welche ein Stift 11.2 eingreift, der aus der zweiten Stirnflaeche 7.3 oberhalb des Rastringes 7.5.3 ragt. Die Nut 11.1 erstreckt sich ueber einen Winkelbereich des Umfanges, welcher etwas groesser als eine Vierteldrehung, vorzugsweise 110^o, ist, sodass bei der fuer die Rammenumsteuerung noetigen Drehung der Steuervorrichtung durch Drehung am Druckluftschlauch die neue Steuerstellung zunaechst um einen kleinen Betrag ueberfahren werden kann.

WIRKUNGSWEISE

POSITIONIERFUNKTION

[0014] In einer Steuerstellung, angenommen dem Vorwaertslauf der Rammeinrichtung, ist die Steuereinrichtung 3 in einer ersten Position der Positioniereinrichtung 7.5 zufolge der Kraft der Feder 7.4 in der Luftkammer 7.1 eingerastet. Die Druckluft gelangt einerseits durch die zentrale Bohrung 9 zur Steuereinrichtung 3 und treibt damit den Schlagkolben und andererseits durch die Verbindungsbohrung 8.1 in die Luftkammer 7.1 und haelt die Steuereinrichtung 3 in verriegeltem Zustand.

[0015] Bei einer Umsteuerung der Rammeinrichtung von Vorwaertslauf auf Rueckwaertslauf wird der Druckluftschlauch gedreht, beispielsweise um ca. 90^o, wobei die Druckluft durch einen Absperrhahn, welcher sich am baugrubenseitigen Ende des Druckluftschlauches befindet, unterbrochen wird. Dieser Absperrhahn ist vorzugsweise ein Dreiweghahn, der die Zufuhr weiterer Druckluft unterbricht und gleichzeitig den Austritt der im Schlauch befindlichen Druckluft ermoeglicht. Dadurch wird die umsteuernde Drehung der Steuereinrichtung 3 nur gegen die Kraft der Feder 7.4 vorgenommen werden. Die Kraft ist zufolge des kleinen Verschiebungsweges praktisch konstant und konstruktiv so waehlbar, dass eine optimale Einstellung und Bedienbarkeit unter allen Betriebsumsataenden gewaehrleistet werden kann. Insbesondere kann diese konstruktive Abstimmung zur Erreichung bester Bedienbarkeit in Zusammenwirken mit dem Flankenwinkel und der Form der Stirnverzahnung vorgenommen werden. Nach der Ausfuehrung der Drehbewegung wird wieder die Druckluft zugeschaltet und dadurch die Schaltstellung, welche jetzt die fuer den Rueckwaertslauf der Rammbohreinrichtung ist, festgestellt.

[0016] Weist die Positioniereinrichtung 7.5 einen Drehbegrenzer 11 auf, dann ist die Druchfuehrung der Drehbewegung einfacher, weil dann nur bis zum Begrenzer gedreht zu werden braucht und nicht darauf geachtet werden muss, wann die Positioniereinrichtung 7.5 einrastet. Dies ist besonders bei dem rauhen Baustellenbetrieb von wesentlichem Vorteil.

DAEMPFUNGSFUNKTION

[0017] Durch die Schlaege des Schlagkolbens 2 gegen das Rammengehaeuse 1 und dessen Verbindung mit der im Deckel 4 immer mit einem fuer die Drehbewegung zur Umsteuerung erforderlichen Spiel sitzenden Steuereinrichtung 3 wird diese in Schwingungen versetzt. Solche Schwingungen koennen insbesondere in die Naehe der Resonanzbereiche zu liegen kommen und dann, meist an der Steuereinrichtung, zu Bruchschaeden fuehren. Einerseits werden zufolge dem Betriebsdruck in der Luftkammer 7.1 die beiden Rastelemente, naemlich der Rastring und der Rastflansch 7.5.1 bzw. 7.5.2, der Positioniereinrichtung 7.5 spielfrei aneinander gepresst, sodass die zufolge des oben erwaehnten, bei Geraeten des Standes der Technik immer vorhandenen, Axialspiels Schwingungen beim Erfindungsgegenstand durch das Fehlen dieses Axialspiels gar nicht auftreten koennen. Andererseits weist die Luftkammer als Daempfungselement mit der Druckluft als Daempfungsmedium einen praktisch von einer eventuellen Schwingungsamplitude zufolge der Groessenverhaeltnisse konstanten Federkennwert auf. Dies im Gegensatz zu herkoemmlichen federelastischen Daempfungselementen. Dadurch wird aber eine Schwingung amplitudenunabhaengig gedaempft. Ausserdem ist diese Daempfungskraft durch eine Aenderung des Betriebsdruckes auch waehrend des Betriebes an temporaere Verhaeltnisse jederzeit leicht anpassbar.

[0018] Eine andere Variante [nicht dargestellt in den Figuren] einer Feststell- und Daempfungseinrichtung 7 weist wenigstens eine, ebenfalls in ihrer Groesse veraenderliche Luftkammer 7.1 auf, welche ebenfalls im wesentlichen achsparallel zur Steuereinrichtung 3, jedoch nicht koaxial, angeordnet ist. Vorzugsweise werden zwei oder mehrere solcher Luftkammern vorgesehen. Ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise entspricht im wesentlichen dem der koaxialen Luftkammer. Auch die Verbindung mit einer Positioniereinrichtung (7.5), welche einerseits zum Zusammenwirken mit einem dem vorderen Abschlussring (7.3.1) entsprechenden Bauteil und andererseits mit der Steuereinrichtung (3) eingerichtet ist und jede der Steuerstellungen durch verrasten der Steuereinrichtung gegenueber dem Deckel fixiert, entspricht funktionell der oben beschriebenen ersten Variante.

[0019] Zur Daempfung der Vibrations-Weiterleitung vom Rammengehaeuse (1) zur Steuereinrichtung (3) wird als Kraftspeicherelement bzw. als Daempfungselement die Druckluft in wenigstens einer der Luftkammern (7.1) vorgesehen bzw. verwendet und diese Luftkammern ebenso wie die Verbindungsbohrung bezueglich ihrer Abmessungen auf diese Funktion abgestimmt.

[0020] Der Vorteil einer solchen mehrfachen Luftkammer liegt in der Erhoehung der Sicherheit beim Betrieb, weil bei ev. Ausfall einer Luftkammer durch Verschmutzung etc. immer noch die Betriebssicherheit durch die anderen Luftkammern sichergestellt wird.

VORTEILE

[0021] Eine solche von einer progressiven Federweg, d.h. vom Schwingungsweg / der Schwingungsamplitude unabhaengigen Daempfungseinrichtung ist besonders vorteilhaft, weil dadurch die Daempfung der Steuereinrichtung gegenueber dem Rammengehaeuse um Groessenordnungen verbessert wird. Dies hat zur Folge, dass die Steuerkanten der Steuereinrichtung geometrisch immer am richtigen Ort liegen, also die Steuerung der Schlagkolbenbewegung wesentlich exakter vorgenommen werden kann. Dies bedingt eine wesentliche Verminderung der Resonanzzustaende der Rammbohreinrichtung bzw. der Steuereinrichtung. dadurch geht die Steuereinrichtung wesentlich weniger zu Bruch als mit anderen Daempfungseinrichtungen.

[0022] Solche Schwingungen der Steuereinrichtung gegenueber dem Rammengehaeuse koennen nur gedaempft und nicht grundsaetzlich ausgeschaltet werden, da die Steuereinrichtung wegen der erforderlichen Drehung fuer die Umschaltung von einer Steuerstellung in eine andere immer ein geringes axiales Spiel aufweist. Dieses bewegt sich i.a. in der Groessenordnung von 0,1 mm. dies genuegt aber, um enorme Schlakraftspitzen zufolge der ungedaempftem Schwingungen auftreten zu lassen. Mit der anmeldungsgemaessen Schwingungsdaempfung werden diese Schwingungskraefte drastisch reduziert.

[0023] Ausserdem wird die Daempfung umsobesser, je hoeher der Betreibsdruck der fuer die Daempfung verwendeten Druckluft ist. Damit kann man bei Verwendung der Betriebsdruckluft fuer die Daempfung einerseits mit der Erhoehung des Druckes derselben eine hoehere Maschinenleistung und andererseits eine Verbesserung der Daempfung erreichen. Dies im Gegensatz zu den Geraeten des Standes der Technik, bei welchen man immer eine hoehere Geraeteleistung mit einer hoeheren Schwingungsbeanspruchung und damit meist frueherem Bruch eines Geraeteteiles, i.a. der Steuereinrichtung, erkaufte.

[0024] Ein weiterer Vorteil entsteht dadurch, dass bei der Aufbringung der Verriegelungskraft durch Druckluft diese Verriegelungskraft beim Abschalten der Druckluftzufuhr, also beim Umsteuervorgang wegfaellt, somit ein mueheloses Umschalten des Geraetes moeglich wird, da nur gegen die Rastkraft der Feder die Drehung ausgefuehrt und nicht auch noch die Verriegelungskraft ueberwunden werden muss. Dies ermoeglicht eine sehr hohe Verriegelungskraft, welche auch bei einem zusammengebrochenen Bohrloch nicht zu einem Umsteuern der Rammbohreinrichtung oder zu einer undefinierten Steuerstellung und somit dem Verharren der Rammbohreinrichtung im Bohrloch fuehrt. Damit werden auch zeitaufwendige und teure Bergungsarbeiten fuer eine im Bohrloch steckengebliebene Rammbohreinrichtung vermieden.

BEZUGSZEICHEN

[0025] 

1

Rammengehaeuse

2

Schlagkolben

2.1

Ringraum

2.2

Schlagkolbenspitze

2.3

hinterer Bereich des Schlagkolbens

2.4

Innenmantelflaeche des Schlagkolbens

3

Steuereinrichtung

3.1

aeussere Mantelflaeche der Steuereinrichtung

3.2

aeusseres Ende der Steuereinrichtung

3.3

inneres Ende der Steuereinrichtung

3.4

1. Satz Steuerkanten

3.5

2. Satz Steuerkanten

3.6

Steueroeffnungen des Schlagkolbens

4

Deckel

4.1

zylinderartige Innenflaeche/Wand des Deckels

5

Schlauchanschluss

6

Luftzufuhrschlauch

7

Feststell- und Daempfungseinrichtung

7.1

Luftkammer / Feststell- und Daempfungselement

7.2

erste Stirnwand

7.2.1

hinterer Abschlussring

7.3

zweite Stirnwand

7.3.1

vorderer Abschlussring

7.4

Kraftspeicherelement, Feder

7.5

Positioniereinrichtung

7.5.1

Stirnverzahnung

7.5.2

wellenfoermige Stirnverzahnung

7.5.3

Rastring

7.5.4

Rastflansch

7.6

Dichtungselement / O-Ring

8

Verbindungsleitung

8.1

Verbindungsbohrung

9

Druckluft fuehrenden Raum / zentrale Bohrung

11

Drehbegrenzer

11.1

Nut

11.2

Stift

Ansprüche

1. Verfahren zur Umsteuerung einer pressluftgetriebenen Rammeinrichtung fuer deren Steuerpositionen Vorwaertslauf bzw. Rueckwaertslauf im Erdreich, wobei ein Schlagkolben innerhalb der Rammeinrichtung jeweils Vorlauf- und Ruecklaufbewegungen ausfuehrt und eine Steuereinrichtung im Zusammenwirken mit dem Schlagkolben alle diese Bewegungen steuert, dadurch gekennzeichnet, dass zur Umsteuerung eine Drehung gegen eine relativ geringe Rastkraft vorgenommen wird und die Kraft der Betriebs-Pressluft zur Verriegelung der Steuereinrichtung in den einzelnen Steuerpositionen und zur Daempfung der Vibrations-Weiterleitung von einem Rammengehaeuse an die Steuereinrichtung verwendet wird, wodurch ein Umsteuern der Rammeinrichtung waehrend der Beaufschlagung mit Betriebs-Pressluft zuverlaessig verhindert wird.

2. Rammeinrichtung mit einem Vorwaertslauf und / oder einen Rueckwaertslauf, insbesondere zur Durchfuehrung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem einen Schlagkopf aufweisenden Rammengehaeuse (1), in welchem ein Schlagkolben (2) durch Druckluft axial hin- und herbewegbar ist, wobei eine Steuereinrichtung (3) die Druckluft so steuert, dass waehrend dem Vorwaertslauf der Rammeinrichtung der Schlagkolben (2) an der Vorderseite bzw. bei ihrem Rueckwaertslauf an der Rueckseite des Rammengehaeuses (1) aufschlaegt, wobei diese Steuereinrichtung (3) einerseits in den der Schlagkolbenspitze abgewandten Teil des Schlagkolbens (2) ragt und mit, die Steuerung von Vorlaufauf Ruecklaufbewegung des Schlagkolbens (2) bewirkenden, Steueroeffnungen im Schlagkolben (2) zusammenwirkt, und andererseits in einem das Rammengehaeuse (1) abschliessenden Deckel (4) verschiebbar sitzt, sowie mit einem durch diesen Deckel (4) hindurchgefuehrten Schlauchanschluss (5) zur Verbindung mit einem Luftzufuhrschlauch (6) verbunden ist und dass eine Feststelleinrichtung (7) fuer die Steuereinrichtung (3) vorgesehen ist, welche diese relativ zum Deckel (4) in ihren einzelnen Schaltstellungen, welche durch Drehen am Luftzufuhrschlauch (6) eingestellt werden, zeitweilig fixiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (7) zugleich als Daempfungseinrichtung ausgebildet ist, wobei als Feststell- und Daempfungselement wenigstens eine in ihrer Groesse veraenderliche Luftkammer (7.1) vorgesehen und im wesentlichen achsparallel zur Steuereinrichtung (3) angeordnet ist, wobei die Luftkammer (7.1) stirnseitig von einem hinteren und einem vorderen Abschlussring (7.2.1 bzw. 7.3.1) begrenzt ist, welche gegeneinander axial verschiebbar sind, dass der hintere Abschlussring (7.2.1) mit der Steuereinrichtung (3) und der vordere Abschlussring (7.3.1) mit dem Deckel (4 ) oder dem Rammengehaeuse (1 ) verbindbar oder verbunden ist, dass als axiale Waende der Luftkammer (7.1) einerseits eine aeussere Mantelflaeche (3.1) der Steuereinrichtung (3) und andererseits eine zylinderartige Innenflaeche (4.1) des Deckels (4) vorgesehen sind, dass zwischen den Abschlussringen (7.2.1 bzw. 7.3.1) wenigstens zwei diese auseinanderdrueckende Kraftspeicherelemente (7.4) vorgesehen sind und dass ferner eine Positioniereinrichtung (7.5) vorgesehen ist, welche einerseits zum Zusammenwirken mit dem vorderen Abschlussring (7.3.1) und andererseits mit der Steuereinrichtung (3) eingerichtet ist, wobei die Luftkammer (7.1) durch eine Verbindungsleitung (8) mit einem die Druckluft fuehrenden Raum (9) verbunden und von diesem mit Druckluft fuellbar oder entleerbar ist, wobei die Druckluft ein Umsteuern waehrend des Vorwaerts- bzw. des Rueckwaertslaufes verhindert.

3. Rammeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkammer (7.1) koaxial zur Steuereinrichtung (3) im Bereich des Deckels (4) angeordnet ist.

4. Rammeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkammer (7.1) in wenigstens zwei Exemplaren im Bereich des Deckels (4) angeordnet ist.

5. Rammeinrichtung nach einem der Ansprueche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Postioniereinrichtung (7.5) aus je einem mit der Steuereinrichtung (3) verbundenen Rastflansch (7.5.4) und einem am vorderen Abschlussring (7.3.1) sitzenden Rastring (7.5.3) besteht, wobei Rastring und Rastflansch je als Gegenstueck zueinander ausgebildet sind und an ihren Anlageflaechen je eine zueinander gegengleiche Stirnverzahnung (7.5.2) tragen.

6. Rammeinrichtung nach einem der Ansprueche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (7.5) aus je einem mit der Steuereinrichtung (3) verbundenen Rastflansch (7.5.4) und einem Rastring (7.5.3), welcher am vorderen Abschlussring (7.3.1) der Luftkammer (7.1) angeordnet ist, besteht, wobei diese je als Gegenstueck zueinander ausgebildet sind und an ihren Anlageflaechen je eine zueinander gegengleiche wellenfoermige Stirnverzahnung (7.5.2) tragen.

7. Rammeinrichtung nach einem der Ansprueche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Flanken der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) in einem Zentriwinkel-Bereich von 10 bis 45^o angeordnet ist.

8. Rammeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken jedes Flankenpaares der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) einen gleichen Absolutwert der Flankensteigung aufweisen.

9. Rammeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken jedes Flankenpaares der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) einen unterschiedlichen Absolutwert der Flankensteigung aufweisen.

10. Rammeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfkanten der Stirnverzahnung (7.5.1) abgerundet sind.

11. Rammeinrichtung nach einem der Ansprueche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (8) als wenigstens eine Verbindungsbohrung (8.1) in der Steuereinrichtung (3) ausgebildet ist.

12. Rammeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Kraftspeicherlemente (7.4) wenigstens eine Schraubenfeder zur Festlegung des Verdrehwiderstandes im Zusammenwirken mit dem Flankenwinkel oder den Flankenwinkeln der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) ist.

13. Rammeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein anderes der Kraftspeicherlemente (7.4) Druckluft zur Festlegung der Verriegelungskraft im Zusammenwirken mit dem Flankenwinkel oder den Flankenwinkeln der Stirnverzahnung (7.5.1 bzw. 7.5.2) ist.

14. Rammeinrichtung nach einem der Ansprueche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Kraftspeicherelement zur Daempfung der Vibrations-Weiterleitung vom Rammengehaeuse (1) zur Steuereinrichtung (3) die Druckluft in wenigstens einer der Luftkammern (7.1) vorgesehen ist.

15. Rammeinrichtung nach einem der Ansprueche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (7.5) einen im Betrieb der Rammeinrichtung nicht belasteten Drehbegrenzer (11) aufweist, welcher eine Drehbewegung etwas groesser als eine Vierteldrehung, vorzugsweise 110^o, zulaesst, wobei dieser Drehbegrenzer waehrend des Vorwaertslaufes oder Rueckwaertslaufes entlastet ist und keine Haltefunktion ausuebt.

16. Rammeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Drehbegrenzer (11) eine Nut (11.1) aufweist, welche am geometrischen Mantel des Rastflansches (7.5.4) angeordnet ist und in die ein Stift (11.2) eingreift, der aus dem vorderen Abschlussring (7.3.1) oberhalb des Rastringes (7.5.3) ragt.

Zeichnung