DE2126493A1 - Fallhammer - Google Patents

Description

OR-INQ. DIPL.-ING. M. SC. DIPl.'PHVS. DR. DIPL.-Pt-tVS.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Vulcan Iron Works, Inc.

Riverside Drive

Chattanooga, Tennessee, U. S. A.

Fallhammer

Die Erfindung betrifft einen Fallhammer zum Aufsetzen auf einen Pfahl und zum Einrammen desselben mit einem in seinem Inneren einen Zylinder bildenden Gehäuse und einem in dem Zylinder befindlichen, in seinen Abmessungen dem Zylinder entsprechenden, als Fallbär dienenden Kolben, und mit einer Ventilsteuervorrichtung zur Zuführung eines Druckmittels zu dem Zylinder und zum Ablassen des Druckmittels aus dem Zylinder zur Erzielung einer Auf- und Abbewegung des Fallbärs bzw, Kolbens.

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Dabei soll unter Pfahl im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein länglicher, einzurammender Gegenstand verstanden werden, wie beispielsweise ein Pfahl aus Beton oder Holz oder auch aus ~ Stahl, sowie'eine Planke für eine Spundwand und dergleichen.

Angetriebene Fallhammer werden üblicherweise von einem Kran oder dergleichen getragen und auf das obere Ende eines einzutreibenden Pfahls oder dergleichen aufgesetzt. Üblicherweise enthält dabei der Fallhammer einen Amboss, der auf dem oberen Ende des Pfahls aufsitzt und einen Fallbär, der auf und abjbewegt wird und auf den Amboss schlägt, so dass der Pfahl eingetrieben wird. Die im Handel erhältlichen Fallhämmer sind in verschiedener Weise ausgebildet und können in einfach wirkende und doppelt wirkende Fallhämmer unterteilt werden. Bei den einfach wirkenden Fallhämmern wird der Fallbär durch ein Arbeitsbzw. Druckmedium, wie zum BEispiel Dampf, Luft oder eine hydraulische Flüssigkeit, angehoben und fällt dann unter dem Einfluss der Schwerkraft auf den Amboss. Bei den doppelt wirkenden Fallhämmern wird der Fallbär,nachdem er angehoben ist, ausser durch die Schwerkraft auch noch durch die Kraft des Druckmittels gegen den Amboss getrieben. Derartige Fallhammer werden nun mittels eines Krans oder einer anderen Tragvorrichtung spätestens dann, wenn ein Pfahl bis zur gewünschten Tiefe eingetrieben ist, von diesem abgehoben und auf den nächsten Pfahl aufgesetzt. Während dieser Bewegung sollte aber ein Arbeiten <ies Fallhammers unterbrochen werden, um eine Beschädigung desselben zu vermeiden. Für den Fall, dass das Druckmittel

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während einer solchen Bewegung nicht abgeschaltet wird oder für den Fall, dass der Fallhammer unerwünschterweise von dem einzutreibenden Pfahl abgleitet, ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, da der Fallhammer weiter arbeitet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der vorliegenden findung nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Fallhammer vorzuschlagen , bei dem der Antrieb für den Fallbär mit Sicherheit unterbrochen wird, sobald der Fallhammer nicht mehr auf einem einzutreibenden Pfahl aufsitzt, so dass Beschädigungen des FaIlharamers infolge von Bedienungsfehlern oder Betriebsstörungen sicher vermieden werden können. ·

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen ist, die eine Auf- und Abwärtsbewegung des Fallbärs verhindert, solange der Fallhammer nicht auf dem Pfahl aufsitzt.

Als günstig hat sich dabei erwiesen, wenn der Zylinder abschnittsweise unterschiedliche Durchmesser aufweist und wenn der als Fallbär dienende Kolben entsprechende Teile unterschiedlichen Durchmessers aufweist, wenn ferner in dem Zylinder und an dessen einem Ende ein in Richtung der Zylinderachse begrenzt beweglicher, den Fallbär beaufschlagender Amboss angeordnet ist, der eine obere Stellung einnimmt, solange der Fallhammer auf dem Pfahl aufsitzt und der eine untere Stellung einnimmt, solange der Fallhammer nicht auf dem Pfahl aufsitzt, wenn die

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Ventilsteuerung so angeordnet ist, dass sie während des normalen Betriebes des Fallhammers das Druckmittel in einen Bereich einströmen und aus diesem ausströmen lässt, der zwischen Abschnitten unterschiedlichen Durchmessersides Zylinders und des Kolbens bzw. Fallbärs liegt, um eine Auf- und Abbewegung des als Fallbär dienenden Kolbens herbeizuführen, und wenn schliesslich die Sicherungsvorrichtung Druckleitungen umfasst, die an dem Kolben vorbeiführen und verhindern, dass dieser von dem Druckmittel angehoben wird, solange der Fallhammer rieht auf dem Pfahl aufsitzt.

Weiter hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Kolben bzw. Fallbär während eines Arbeitshubes zwischen einer oberen Stellung, in der der Fallbär sich oberhalb des Ambosses befindet, und einer Zwischenstellung bewegbar ist, in der der Fallbär auf den Amboss auftrifft, der sich, solange der Fallhammer auf dem Pfahl aufsitzt, in seiner oberen Stellung befindet, wenn der Fallbär in eine untere Stellung bewegbar ist, in der er auf dem Amboss aufliegt, wenn dieser sich, solange der Fallhammer nicht auf dem Pfahl aufsitzt, in seiner unteren Stellung befindet, und wenn die Druckmittelleitungen das* Druckmittel an dem Kolben bzw. Fallbär vorbeiführen, solange sich dieser in seiner unteren Stellung befindet.

Der Amboss ist also so angeordnet, dass er zunächst in einer ■ oberen Stellung gehalten wird, solange der Fallhammer auf einem Pfahl aufsitzt. Wird nun der Fallhammer von dem Pfahl abgeho-

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ben oder gleitet er beispielsweise beim Einknicken des einzutreibenden Pfahls von diesem ab, so fällt der Amboss nach unten und gelangt in seine untere Stellung. Der Fallbär bzw. der Kolben rutscht in diese untere Stellung nach, die er während des normalen Betriebes nicht erreicht, und öffnet dadurch einen Weg für das Druckmittel, auf dem dieses wieder aus dem Zylinder entweichen kann, ohne den Kolben bzw. Fallbär anheben zu müssen. Hierdurch wird aber für den Fall einer normalen Umsetzung des Fallhammers von einem eingetriebenen Pfahl auf den nächsten einzutreibenden Pfahl bzw. für den Fall einer Betriebsstörung sichergestellt, dass die Rammbewegungen des Fallbärs sofort unterbrochen werden. ·

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemassen Fallhammers, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Fallhammer gemäss Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Fallhammer gemäss Fig. 1 längs der Linie 3-3.in Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Fallhammer gemäss Fig. 1 längs der Linie 4-4 in Fig. 1,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Fallhammer gemäss Fig. 1

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längs der Linie 5-5 in Fig. 1,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Fallhammer gemäss Fig. längs der Linie 6-6 in Fig. 2,

Fig. 7 einen Querschnitt durch den Fallhammer gemäss Fig. 1 längs der Linie 7-7 in Fig. 1,

Fig. 8 einen Querschnitt durch den Fallhammer gemäss Fig. 1 der Linie 8-8 in Fig. 1,

Fig. 9 einen Querschnitt durch den Fallhammer gemäss Fig. 1 der Linie 9-9 in Fig. 1,

Fig.to einen Quers chnittjdurch den Fallhammer gemäss Fig. 1 längs der Linie lo-lo in Fig. 1 und

Fig.11 einen Tel!-Längsschnitt durch den Fallhammer gemäss Fig. 1, welcher weitgehend der Darstellung|gemäss Fig. entspricht, wobei jedoch ein anderer Betriebszustand dargestellt ist. .

In der Zeichnung ist der erfxndungsgemässe Fallhammer insgesamt mit dem Bezugszeichen Io bezeichnet und weist ein Gehäuse 11 auf, dessen Inneres einen Zylinder 12 abschnittsweise unterschiedlichen Durchmessers bildet, der an seinem oberen Ende von einem Zylinderkopf 13 verschlossen ist, an dem ein Tragbügel IH ange-

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formt ist. Der Tragbügel 14 dient dem Anhängen des Fallhammers an die Trosse eines Krans oder einer anderen Vorrichtung, durch die der Fallhammer auf das obere Ende eines Pfahles aufgesetzt werden kann,'wie er in den Figuren 1 und 3 in gestrichelten Linien angedeutet und mit dem Bezugszeichen 2o versehen ist.

Im Inneren des Zylinders 12 ist ein als Fallbär dienender Kolben 15 abschnittsweise unterschiedlichen Durchmessers angeordnet. Vorteilhafterweise kann der Fallbär 15 durch ein einteiliges, geschmiedetes Bauelement gebildet werden, welches sich vollständig im Inneren des Zylinders 12 befindet. Bei der dargestellten Ausführungsform eines erfxndungsgemässen Fallhammers handelt es sich um einen einfach wirkenden Fallhammer, bei welchem der Fallbär 15 mit Hilfe einer auf ihn einwirkenden Kraft angehoben wird und dann unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten fällt. Eine Drehung des Fallbärs 15 wird durch einen Führungs zapf en. 16 (vergleiche Fig. 3 und lo) verhindert, der in der Wand des Gehäuses 11 befestigt ist und in das Innere des Zylinders 12 hineinragt»und zwar in eine Nut 16a, die in dem Kolben bzw. dem Fallbär 15 vorgesehen ist. Der Fallbär 15 ist so angeordnet, dass er beim Herabfallen unter dem Einfluss der Schwerkraft auf einen Amboss 17 aufschlägt, der in dem Zylinder 12 an dessen unterem Ende angeordnet ist. Der Amboss 17 ist so angebracht, dass er zwischen geeigneten Führungen 18 eine begrenzte, senkrechte Bewegung ausführen kann, und zwar zwischen einer oberen Stellung, die in den Figuren 1, 3 und 6 gezeigt ist, und einer unteren Stellung, die in Fig. 11 gezeigt ist.

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Die Steuerung des Fallbärs 15 erfolgt mittels einer Ventilsteuervorrichtung 2 5 im Inneren eines Ventilkastens 26, wie dies am deutlichsten die Figuren 3, 8 und 9 zeigen. Es versteht sich, dass als Ventilsteuervorrichtung 2 5 jede bekannte Ventilsteuervorrichtung geeignet ist, mit der eine Steuerung der Auf- und Abbewegung des Fallbärs möglich ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Ventilsteuervorrichtung 2 5 ein drehbares Ventilelement 27, welches über eine Kurvenfläche 28 steuerbar ist, die ihrerseits als Nut längs des Mantels des Fallbärs 15 ausgebildet ist und in die ein Abtastelement 29 eingreift, das am Ende eines Ventilhebels befestigt ist, der aus dem Ventilkasten 26 herausragt. Die Kurvenfläche 28 hat eine solche Form, dass der Ventilhebel und das mit ihm verbundene, drehbare Ventilelement 2 7 bei der Auf- und Abbewegung des Fallbärs 15 dessen Antrieb steuern.

Im einzelnen sind zur Steuerung der Auf- und Abbewegung des als Kolben ausgebildeten Fallbärs 15 eine Anzahl von Druckmittelleitungen vorgesehen, die den Ventilkasten 26, das drehbare Ventilelement 27 und den Zylinder 12 miteinander verbinden. Im einzelnen ist eine Druckmittelleitung 32 vorgesehen, die den Ventilkasten 26 mit dem Zylinder 12 verbindet und im Zylinder in einer Reihe von länglichen Öffnungen 33 in dem Bereich mündet, in dem der grössere Durchmesser des Kolbens in den kleineren Durchmesser übergeht. Ferner ist eine Auslassleitung 34 für das Druckmittel vorgesehen (vergleiche Fig. 1 und 9), die den Ventilkasten 2 6 mit der Atmosphäre verbindet. Über einen Einlaßstutzen 36 und

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eine Einlassleitung 37 ist der Ventilkasten 26 mit der Quelle für das Druckmittel,als welches beispielsweise Dampf dienen kann, verbunden. Das Ventilelement 27 ist um seine Hittelachse drehbar, wobei der Zylinder 12 entweder über die länglichen Öffnungen 33 in die Atmosphäre entlüftet wird, oder mit der Druckmittelquelle verbunden wird, wie dies Fig. 9 zeigt.

Gernäss vorliegender Erfindung ist der als Kolben ausgebildete Fallbär 15 im Verlauf eines Arbeitshubes zwischen einer oberen Stellung,.die in den Figuren 3 und 6 in gestrichelten Linien dargestellt ist und in der der Fallbär sich oberhalb des Ambosses 17 befindet, und einer mittleren Stellung, die in Fig. 3 und 6 in ausgezogenen Linien dargestellt' ist, beweglich, wobei der Fallbär bei Erreichen der/Zwischenstellung auf den Amboss auftrifft, solange der Fallhammer Io auf einem Pfahl aufsitzt, so dass der Amboss 17 sich in seiner oberen Stellung befindet. In die in -FIg;*; 11 dargestellteuntere Stellung gelangt der Fallbär 15, ,weicher in dieser Stellung auf dem Amboss 17 ruht, wenn der Fallhammer Io nicht auf einem Pfahl aufsitzt, so dass der Amboss 17 seine unterste Stellung einnimmt·. Es versteht sich, dass dann, wenn der Fallbär seine Zwischenstellung einnimmt, wie sie in Fig. 3 und 6 in ausgezogenen Linien dargestellt ist, das Ventilelement .27 sich in der in Fig. 9 gezeigten Stellung befindet , in der es den Einlaßstutzen 36 und die Einlassleitung 37über die_; Druckmittelleitung 32 mit den länglichen öffnungen 33 verbindet. Dabei drückt das Druckmittel gegen die Unterseite desjenigen Teiles des Fallbärs 15, welcher einen vergrösserten

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Durchmesser aufweist. Im einzelnen ist das Druckmittel auf einer Fläche wirksam,; die der Differenz der Durchmesser der beiden Teile unterschiedlichen Durchmessers des Fallbärs 15 entspricht» Unter dem Einfluss des Druckmediums wird der FaTLbär 15 nach oben angehoben, bis er die in den Figuren 3 und 6 in gestrichelten Linien gezeigte Stellung erreicht. Während sich der Fallbär 15 jedoch seinem höchsten Punkt nähert, dreht sich das VEntilelement 27, wodurch der Zylinder 12 von der Druckmittelquelle getrennt wird,und das Druckmittel kann nunmehr aus dem Zylinder über die Druckmittelleitung 32 und die Auslassleitung 3** in die Atmosphäre abströmen. Dabei fällt der Fällbar 15 unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten und schlägt auf den Amboss 17 auf. Durch diese Bewegung des Fallbärs 15 wird erneut eine Drehung des Ventilelements 27 in die in Fig. 9 dargestellte Stellung erreicht, so dassjnunmehr wieder Druckmittel in den Zylinder einströmt und ein erneuter Arbeitszyklus eingeleitet wird.

Gemäss vorliegender Erfindung sind nun Vorkehrungen getroffen, um ein Weiterarbeiten des Fallhammers für den Fall zu verhindern, dass der Fällhammer; Io nicht mehr auf einem Pfahl aufsitzt. In diesem Fall fällt nämlichder Amboss 17 in seine untere Stellung, die in Fig. 11 gezeigt ist, und.auch der Fallbär 15 gelangt in seine unterste Stellung, die tiefer ist, als die Zwischenstellung bzw. die untere Stellung, die der Fallbär während des normalen Betriebes erreicht. In dieser untersten Stellung befindet sich das obere Ende des Fallbärs 15 unterhalb der länglichen öffnung 33 in der Wandung des Zylinders 12, so dass

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das dieser zugeführte Druckmittel über die in Fig. 6 gezeigten Lüftungskanäle Uo und*41 in die Atmosphäre abströmen kann. Der Fallbär 15 wird also nicht mehr angehoben und ein weiteres Arbeiten des Fallhammers wird verhindert. Sobald nun jedoch der Fallhammer Io erneut auf die Oberseite eines einzutreibenden Pfahles aufgesetzt wird, bewegt sich der Amboss 17 aus'seiner in Fig. 11 gezeigten unteren Stellung in seine in den Figuren 3 und 6 gezeigte obere Stellung, wodurch gleichzeitig der Fallbär 15 in seine mittlere Stellung angehoben wird. Wenn der Fallbär 15 diese Stellung erreicht hat, dann dringt das Druckmittel wieder in den Bereich des Zylinders 12 ein, in welchem dessen Durchmesser sowie der Durchmesser des Fallbärs 15 von einem grösseren Durchmesser in einen kleineren Durchmesser übergeht,und der Fallhammer beginnt wieder in der zuvor beschriebenen Weise zu arbeiten.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass der erfindungsgemässe Fallhammer so konstruiert ist, dass automatisch eine Betriebsunterbrechung erfolgt, wenn der Fallhammer nicht mehr auf einem einzutreibenden Pfahl aufsitzt. Hierdurch wird in vorteilhafter WEise eine Beschädigung des Fallhammers vermieden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Fallhammer zum Aufsetzen auf einen Pfahl und zum Einrammen desselben mit einem in seinem Inneren einen Zylinder bildenden Gehäuse und einem in'dem Zylinder befindlichen, in seinen Abmessungen dem Zylinder entsprechenden, als Fallbär dienenden Kolben, und mit einer Ventilsteuervorrichtung zur Zuführung eines Druckmittels zu dem Zylinder und zürn Ablassen des Druckmittels aus dem Zylinder zur Erzielung einer Auf- und Abbewegung des Fallbärs bzw. Kolbens, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen ist, die eine Auf- und Abwärtsbewegung des Fallbärs (15) verhindert, solange der Fallhammer nicht auf dem Pfahl (2o) aufsitzt.

   Fallhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (12) abschnittsweise unterschiedliche Durchmesser aufweist und dass der als Fallbär (15) dienende Kolben entsprechende Teile unterschiedlichen Durchmessers aufweist, dass in dem Zylinder (12) und an dessen einem Ende ein begrenzt beweglicher, den Fallbär (15) beaufschlagender

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   Amboss (17)angeordnet ist, der eine obere Stellung einnimmt, solange der Fallhammer auf dem Pfahl (2o) aufsitzt und der eine untere Stellung einnimmt, solange der Fallhammer nicht auf dem Pfahl (2o) aufsitzt, dass die Ventilsteuervorrichtung so angeordnet ist, dass sie während des normalen Betriebes des Fallhammers (Io) das Druckmittel in einen Bereich einströmen und aus diesem ausströmen lässt, der zwischen Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers des Zylinders (12) und des Kolbens bzw.- Fallbärs (15) liegt, um eine Auf- und Abbewegung des als Fallbär (15) dienenden Kolbens herbeizuführen, und dass die Sicherungsvorrichtung Druckndttelleitungen (32, 33) umfasst, die an dem Fallbär (15) vorbeiführen und verhindern, dass dieser von dem Druckmittel angehoben wird, sd-ange der Fallhammer (lo) nicht auf dem Pfahl (2o) aufsitzt.

   Fallhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben bzw. Fallbär (15) während eines Arbeitshubes zwischen einer oberen Stellung, in der'der Fallbär sich oberhalb des Ambosses (17) befindet, und einer Zwischenstellung bewegbar ist, in der der Fallbär (15) auf den Amboss (17) auftrifft, der sich, solange der Fallhammer do) auf dem Pfahl (2o) aufsitzt, in seiner oberen Stellung befindet, daß der Fallbär (15) in eine untere Stellung bewegbar ist, in äer er auf dem Amboss (17) aufliegt, wenn dieser sich, solange der Fallhammer (lo) nicht auf dem Pfahl (2o) aufsitzt, in seiner unteren Stellung befindet, und dass die Druckmit-

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   telleitungen (32,33) das Druckmittel an dem Kolben bzw. dem Fallbär (15) vorbeiführen, solange sich dieser in seiner unteren Stellung befindet.

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