WO1997007293A1 - Ramme - Google Patents

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WO1997007293A1
WO1997007293A1 PCT/EP1996/003470 EP9603470W WO9707293A1 WO 1997007293 A1 WO1997007293 A1 WO 1997007293A1 EP 9603470 W EP9603470 W EP 9603470W WO 9707293 A1 WO9707293 A1 WO 9707293A1
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WO
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compressed air
ram according
pressure
cylinder
working
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Application number
PCT/EP1996/003470
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English (en)
French (fr)
Inventor
Winfried Scheid
Stefan Mewes
Eberhard Ranft
Original Assignee
Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld Gmbh & 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.)
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Publication date
Application filed by Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld Gmbh & Co. filed Critical Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld Gmbh & Co.
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Priority to EP96929212A priority patent/EP0843760B1/de
Priority to US09/000,322 priority patent/US6102133A/en
Publication of WO1997007293A1 publication Critical patent/WO1997007293A1/de

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Classifications

    • 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 has means for supplying fuel and air to the working space. This means that an ignitable mixture is generated in the work area, which is ignited when the percussion piston falls.
  • the stroke of the percussion piston can be adjusted via the amount of fuel injected.
  • the blows struck by the hammer on an object to be driven into the ground are hard overall.
  • the basic structure of the diesel rams and the hydraulic rams are very different. If you want to have both the advantages of hard ramming and the advantages of soft ramming at the same construction site, you have to provide both types of ramming. This means a considerable effort.
  • the present invention is intended to develop a ram in accordance with the preamble of claim 1 in such a way that its mode of operation can be switched between hard and soft ramming.
  • the ram according to the invention can optionally be supplied by one of at least two working gas supply devices with pressurized working gas, which lifts the percussion piston in the cylinder under expansion.
  • a working gas supply device has a simple structure compared to a ram, so that considerable savings are obtained with the invention compared to the simultaneous provision of two different ram types. It is also possible to switch from one operating mode to the other during operation and when driving in the same pile or other pile material. In this way, one can easily take into account the different properties of the subsurface at different depths without retrofitting the ram.
  • the working mode of the ram set when it is activated is a particularly soft and gentle ramming.
  • Such a working gas supply device requires additional provision on a diesel ram requires only a few and inexpensive measures.
  • a compressor required to feed the compressed air reservoir is usually found anyway on construction places.
  • the percussion piston is first accelerated out of the rest position by opening a servo valve assigned to a lower connection of the working space and then the main quantity of the compressed air contained in the compressed air store is acted upon by opening a further servo valve. This is advantageous in terms of optimal lifting of the percussion piston.
  • the desired synchronization of the two servo valves is obtained in a simple manner, via which compressed air is supplied to the ram at axially spaced locations of the cylinder.
  • Air flowing out associated with the servo valve is released into the ambient atmosphere, at the same time ensuring that no gas under pressure flows back from the working space of the ram to the servo valve.
  • an operating mode "hard ramming according to the diesel principle” can optionally be set, in which the fuel is injected into a fuel trough which is formed in the top of the striking piece.
  • a mode of operation “soft ramming according to the diesel principle”, in which the high-pressure fuel injection device that puts atomized fuel under high pressure into the work area.
  • the ram shown in the drawing has a cylinder 10, in the lower end of which an impact piece 12 is tightly displaceable. This has an upper piston section 14, in the upper end face of which a fuel trough 16 is formed. A central cylindrical intermediate portion 18 of the striker
  • the intermediate section 18 carries a plate-like striking section 24 with a convexly curved lower end face.
  • a percussion piston 26 is guided in the upper section of the cylinder 10 and has a lower piston section 28 and an upper piston section 30 as well as a middle piston section 32 with a somewhat reduced diameter.
  • the lower end face of the piston section 28 carries a flat elevation 34 which can engage in the fuel trough 16.
  • the cylinder 10 is provided with a working slot 36. forms over which the ram sucks in air or emits combustion gases in diesel operation.
  • two injection units designated in total by 38 or 40 and only shown schematically, are inserted into the cylinder wall. Each of these injection units has an actuating lever 42 or 44 which cooperates with the peripheral surface of the percussion piston 26.
  • Nozzles of the injection units 38, 40 not shown in detail, emit a fuel jet 46 or a fuel mist 48.
  • the fuel jet 46 is provided by the injection unit 38 under low pressure and is guided so that it gets into the fuel well 16. When the percussion piston 26 falls down, the fuel in the fuel trough is then atomized into the air heated during the compression.
  • the fuel mist 48 is emitted from the injection unit 40 under high pressure and is led directly into the compressed hot air.
  • high-pressure injection the combustion starts earlier with respect to the bottom dead center of the percussion piston than with low-pressure injection. This results in a softer stroke exerted by the striker 26 on the striker 12.
  • low-pressure injection the mixture is ignited only after the impact piston 26 has hit the impact piece 12 hard.
  • the injection units 38 and 40 are shown at axially spaced locations of the cylinder 10 for the sake of clarity. It goes without saying that in practice they can also be offset in the circumferential direction (with the same axial position) or can also be offset in the axial direction and circumferential direction. It goes without saying Furthermore, the injection units can also consist of spatially separate pump units and nozzle units, in which case one pump unit can also supply a plurality of nozzle units offset in the circumferential direction and / or in the axial direction.
  • the injection units 38, 40 are connected to the outlet of a fuel pump 54 via solenoid valves 50, 52.
  • the latter draws diesel fuel from a storage tank 56.
  • the two injection units 38, 40 can optionally be activated by controlling the one of the solenoid valves 50, 52 assigned to them. This is optionally done by a control circuit 58 with a mode selector switch 60.
  • the control circuit 58 outputs a further activation signal "a" at a third output terminal, which is used to set compressed air operation of the ram, as will now be described in more detail below.
  • a connecting part 64 which has a plurality of connecting channels 66, is connected to the cylinder 10 at a lower section of the working space 62, which is delimited by the inner cylinder wall, the striking piece 12 and the striking piston 26. These lead into the interior of a large compressed air reservoir 68.
  • the end face of the connecting part 64 located in the compressed air reservoir 68 contains control openings formed by the ends of the connecting channels 66, which cooperate with the end face of a plate-shaped slide 70 located on the left in FIG.
  • the slide 70 is connected to the piston rod 72 of an actuating Motors 74 connected, which is placed on the top of an end plate 76 of the compressed air reservoir 68.
  • a piston 78 is displaceable in its cylinder bore and is biased into the lower end position by a spring 80.
  • the working space of the servomotor 74 which is delimited by the underside of the piston is connected to the outlet of a servo tile 86 via two adjustable throttles 82, 84 connected in series.
  • a check valve 88 which opens in the direction of the servomotor is connected via the throttle 82, while the throttle 84 is bridged by a check valve 90 which blocks in the direction of the servomotor.
  • the throttle 84 throttles the working fluid supplied to the servomotor 74, the throttle 82 the working fluid flowing out of the servomotor 74 when the pressure is released, and by adjusting the throttle 84 the opening speed of the slide 70 can be adjusted by adjusting the throttle 82 Set the closing speed.
  • a servomotor 94 of the servo valve 86 can be connected to the interior of the compressed air reservoir 68 via a 2/2 solenoid valve 96, specifically at a point remote from the connection point of the line 93, so that the pressurization of the servomotor 94 is independent of dynamic ones Effects at the mouth of line 93 takes place.
  • the solenoid valve 96 is actuated by the activation signal "a".
  • the servomotor 94 attempts to set the working position of the servo valve 86.
  • a further servo motor 98 of the servo valve 86 acts in the opposite direction and also a biasing spring 100 connected in parallel to it.
  • the servomotor 98 is connected via an adjustable pressure regulator 102 to a feed line 104, into which a compressor 106 via a check valve 108 promotes and which is connected via a further line 110 to the compressed air reservoir 68.
  • the working connection of the servo valve 86 is also connected via a working line 112, which contains a check valve 114 opening towards the cylinder 10, to a connection opening 116 of the cylinder, which communicates with the lowermost section of the working chamber 26.
  • the percussion piston 26 sits on the percussion piece 12.
  • the compressor 106 continuously conveys air into the compressed air store 68.
  • the servomotor 98 which has a small cross section, and the biasing spring 100 are exerted on the slide of the servo valve 86 Force greater than the force generated by the actuator 94.
  • the servo valve 86 thus initially remains in the idle state shown in FIG.
  • the force provided by the servomotor 94 is greater than the combined force of the servomotor 98 and the biasing spring 100, and the servo valve 86 is switched to its working position.
  • the lower compressed air connection opening 116 of the cylinder 10 is now connected to the interior of the compressed air reservoir 68 via the now opening check valve 114 and the servo valve 86, and the impact piston 26 is raised by a first distance by pressurized air, the cylinder-side ends the connection channels 66 are now released.
  • the period of time that has elapsed up to this point corresponds to the period of time that the pressure present at the outlet of the servo valve 86 needs to lift the piston 78 against the force of the spring 80 via the throttle 84 and the check valve 88.
  • the compressed air contained in the compressed air accumulator 68 can now suddenly be emptied into the working space of the cylinder 10, as a result of which the percussion piston 26 is thrown up.
  • the distance by which the percussion piston 26 is raised obviously depends on the pressure prevailing in the pressure accumulator 68, the latter in turn depending on the switching pressure of the servo valve 86. This can be set via the adjustable pressure regulator 102.
  • the servo valve 86 is moved back into the rest position shown in the drawing under the force of the servo motor 98 and the biasing spring 100.
  • the compressed air located under the piston 78 can then flow to the environment via the throttle 82 and the check valve 90 be dismantled so that the slide 70 closes the connecting channels 66 again.
  • the selector switch 60 can then be moved into the middle working position, in which soft ramming takes place according to the diesel principle by opening the solenoid valve 52. Now a fuel mist 48 is injected into the working space of the cylinder each time the percussion piston 26 approaches the striking piece 12. The ignition of the mixture produced in this way takes place shortly after the bottom dead center of the percussion piston 26. The percussion piston 26 is raised again by the ignition of the mixture, and the combustion gases flow out via the working slot 36.
  • the percussion piston 26 sucks in fresh air via the working slot 36, and when the percussion piston falls downwards, the air in the cylinder is compressed by the percussion piston 26 after passing through the working slot.
  • the percussion piston 26 then actuates the injection unit 38, and the cycle described above begins again.
  • the injection unit 40 is supplied with fuel instead of the injection unit 38, since the solenoid valve 50 is now opened.
  • the diesel cycle then proceeds in a similar way to that described above for high-pressure injection, with the only exception that the injection of the fuel into the fuel trough 16 takes place and the ignition of the mixture takes place after the percussion piston 26 strikes the striking piece 12.
  • the ram according to the invention can optionally be used in three different operating modes in order to generate beats of different intensities and different time profiles. Switching can also take place while the ram is running.

Abstract

Zum wahlweisen Betrieb im Dieselmodus und Druckluftmodus ist eine Ramme zusätzlich mit einem Druckluftspeicher (68) versehen, der über ein Servoventil (64, 70, 74) mit dem Arbeitsraum (62) des Zylinders (10) verbindbar ist.

Description

Ramme
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 Kraft- Stoffes 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 Führungszylin¬ ders 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 einge- trieben werden müssen oder wo starke Geräuschentwicklung, wie sie bei Dieselbären auftritt, nicht tolerierbar ist.
Die Dieselrammen und die hydraulischen Rammen unterschei- den 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 wer¬ den, 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 an¬ hebt. Eine derartige Arbeitsgas-Versorgungseinrichtung hat verglichen mit einer Ramme einfachen Aufbau, so daß mit der Erfindung gegenüber der gleichzeitigen Be¬ reitstellung von zwei unterschiedlichen Rammentypen erhebliche Einsparungen erhalten werden. Auch kann man im laufenden Betrieb und beim Einrammen ein- und des¬ selben Pfahles oder sonstigen Rammmgutes von einer Be- triebsart auf die andere Umschalten. Auf diese Weise kann man den in unterschiedlicher Tiefe unterschiedlichen Eigen¬ schaften des Untergrundes ohne Umrüstarbeiten an der Ramme einfach Rechnung tragen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter¬ ansprüchen angegeben.
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-Versor¬ gungseinrichtung bedingt zusätzlich an einer Diesel-Ramme vorzusehen bedingt nur wenige und preisgünstig realisier¬ bare 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 Ruhe¬ stellung heraus beschleunigt und dann durch Öffnen eines weiteren Servoventiles mit der Hauptmenge der im Druck- luftspeicher 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 zuge¬ ordneten 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 verzö¬ gern, ohne daß dies auf seine Öffnungsbewegung einen Einfluß hätte.
Gemäß Anspruch 9 erhält man auf einfache Weise die ge¬ wünschte 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 Kipp¬ steuerung, 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 Servo- ventil zurückströmt.
Bei einer Ramme gemäß Anspruch 14 kann man wahlweise eine Betriebsart "hartes Rammen nach dem Dieselprinzip" einstellen, bei welchem der Kraftstoff in eine Kraft- stoffmulde 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-Kraftstoffeinspritz- einrichtung in Betrieb nimmt, welche unter hohem Druck zerstäubten Kraftstoff in den Arbeitsraum abgibt.
Bei einer Ramme gemäß Anspruch 16 ist zwangsweise sicher- gestellt, daß nur jeweils eine der Arbeitsgas-Versorgungs¬ einrichtungen aktiviert ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs- beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur eine sche¬ matische 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 Kol¬ benabschnitt 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 unte¬ ren Stirnplatte 22 des Zylinders 10 vorgesehen ist. Der Zwischenabschnitt 18 trägt einen tellerähnlichen Schlagabschnitt 24 mit konvex gekrümmter unterer Stirn- fläche.
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 Kraft¬ stoffmulde 16 eingreifen kann.
Der Zylinder 10 ist mit einem Arbeitsschlitz 36 ausge- bildet, über welchen die Ramme im Dieselbetrieb Luft ansaugt bzw. Verbrennungsgase abgibt. In die Zylinder¬ wand sind ferner zwei insgesamt mit 38 bzw. 40 bezeich¬ nete 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 Kraftstoff- mulde 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 Niederdruckein¬ spritzung. Dies resultiert in einem weicheren vom Schlag- kolben 26 auf das Schlagstück 12 ausgeübten Schlag. Bei der Niederdruckeinspritzung erhält man dagegen ein Zünden des Gemisches erst nach dem härten Auftreffen des Schlag¬ kolbens 26 auf das Schlagstück 12.
Die Einspritzeinheiten 38 und 40 sind der besseren Dar¬ stellbarkeit 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 verbun¬ den. Letztere saugt Dieselkraftstoff aus einem Vorrats- tank 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-Wahl- Schalter 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 Mehr¬ zahl von Verbindungskanälen 66 aufweist. Diese führen ins Innere eines großen Druckluftspeichers 68. Die im DruckluftSpeicher 68 liegende Stirnfläche des Verbin- dungsteiles 64 enthält durch die Enden der Verbindungs- kanäle 66 gebildete Steueröffnungen, welche mit der in Figur 1 links gelegenen Stirnfläche eines platten¬ förmigen Schiebers 70 zusammenarbeiten.
Der Schieber 70 ist mit der Kolbenstange 72 eines Stell- motors 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 vorge- spannt ist.
Der durch die Kolbenunterseite begrenzte Arbeitsraum des Stellmotors 74 ist über zwei in Reihe geschaltete ein¬ stellbare Drosseln 82, 84 mit dem Auslaß eines Servoven- tiles 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 Druckent¬ lastung vom Stellmotor 74 abströmende Arbeitsfluid, und durch Einstellung der Drossel 84 kann man die Öffnungs- geschwindigkeit 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 Ent¬ lastungsleitung 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 Druckluftspei- chers 68 verbindbar, und zwar an einer von der Anschlu߬ stelle 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 Aktivierungs- signal "a" .
Der Stellmotor 94 sucht die Arbeitstellung des Servo¬ ventiles 86 einzustellen. In entgegengesetzter Richtung wirkt ein weiterer Stellmotor 98 des Servoventiles 86 und ebenso eine parallel zu diesem geschaltete Vorspann¬ feder 100. Der Stellmotor 98 ist über einen einstellba¬ ren Druckregler 102 mit einer Speiseleitung 104 verbun¬ den, 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 Ruheste1lung.
Ist der Druck im Inneren des DruckluftSpeichers 68 ausrei- - lo ¬
chend angewachsen, so ist die vom Stellmotor 94 bereitge¬ stellte Kraft größer als die kombinierte Kraft des Stell¬ motors 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 Druckluft¬ speichers 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 herr- sehenden 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 wieder¬ gegebene 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 Verbin¬ dungskanäle 66 wieder verschließt.
Nachdem der Schlagkolben 26 auf das Schlagstück 12 herab- gefallen ist und letzteres und ein mit diesem in Berüh¬ rung stehendes Rammgut nach unten bewegt hat, beginnt der oben geschilderte Arbeitszyklus von neuem.
Nach Abwicklung einer vorgegebene Anzahl von Druckluft- rammzyklen kann man dann den Wählschalter 60 in die mittlere Arbeitsstellung bewegen, in welcher ein weiches Rammen nach dem Dieselprinzip erfolgt, indem das Magnet¬ ventil 52 aufgesteuert wird. Nun wird in den Arbeitsraum des Zylinders jeweils bei Annäherung des Schlagkolbens 26 an das Schlagstück 12 ein Kraftstoffnebel 48 einge¬ spritzt. 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 Nachobenbewe- gung 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 be¬ tätigt dann die Einspritzeinheit 38, und der oben be¬ schriebene 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 Kraft¬ stoff versorgt, da nun das Magnetventil 50 aufgesteuert wird. Der Dieselzyklus läuft dann ähnlich ab wie oben für das Hochdruckeinspritzen beschrieben, mit der einzi- gen Ausnahme, daß das Einspritzen des Kraftstoffes in die Kraftstoffmulde 16 erfolgt und das Zünden des Ge¬ misches nach dem Aufschlagen des Schlagkolbens 26 auf das Schlagstück 12 erfolgt.
Wie oben beschrieben, kann man die erfindungsgemäße Ramme wahlweise in drei unterschiedlichen Betriebsar¬ ten einsetzen, um Schläge unterschiedlicher Intensi¬ tät und unterschiedlichen zeitlichen Verlaufes zu er¬ zeugen. 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

Patentansprüche
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 Beaufschla¬ gen des Arbeitsraumes (62) mit unter hohem Druck stehenden Arbeitsgas, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitraum (62) mit mindestens zwei Arbeitsgas-Versorgungseinrich¬ tungen (38, 50, 54; 40, 52, 54; 68) verbunden ist, welche sich bezüglich des Druckes des von ihnen erzeugten Arbeits- gases und/oder bezüglich des seitlichen Verlaufes des von ihnen erzeugten Druckaufbaus im Arbeitsraum (62) unter¬ scheiden.
2. Ramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste der Arbeitsgas-Versorgungseinrich- tungen einen DruckluftSpeicher (68) umfaßt, der über eine Ventilanordnung (64, 70, 86, 114) mit einem unte¬ ren 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) zusammen- arbeitet, 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 Offen¬ stellung gesteuert werden, und daß das zuerst aufgesteuer¬ te 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) ver¬ bunden 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 Stell¬ motor (74) sperrendes Rückschlagventil (90) geschaltet ist.
8. Ramme nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeich¬ net, daß der Servoventil-Stellmotor (74) ein ein¬ fach wirkender durch eine Feder (80) in die eine End¬ stellung vorgespannter Stellmotor ist und in seine Ar¬ beitsleitung 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 wirk- same größere Druckangriffsfläche aufweist und mit dem vollen im Druckluftbehälter (68) herrschenden Druck beaufschlagt ist, während der andere, in Schließrich¬ tung wirkende nur mit einem Teil des im Druckluftbe¬ hälter (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 einstell- baren 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 Druckentlas- tungsleitung (92) verbindet und daß in eine Verbindungs- leitung (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 Druck- luftspeichers (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-Versorgungs¬ einrichtungen eine in der Oberseite des Schlagstückes (12) ausgebildete Kraftstoffmulde (16) und eine Nieder¬ druck-Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (38, 50, 54) um- faßt, 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 .Arbeitsgas-Versorgungsein¬ richtungen eine Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (40, 52, 54) aufweist, welche in vorzugsweise einstell¬ barer 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-Versorgungsein¬ richtungen jeweils mindestens ein Servoelement (50; 52; 96 ) umfassen, durch welches sie aktivierbar sind, und daß die Steuerklemmen der verschiedenen Servoelemen- te (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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