EP0843760B1 - Ramme - Google Patents

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EP0843760B1
EP0843760B1 EP96929212A EP96929212A EP0843760B1 EP 0843760 B1 EP0843760 B1 EP 0843760B1 EP 96929212 A EP96929212 A EP 96929212A EP 96929212 A EP96929212 A EP 96929212A EP 0843760 B1 EP0843760 B1 EP 0843760B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pile driver
ram according
compressed air
cylinder
pressure
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96929212A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0843760A1 (de
Inventor
Winfried Scheid
Stefan Mewes
Eberhard Ranft
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld GmbH and Co
Original Assignee
Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld GmbH and Co filed Critical Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld GmbH and Co
Publication of EP0843760A1 publication Critical patent/EP0843760A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0843760B1 publication Critical patent/EP0843760B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • E02D7/26—Placing by using several means simultaneously

Definitions

  • the invention relates to a ram according to the preamble of claim 1.
  • the working gas supply device Means for supplying fuel and air to the work area.
  • rams are known in which a percussion piston is used e.g. B. using an outside of the guide cylinder arranged hydraulic cylinder is raised and then falls freely on the hammer.
  • Such soft working rams are used especially there where piles and the like are driven into softer ground or where there is a lot of noise, as it occurs in diesel bears, intolerable is.
  • a ram according to the preamble of claim 1 are further developed that their way of working between hard and soft Ramming is convertible.
  • the ram according to the invention can optionally from one of at least two working gas supply facilities are supplied with working gas under pressure, which lifts the percussion piston in the cylinder under expansion.
  • working gas supply device has a simple structure compared to a ram, so that with the invention over the simultaneous provision of two different types of rams significant savings will be obtained. You can too during operation and when ramming one and the same Pile or other pile driving material from one operating mode switch to the other. That way the different properties at different depths of the subsurface without retrofitting Simply take the ram into account.
  • DE-C-4 414 190 should also be mentioned, which concerns a diesel ram that can also work on the hydraulic principle.
  • the percussion piston first by opening a lower connection of the Servo valve assigned to the work area from the rest position accelerated out and then by opening one other servo valves with the majority of those in the compressed air reservoir contained compressed air. This is with a view to optimally lifting the percussion piston advantageous.
  • the desired is obtained in a simple manner Synchronization of the two servo valves, via which at axially spaced locations on the cylinder compressed air is fed to the ram.
  • a ram according to claim 12 can in the rest position of the servo valve from the servomotor of the upper Incoming feed valve assigned to the outflow Air is released into the ambient atmosphere, whereby at the same time it is ensured that none is under pressure standing gas from the working area of the ram to the servo valve flows back.
  • the ram shown in the drawing has one Cylinder 10, in the lower end of an impact piece 12 is tightly displaceable. This has an upper piston section 14, in its top face a fuel well 16 is formed. A medium one cylindrical intermediate section 18 of the striking piece 12 is guided in an opening 20 which is in a lower End plate 22 of the cylinder 10 is provided. The intermediate section 18 carries a plate-like Impact section 24 with a convexly curved lower end face.
  • a percussion piston 26 out of a lower piston section 28 and an upper piston section 30 and a middle Piston section 32 with a slightly reduced diameter having.
  • the lower face of the piston section 28 carries a flat elevation 34, which in the fuel well 16 can intervene.
  • the cylinder 10 is formed with a working slot 36, over which the ram in diesel mode air draws in or releases combustion gases.
  • a working slot 36 over which the ram in diesel mode air draws in or releases combustion gases.
  • injection units 38 and 40 respectively and only schematically represented injection units used.
  • Each of these injection units has one Actuating lever 42 or 44 with the peripheral surface of the percussion piston 26 cooperates.
  • nozzles of the injection units 38, 40 a fuel jet 46 or a fuel mist 48 from.
  • the fuel jet 46 is from the injection unit 38 provided under low pressure and is managed that he gets into the fuel well 16. Falling down of the percussion piston 26 is then in the fuel trough fuel present in the compression heated air atomized.
  • the fuel mist 48 is injected from the injection unit 40 released under high pressure and directly into the compressed hot air led.
  • high pressure injection sets thus the combustion based on the bottom dead center of the percussion piston earlier than with low-pressure injection. This results in a softer impact piston 26 hit on the striking piece 12.
  • low pressure injection gives ignition of the mixture only after the impact piston hits hard 26 on the striking piece 12.
  • the injection units 38 and 40 are easier to present for the sake of axially spaced locations of the Cylinder 10 shown. It is understood that they are in the Practice can also be offset in the circumferential direction (at same axial position) or in the axial direction and Circumferential direction can be offset. It goes without saying further that the injection units are also each made spatially separate pump units and nozzle units can exist, in which case one pump unit each several in the circumferential direction and / or axial direction can supply offset nozzle units.
  • the injection units 38, 40 are via solenoid valves 50, 52 connected to the outlet of a fuel pump 54.
  • the latter sucks diesel fuel from a storage tank 56 at.
  • the two injection units 38, 40 are optional can be activated in that the assigned to them Solenoid valves 50, 52 driven. This is done optionally through a control circuit 58 with a mode selector switch 60.
  • the control circuit 58 is connected to a third output terminal a further activation signal "a", which for Setting a compressed air operation of the ram serves as will now be described in more detail below.
  • the slide 70 is with the piston rod 72 of a servomotor 74 connected to the top of an end plate 76 of the compressed air reservoir 68 is placed.
  • a piston 78 is displaceable in the cylinder bore, which biased into the lower end position by a spring 80 is.
  • the working space of the Actuator 74 is adjustable via two series connected Throttles 82, 84 with the outlet of a servo valve 86 connected.
  • About the throttle 82 is one in the direction check valve 88 which opens to the servomotor, while the throttle 84 through a towards the servomotor blocking check valve 90 is bridged.
  • the throttle 84 thus throttles the servomotor 74 supplied working fluid, the throttle 82 when the pressure is released working fluid flowing out of the actuator 74, and by adjusting the throttle 84 you can open the speed of the slider 70, by adjusting the Throttle 82 adjust its closing speed.
  • a servomotor 94 of the servo valve 86 is via a 2/2 solenoid valve 96 with the interior of the compressed air reservoir 68 connectable, at one of the junction line 93 remote location, so that Pressurizing the actuator 94 regardless of dynamic effects at the mouth of the line 93 takes place.
  • the solenoid valve 96 is activated by the activation signal emitted by the control circuit 58 "a".
  • the servomotor 94 searches for the working position of the servo valve 86 set. In the opposite direction acts another servomotor 98 of the servo valve 86 and also a biasing spring connected in parallel to this 100.
  • the actuator 98 is adjustable Pressure regulator 102 connected to a feed line 104, in which a compressor 106 via check valve 108 promotes and which via a further line 110 is connected to the compressed air reservoir 68.
  • the working connection of the servo valve 86 is also via a working line 112, one towards Includes check valve 114 opening cylinder 10 with one in the bottom section of the work space 26 communicating port 116 of the cylinder connected.
  • the percussion piston 26 is seated the striking piece 12.
  • the compressor 106 delivers continuously Air in the compressed air reservoir 68.
  • At the beginning of the filling of the compressed air reservoir 68 is of a small cross section having actuator 98 and the bias spring 100 force exerted on the slide of the servo valve 86 is greater than the force generated by the actuator 94.
  • the servo valve 86 thus initially remains in that shown in FIG Resting position.
  • the distance by which the percussion piston 26 is raised is obviously depends on the prevailing in the pressure accumulator 68 Pressure, the latter in turn from the switching pressure of the Servo valves 86 from. This can be done via the adjustable Pressure regulator 102 can be set.
  • the servo valve 86 is below the predominant force of the servomotor 98 and the biasing spring 100 in that shown in the drawing Moved back to rest position. In this then the compressed air located under the piston 78 via the Throttle 82 and the check valve 90 to the environment be dismantled so that the slider 70 the connecting channels 66 closes again.
  • the selector switch 60 is in the hard ramming position according to the diesel principle, so instead of Injection unit 38 the injection unit 40 with fuel supplied since the solenoid valve 50 is now opened becomes.
  • the diesel cycle then runs in a similar way as above described for high pressure injection, with the only one Exception that the injection of the fuel in the fuel well 16 takes place and the ignition of the mixture after the impact piston 26 has opened the striking piece 12 takes place.
  • Ramming optionally in three different operating modes use to beat different intensity and generate different time profiles.
  • the switchover can also take place during operation the ram.
  • the compressed air operation the ram can also be used as a starting aid for the Initiate diesel operation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ramme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei derartigen bekannten Rammen weist die Arbeitsgas-versorgungseinrichtung Mittel zum Zuführen von Kraftstoff und Luft zum Arbeitsraum auf. Durch diese Mittel wird im Arbeitsraum ein zündfähiges Gemisch erzeugt, welches beim Herabfallen des Schlagkolbens gezündet wird.
Bei derartigen Dieselrammen kann man den Fallweg des Schlagkolbens über die Menge des eingespritzen Kraftstoffes einstellen. Die vom Schlagstück auf ein in das Erdreich einzurammendes Objekt ausgeübten Schläge sind insgesamt hart.
Es sind andere Rammen bekannt, bei denen ein Schlagkolben z. B. unter Verwendung eines außerhalb des Führungszylinders angeordneten Hydraulikzylinders angehoben wird und dann frei auf das Schlagstück fällt. Derartige weich arbeitende Rammen werden insbesondere dort verwendet, wo Pfähle und dergleichen in weicheren Untergrund eingetrieben werden müssen oder wo starke Geräuschentwicklung, wie sie bei Dieselbären auftritt, nicht tolerierbar ist.
Die Dieselrammen und die hydraulischen Rammen unterscheiden sich schon von ihrem Grundaufbau her stark. Will man an ein- und derselben Baustelle sowohl die Vorteile harten Rammens also auch die Vorteile weichen Rammens haben, so muß man beide Rammentypen bereitstellen. Dies bedeutet einen erheblichen Aufwand.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Ramme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß ihre Arbeitsweise zwischen hartem und weichem Rammen umstellbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Ramme mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Die erfindungsgemäße Ramme kann wahlweise von einer von mindestens zwei Arbeitsgas-Versorgungseinrichtungen her mit unter Druck stehendem Arbeitsgas versorgt werden, welches unter Expansion den Schlagkolben im Zylinder anhebt. Eine derartige Arbeitsgas-Versorgungseinrichtung hat verglichen mit einer Ramme einfachen Aufbau, so daß mit der Erfindung gegenüber der gleichzeitigen Bereitstellung von zwei unterschiedlichen Rammentypen erhebliche Einsparungen erhalten werden. Auch kann man im laufenden Betrieb und beim Einrammen ein- und desselben Pfahles oder sonstigen Rammmgutes von einer Betriebsart auf die andere umschalten. Auf diese Weise kann man den in unterschiedlicher Tiefe unterschiedlichen Eigenschaften des Untergrundes ohne Umrüstarbeiten an der Ramme einfach Rechnung tragen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Zum Stand der Technik ist noch die DE-C-4 414 190 zu nennen, die eine Dieselramme betrifft, die zusätzlich nach dem Hydraulikprinzip arbeiten kann.
Wählt man als eine der Arbeitsgas-Versorgungseinrichtungen einen Druckluftspeicher, so ist die bei ihrer Aktivierung eingestellte Arbeitsart der Ramme ein besonders weiches und schonendes Rammen. Eine derartige Arbeitsgas-Versorgungseinrichtung zusätzlich an einer Diesel-Ramme vorzusehen, bedingt nur wenige und preisgünstig realisierbare Maßnahmen. Ein zum Speisen des Druckluftspeichers benötigter Kompressor findet sich in der Regel sowieso auf Baustellen.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß sich der Druckluftspeicher unter geringer Drosselung der Luft schlagartig in den Zylinder der Ramme entleeren kann. Dies ist im Hinblick auf ein rasches und effektives Beschleunigen des Schlagkolbens von Vorteil.
Bildet man das zwischen dem Druckluftspeicher und dem Zylinder vorgesehene Servoventil gemäß Anspruch 4 aus, so hat man einerseits einen hohen Durchströmquerschnitt, andererseits trotzdem nur geringe Gesamtbiegebelastungen auf das Verschlußteil.
Bei einer Ramme gemäß Anspruch 5 wird der Schlagkolben zunächst durch Öffnen eines einem unteren Anschluß des Arbeitsraumes zugeordneten Servoventiles aus der Ruhestellung heraus beschleunigt und dann durch Öffnen eines weiteren Servoventiles mit der Hauptmenge der im Druckluftspeicher enthaltenen Druckluft beaufschlagt. Dies ist im Hinblick auf ein optimales Anheben des Schlagkolbens von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 erhält man auf einfache Weise die zeitliche Verzögerung des dem weiter oben liegenden Zylinderanschluß zugeordneten Servoventiles.
Bei einer Ramme gemäß Anspruch 7 kann das Abströmen von Druckmittel aus dem Stellmotor des Servoventiles unbehindert erfolgen, so daß dieses Servoventil nach der gewünschten Beschleunigung des Kolbens rasch wieder schließt.
Bei einer Ramme gemäß Anspruch 8 kann man das Schließen des vorgenannten Servoventiles in gezielter Weise verzögern, ohne daß dies auf seine Öffnungsbewegung einen Einfluß hätte.
Gemäß Anspruch 9 erhält man auf einfache Weise die gewünschte Synchronisierung der beiden Servoventile, über welche an axial beabstandeten Stellen des Zylinders der Ramme Druckluft zugeführt wird.
Bildet man das Hauptsteuer-Servoventil gemäß Anspruch 10 aus und beschaltet man es in der angegebenen Weise, so erhält man auf einfache Weise eine fluidische Kippsteuerung, welche ein zyklisches Arbeiten der Ramme im Druckluftbetrieb gewährleistet.
Dabei kann man gemäß Anspruch 11 dann die Fallhöhe des Schlagkolbens einstellen.
Bei einer Ramme gemäß Anspruch 12 kann in der Ruhestellung des Servoventiles die vom Stellmotor des der oberen Einspeisestelle zugeordneten Servoventiles abströmende Luft an die Umgebungsatmosphäre abgegeben werden, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, daß kein unter Druck stehendes Gas aus dem Arbeitesraum der Ramme zum Servoventil zurückströmt.
Bei einer Ramme gemäß Anspruch 14 kann man wahlweise eine Betriebsart "hartes Rammen nach dem Dieselprinzip" einstellen, bei welchem der Kraftstoff in eine Kraftstoffmulde eingespritzt wird, die in der Oberseite des Schlagstückes ausgebildet ist.
Bei einer Ramme gemäß Anspruch 15 kann man wahlweise eine Arbeitsweise "weiches Rammen nach dem Dieselprinzip" einstellen, in dem man die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzeinrichtung in Betrieb nimmt, welche unter hohem Druck zerstäubten Kraftstoff in den Arbeitsraum abgibt.
Bei einer Ramme gemäß Anspruch 16 ist zwangsweise sichergestellt, daß nur jeweils eine der Arbeitsgas-Versorgungseinrichtungen aktiviert ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur eine schematische Ansicht einer Ramme, welche mit Druckluft und nach zwei verschiedenen Dieselprinzipien betrieben werden kann, teilweise im Schnitt.
Die in der Zeichnung wiedergegebene Ramme hat einen Zylinder 10, in dessen unterem Ende ein Schlagstück 12 dicht verschiebbar ist. Dieses hat einen oberen Kolbenabschnitt 14, in dessen obenliegender Stirnfläche eine Kraftstoffmulde 16 ausgebildet ist. Ein mittlerer zylindrischer Zwischenabschnitt 18 des Schlagstückes 12 ist in einer Öffnung 20 geführt, die in einer unteren Stirnplatte 22 des Zylinders 10 vorgesehen ist. Der Zwischenabschnitt 18 trägt einen tellerähnlichen Schlagabschnitt 24 mit konvex gekrümmter unterer Stirnfläche.
Im oberen Abschnitt des Zylinders 10 ist ein Schlagkolben 26 geführt, der einen unteren Kolbenabschnitt 28 und einen oberen Kolbenabschnitt 30 sowie einen mittleren Kolbenabschnitt 32 mit etwas vermindertem Durchmesser aufweist. Die untere Stirnfläche des Kolbenabschnittes 28 trägt eine flache Erhebung 34, welche in die Kraftstoffmulde 16 eingreifen kann.
Der Zylinder 10 ist mit einem Arbeitsschlitz 36 ausgebildet, über welchen die Ramme im Dieselbetrieb Luft ansaugt bzw. Verbrennungsgase abgibt. In die Zylinderwand sind ferner zwei insgesamt mit 38 bzw. 40 bezeichnete und nur schematisch wiedergegebene Einspritzeinheiten eingesetzt. Jede dieser Einspritzeinheiten hat einen Betätigungshebel 42 bzw. 44, der mit der Umfangsfläche des Schlagkolbens 26 zusammenarbeitet. Nicht im einzelnen dargestellte Düsen der Einspritzeinheiten 38, 40 geben einen Kraftstoffstrahl 46 bzw. einen Kraftstoffnebel 48 ab.
Der Kraftstoffstrahl 46 wird von der Einspritzeinheit 38 unter niederem Druck bereitgestellt und wird so geführt, daß er in die Kraftstoffmulde 16 gelangt. Beim Herabfallen des Schlagkolbens 26 wird dann der in der Kraftstoffmulde befindliche Kraftstoff in die bei der Kompression erhitzte Luft zerstäubt.
Der Kraftstoffnebel 48 wird von der Einspritzeinheit 40 unter hohem Druck abgegeben und direkt in die verdichtete heiße Luft geführt. Bei der Hochdruckeinspritzung setzt somit die Verbrennung bezogen auf den unteren Totpunkt des Schlagkolbens früher ein als bei der Niederdruckeinspritzung. Dies resultiert in einem weicheren vom Schlagkolben 26 auf das Schlagstück 12 ausgeübten Schlag. Bei der Niederdruckeinspritzung erhält man dagegen ein Zünden des Gemisches erst nach dem härten Auftreffen des Schlagkolbens 26 auf das Schlagstück 12.
Die Einspritzeinheiten 38 und 40 sind der besseren Darstellbarkeit halber an axial beabstandeten Stellen des Zylinders 10 gezeigt. Es versteht sich, daß sie in der Praxis auch in Umfangsrichtung versetzt sein können (bei gleicher axialer Lage) oder auch in axialer Richtung und Umfangsrichtung versetzt sein können. Es versteht sich ferner, daß die Einspritzeinheiten auch jeweils aus räumlich getrennten Pumpeinheiten und Düseneinheiten bestehen können, wobei dann auch eine Pumpeinheit jeweils mehrere in Umfangsrichtung und/oder axialer Richtung versetzte Düseneinheiten versorgen kann.
Die Einspritzeinheiten 38, 40 sind über Magnetventile 50, 52 mit dem Ausgang einer Kraftstoffpumpe 54 verbunden. Letztere saugt Dieselkraftstoff aus einem Vorratstank 56 an.
Die beiden Einspritzeinheiten 38, 40 sind wahlweise dadurch aktivierbar, daß man das ihnen zugeordnete der Magnetventile 50, 52 ansteuert. Dies erfolgt wahlweise durch einen Steuerkreis 58 mit einem Betriebsarten-Wählschalter 60.
Der Steuerkreis 58 gibt an einer dritten Ausgangsklemme ein weiteres Aktivierungssignal "a" aus, welches zum Einstellen eines Druckluftbetriebes der Ramme dient, wie nachstehend nun genauer beschrieben wird.
An den Zylinder 10 ist an einen unteren Abschnitt des Arbeitsraumes 62, der durch die Zylinderinnenwand, das Schlagstück 12 und den Schlagkolben 26 begrenzt ist, ein Verbindungsteil 64 angeschlossen, welches eine Mehrzahl von Verbindungskanälen 66 aufweist. Diese führen ins Innere eines großen Druckluftspeichers 68. Die im Druckluftspeicher 68 liegende Stirnfläche des Verbindungsteiles 64 enthält durch die Enden der Verbindungskanäle 66 gebildete Steueröffnungen, welche mit der in Figur 1 links gelegenen Stirnfläche eines plattenförmigen Schiebers 70 zusammenarbeiten.
Der Schieber 70 ist mit der Kolbenstange 72 eines Stellmotors 74 verbunden, die auf der Oberseite einer Endplatte 76 des Druckluftspeichers 68 aufgesetzt ist. In seiner Zylinderbohrung ist ein Kolben 78 verschiebbar, welcher durch eine Feder 80 in die untere Endstellung vorgespannt ist.
Der durch die Kolbenunterseite begrenzte Arbeitsraum des Stellmotors 74 ist über zwei in Reihe geschaltete einstellbare Drosseln 82, 84 mit dem Auslaß eines Servoventiles 86 verbunden. Über die Drossel 82 ist ein in Richtung zum Stellmotor öffnendes Rückschlagventil 88 geschaltet, während die Drossel 84 durch ein in Richtung zum Stellmotor sperrendes Rückschlagventil 90 überbrückt ist. Auf diese Weise drosselt die Drossel 84 das dem Stellmotor 74 zugeführte Arbeitsfluid, die Drossel 82 das bei Druckentlastung vom Stellmotor 74 abströmende Arbeitsfluid, und durch Einstellung der Drossel 84 kann man die Öffnungsgeschwindigkeit des Schiebers 70, durch Einstellen der Drossel 82 seine Schließgeschwindigkeit einstellen.
In der in der Zeichnung wiedergegebenen Ruhestellung des Servoventiles 86 ist dessen Auslaß mit einer Entlastungsleitung 92 verbunden, welche auf Normaldruck steht. Ein zweiter Einlaß des Servoventiles 86 ist über eine Leitung 93 mit dem Inneren des Druckluftspeichers 68 verbunden.
Ein Stellmotor 94 des Servoventiles 86 ist über ein 2/2-Magnetventil 96 mit dem Inneren des Druckluftspeichers 68 verbindbar, und zwar an einer von der Anschlußstelle der Leitung 93 abgelegenen Stelle, so daß die Druckbeaufschlagung des Stellmotors 94 unabhängig von dynamischen Effekten an der Ausmündungsstelle der Leitung 93 erfolgt. Die Ansteuerung des Magnetventiles 96 erfolgt durch das von dem Steuerkreis 58 abgegebenen Aktivierungssignal "a".
Der Stellmotor 94 sucht die Arbeitstellung des Servoventiles 86 einzustellen. In entgegengesetzter Richtung wirkt ein weiterer Stellmotor 98 des Servoventiles 86 und ebenso eine parallel zu diesem geschaltete Vorspannfeder 100. Der Stellmotor 98 ist über einen einstellbaren Druckregler 102 mit einer Speiseleitung 104 verbunden, in welche ein Kompressor 106 über Rückschlagventil 108 fördert und welche über eine weitere Leitung 110 mit dem Druckluftspeicher 68 verbunden ist.
Der Arbeitsanschluß des Servoventiles 86 ist ferner über eine Arbeitsleitung 112, die ein in Richtung zum Zylinder 10 öffnendes Rückschlagventil 114 enthält, mit einer im mit dem untersten Abschnitt des Arbeitsraumes 26 kommunizierenden Anschlußöffnung 116 des Zylinders verbunden.
Die oben beschriebene Ramme arbeitet im Druckluftbetrieb (entsprechende Stellung des Wählschalters 60 und Ausgabe des Steuersignales "a" am Ausgang des Steuerkreises 58) folgendermaßen:
Zu Beginn eines Zyklus sitzt der Schlagkolben 26 auf dem Schlagstück 12. Der Kompressor 106 fördert laufend Luft in den Druckluftspeicher 68. Zu Beginn der Füllung des Druckluftspeichers 68 ist die vom kleinen Querschnitt aufweisenden Stellmotor 98 und der Vorspannfeder 100 auf den Schieber des Servoventiles 86 ausgeübte Kraft größer als die vom Stellmotor 94 erzeugte Kraft. Das Servoventil 86 bleibt somit zunächst in der in Figur 1 gezeigten Ruhestellung.
Ist der Druck im Inneren des Druckluftspeichers 68 ausreichend angewachsen, so ist die vom Stellmotor 94 bereitgestellte Kraft größer als die kombinierte Kraft des Stellmotors 98 und der Vorspannfeder 100, und das Servoventil 86 wird in seine Arbeitsstellung umgestellt. In dieser ist nun die untere Druckluft-Anschlußöffnung 116 des Zylinders 10 über das nun öffnende Rückschlagventil 114 und das Servoventil 86 mit dem Inneren des Druckluftspeichers 68 verbunden, und durch Druckluftbeaufschlagung wird der Schlagkolben 26 um eine erste Strecke angehoben, wobei die zylinderseitigen Enden der Verbindungskanäle 66 nun freigegeben werden.
Die Zeitspanne die bis zu diesem Zeitpunkt vergangen ist, entspricht derjenigen Zeitspanne, welche der am Ausgang des Servoventiles 86 anstehende Druck braucht, um über die Drossel 84 und das Rückschlagventil 88 den Kolben 78 entgegen der Kraft der Feder 80 anzuheben. Mit der Freigabe der speicherseitigen Enden der Verbindungskanäle 66 kann sich nun die im Druckluftspeicher 68 enthaltene Druckluft schlagartig in den Arbeitsraum des Zylinders 10 entleeren, wodurch der Schlagkolben 26 hochgeschleudert wird.
Die Strecke, um welche der Schlagkolben 26 angehoben wird, hängt offensichtlich vom im Druckspeicher 68 herrschenden Druck, letzterer wiederum vom Umschaltdruck des Servoventiles 86 ab. Dieser kann über den verstellbaren Druckregler 102 eingestellt werden.
Nachdem der Druck im Druckluftspeicher 68 auf diese Weise abgebaut worden ist, wird das Servoventil 86 unter der nun wieder überwiegenden Kraft des Stellmotors 98 und der Vorspannfeder 100 in die in der Zeichnung wiedergegebene Ruhestellung zurückbewegt. In dieser kann dann die unter dem Kolben 78 befindliche Druckluft über die Drossel 82 und das Rückschlagventil 90 zur Umgebung hin abgebaut werden, so daß der Schieber 70 die Verbindungskanäle 66 wieder verschließt.
Nachdem der Schlagkolben 26 auf das Schlagstück 12 herabgefallen ist und letzteres und ein mit diesem in Berührung stehendes Rammgut nach unten bewegt hat, beginnt der oben geschilderte Arbeitszyklus von neuem.
Nach Abwicklung einer vorgegebene Anzahl von Druckluftrammzyklen kann man dann den Wählschalter 60 in die mittlere Arbeitsstellung bewegen, in welcher ein weiches Rammen nach dem Dieselprinzip erfolgt, indem das Magnetventil 52 aufgesteuert wird. Nun wird in den Arbeitsraum des Zylinders jeweils bei Annäherung des Schlagkolbens 26 an das Schlagstück 12 ein Kraftstoffnebel 48 eingespritzt. Das Zünden des so erzeugten Gemisches erfolgt kurz dem Erreichen des unteren Totpunktes des Schlagkolbens 26. Durch das Zünden des Gemisches wird der Schlagkolben 26 wieder angehoben, die Verbrennungsgase strömen über den Arbeitsschlitz 36 ab. Bei der weiteren Nachobenbewegung saugt der Schlagkolben 26 dann Frischluft über den Arbeitsschlitz 36 an, und beim Nachuntenfallen des Schlagkolbens wird dann die im Zylinder befindliche Luft nach dem Passieren des Arbeitsschlitzes durch den Schlagkolben 26 verdichtet. Der Schlagkolben 26 betätigt dann die Einspritzeinheit 38, und der oben beschriebene Zyklus beginnt wieder von vorne.
Wird der Wählschalter 60 in die Stellung hartes Rammen nach dem Dieselprinzip gestellt, so wird anstelle der Einspritzeinheit 38 die Einspritzeinheit 40 mit Kraftstoff versorgt, da nun das Magnetventil 50 aufgesteuert wird. Der Dieselzyklus läuft dann ähnlich ab wie oben für das Hochdruckeinspritzen beschrieben, mit der einzigen Ausnahme, daß das Einspritzen des Kraftstoffes in die Kraftstoffmulde 16 erfolgt und das Zünden des Gemisches nach dem Aufschlagen des Schlagkolbens 26 auf das Schlagstück 12 erfolgt.
Wie oben beschrieben, kann man die erfindungsgemäße Ramme wahlweise in drei unterschiedlichen Betriebsarten einsetzen, um Schläge unterschiedlicher Intensität und unterschiedlichen zeitlichen Verlaufes zu erzeugen. Die Umschaltung kann auch im laufenden Betrieb der Ramme erfolgen.
Es versteht sich, daß man den Druckluftbetrieb der Ramme auch als Anlaßhilfe verwenden kann, um den Dieselbetrieb einzuleiten.

Claims (16)

  1. Ramme mit einem Zylinder (10), mit einem im Zylinder (10) geführten Schlagkolben (26) und einem im unteren Zylinderende geführten Schlagstück (12), welche zusammen mit dem Zylinder (10) einen Arbeitsraum (62) begrenzen, und mit einer Einrichtung zum intermittierenden Beaufschlagen des Arbeitsraumes (62) mit unter hohem Druck stehenden Arbeitsgas, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitraum (62) mit mindestens zwei Arbeitsgas-Versorgungseinrichtungen (38, 50, 54; 40, 52, 54; 68) verbunden ist, welche sich bezüglich des Druckes des von ihnen erzeugten Arbeitsgases und/oder bezüglich des zeitlichen Verlaufes des von ihnen erzeugten Druckaufbaus im Arbeitsraum (62) unterscheiden.
  2. Ramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste der Arbeitsgas-Versorgungseinrichtungen einen Druckluftspeicher (68) umfaßt, der über eine Ventilanordnung (64, 70, 86, 114) mit einem unteren Abschnitt des Zylinders (10) verbindbar ist.
  3. Ramme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftspeicher (68) dem Zylinder (10) unmittelbar benachbart ist und die Ventilanordnung ein Servoventil (64, 70, 74) umfaßt, dessen Verschlußteil (70) im Inneren des Druckluftspeichers (68) angeordnet ist und mit mindestens einer Steueröffnung (66) zusammenarbeitet, die in einem kurzen den Druckluftspeicher (68) mit dem Zylinder (10) verbindenden Verbindungsteil (64) ausgebildet ist.
  4. Ramme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil als plattenförmiger Schieber (70) ausgebildet ist und das Verbindungsteil (64) eine Mehrzahl paralleler Verbindungskanäle (66) aufweist.
  5. Ramme nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung mindestens zwei Servoventile (86; 64, 70, 74) aufweist, die unter zeitlichem Abstand aus der Schließstellung in die Offenstellung gesteuert werden, und daß das zuerst aufgesteuerte Servoventil (86) mit einem ersten Punkt (116) des Arbeitsraumes (62) verbunden ist, der tiefer liegt als ein zweiter Punkt (64) des Arbeitsraumes, mit welchem das später aufgesteuerte Servoventil (64, 70, 74) verbunden ist.
  6. Ramme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmittel-Stellmotor (74) des später aufgesteuerten Servoventiles (64, 70, 74) über eine Drossel (84) mit Druckmittel beaufschlagt wird.
  7. Ramme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die Drossel (84) ein in Richtung zum Stellmotor (74) sperrendes Rückschlagventil (90) geschaltet ist.
  8. Ramme nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Servoventil-Stellmotor (74) ein einfach wirkender durch eine Feder (80) in die eine Endstellung vorgespannter Stellmotor ist und in seine Arbeitsleitung in Reihe zur die Aufsteuer-Verzögerung bewerkstelligenden Drossel (84) eine das Abströmen von Arbeitsfluid dämpfende Drossel (82) geschaltet ist, welche durch ein in Richtung zum Stellmotor (74) öffnendes Rückschlagventil (88) überbrückt ist.
  9. Ramme nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (74) mit dem Ausgang eines Servoventiles (86) verbunden ist, über welches ein unterster Abschnitt (116) des Arbeitsraumes (62) mit dem Druckluftspeicher (68) verbindbar ist.
  10. Ramme nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil (86) zwei in entgegengesetzter Richtung wirkende Druckmittel-Stellmotoren (94, 98) aufweist, von denen der eine, in Öffnungsrichtung wirksame größere Druckangriffsfläche aufweist und mit dem vollen im Druckluftbehälter (68) herrschenden Druck beaufschlagt ist, während der andere, in Schließrichtung wirkende nur mit einem Teil des im Druckluftbehälter (68) herrschenden Druckes beaufschlagt ist und durch eine parallel geschaltete Feder (100) unterstützt wird.
  11. Ramme nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stellmotor (98) über einen einstellbaren Druckregler (102) mit Druckluft beaufschlagt wird.
  12. Ramme nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil (86) in seiner Ruhestellung seine Arbeitsöffnung mit einer Druckentlastungsleitung (92) verbindet und daß in eine Verbindungsleitung (112) zwischen seiner Arbeitsöffnung und dem Zylinder (10) ein in Richtung zum Zylinder (10) öffendes Rückschlagventil (114) eingefügt ist.
  13. Ramme nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speiseöffnung des Druckluftspeichers (68) über ein Rückschlagventil (106) mit dem Ausgang eines Kompressors (108) verbunden ist.
  14. Ramme nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Arbeitsgas-Versorgungseinrichtungen eine in der Oberseite des Schlagstückes (12) ausgebildete Kraftstoffmulde (16) und eine Niederdruck-Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (38, 50, 54) umfaßt, durch welche in Abhängigkeit von der Bewegung des Schlagkolbens (26) eine vorzugsweise einstellbare Kraftstoffmenge in die Kraftstoffmulde (16) eingespritzt wird.
  15. Ramme nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Arbeitsgas-Versorgungseinrichtungen eine Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (40, 52, 54) aufweist, welche in vorzugsweise einstellbarer Abhängigkeit von der Bewegung des Schlagkolbens (26) eine unter hohem Druck zerstäubte, vorzugsweise einstellbare Kraftstoffmenge (48) in den unteren Abschnitt des Arbeitsraumes (62) abgibt.
  16. Ramme nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsgas-Versorgungseinrichtungen jeweils mindestens ein Servoelement (50; 52; 96) umfassen, durch welches sie aktivierbar sind, und daß die Steuerklemmen der verschiedenen Servoelemente (50; 52; 96) mit Ausgängen einer Steuereinheit (58) verbunden sind, welche in Abhängigkeit von der gewählten Stellung eines Wählschalters (60) an nur jeweils einem einzigen ihrer Ausgänge ein Aktivierungssignal für eines der Servoelemente (50; 52; 96) bereitstellt.
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