DE60002465T2

DE60002465T2 - Einrichtung zum rammen eines pfahles

Info

Publication number: DE60002465T2
Application number: DE60002465T
Authority: DE
Inventors: John Liff MCHATTIE; Duncan Liff HART
Original assignee: Expotech Ltd
Current assignee: Expotech Ltd
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2020-06-13
Also published as: WO2000077308A1; GB2351111B; AU5545100A; JP2003532812A; GB9913785D0; GB2351111A; KR100726812B1; US6691797B1; EP1192318A1; EP1192318B1; ATE239142T1; KR20020027346A; DE60002465D1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einer Pfahlramme zum Eintreiben bzw. Herausziehen von Pfählen in den bzw. aus dem Boden, wobei die Vorrichtung ein Mittel zur Vibrationsakrafterzeugung einschließt
Ein bekanntes Verfahren zum Eintreiben von Pfählen in den Boden besteht darin, mittels eines Vibrationskrafterzeugers schnelle Hammerschläge auf den Pfahl auszuüben. Bei solchen bekannten Systemen wird typischerweise durch ein Hydrauliklmittel eine konstante Kraft auf den Pfahl ausgeübt und der Vibrationskrafterzeuger ist zwischen dem Einwirkungspunkt der konstanten Kraft und dem Pfahl angeordnet Ein weiteres Verfahren, das beispielsweise aus EP 645297 und EP 496167 bekannt ist, besteht darin, die Vibrationskraft durch einen Apparat auszuüben, der den Pfahl festhält Beim Eintreiben von langen Pfählen und in Situationen, in denen kein freier Zugang von oben zu dem Pfahl möglich ist, besteht ein bekanntes Verfahren darin, den Pfahl durch sich seitlich erstreckende Greifarme an einer Stelle zwischen den Enden zu greifen und die Vibrationskraft durch die Greifarme zu übertragen. Wie in EP 645297 gezeigt können die Greifarme auch zwischen der horizontalen Position, in der der Pfahl an einer Stelle zwischen den Enden festgehalten wird, und einer vertikalen Position geschwenkt werden, in der das Ende des Pfahls am Ende oder zu Beginn des Eintreib- oder Herausziehvorgangs festgehalten wird.
Die bekannten Systeme haben den Nachteil, dass die Vibrationskräfte durch die Drehzapfen, durch die die Greifarme zwischen ihren verschiedenen Positionen geschwenkt werden, und durch die Kolbenstangen der Greifmittel übertragen werden. Diese Punkte stellen naturgemäß Schwachstellen auf dem Weg der Rammkraft dar; dies schränkt die Rammkraft ein, die auf den Pfahl ausgeübt werden kann, und verkürzt zudem die Lebensdauer der Komponenten.
Aus JP58117129 ist auch eine Vorrichtung zum Eintreiben von Pfählen bekannt, die an eine Kraft erzeugende Maschine angeschlossen werden kann. Eine mit Öldruck arbeitende Vibrationsvorrichtung überträgt dabei eine Vibrationskraft direkt auf ein vertikales oder horizontales Spannfutter. Der Bewegungsbereich des Greifmittels ist jedoch stark eingeschränkt. Mit dem Greifmittel ist es nicht möglich, einen Pfahl vom Boden aufzuheben und zum Eintreiben senkrecht aufzustellen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine bessere Methode für die Übertragung der Rammkräfte auf den Pfahl bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einem Kraft erzeugenden Apparat zum Eintreiben bzw. Herausziehen von Pfählen in den bzw. aus dem Boden vor, bestehend aus einem Hauptaufbau mit einem Vibrationskrafterzeuger und ersten Greifmitteln, die sich, wenn sich der Hauptaufbau in seiner betrieblichen Ausrichtung befindet, um ein vertikales Eintreiben von Pfählen zu ermöglichen, horizontal vom Hauptaufbau weg erstrecken, um einen vertikal ausgerichteten Pfahl an einer Stelle zwischen den Enden zu greifen, und aus zweiten Greifmitteln, die sich allgemein rechtwinklig zum ersten Greifmittel vom Hauptaufbau weg nach unten erstrecken, um das Ende eines vertikal ausgerichteten Pfahls zu greifen, dadurch gekennzeichnet, dass Federungsmittel zwischen dem Hauptaufbau und dem Verbindungsmittel angeordnet sind, durch die die Vorrichtung so angepasst wird, dass sie an den Kraft erzeugenden Apparat angeschlossen werden kann, wobei das Verbindungsmittel in mehr als einer Ebene unter Antrieb drehbar ist.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einem Kraft erzeugenden Apparat zum Eintreiben bzw. Herausziehen von Pfählen in den bzw. aus dem Boden vor, bestehend aus einem Hauptaufbau und Federungsmitteln, die zwischen dem Hauptaufbau und dem Verbindungsmittel angeordnet sind und durch die die Vorrichtung so ausgelegt wird, dass sie an den Kraft erzeugenden Apparat angeschlossen werden kann, wobei der Hauptaufbau einen Vibrationskrafterzeuger und ein erstes Greifmittel besitzt, das sich, wenn sich der Hauptaufbau in seiner betrieblichen Ausrichtung befindet, um ein vertikales Eintreiben von Pfählen zu ermöglichen, allgemein horizontal vom Hauptaufbau weg erstreckt, um einen vertikal ausgerichteten Pfahl an einer Stelle zwischen den Enden zu greifen, und wobei das Greifmittel mindestens ein Paar einander horizontal gegenüberliegende Greifelemente umfasst, von denen mindestens eines ein flüssigkeitsbetriebener Stößel ist mit einem Kolben, der relativ zum Hauptaufbau unbeweglich ist, und einem Zylinder, der auf das gegenüberliegende Greifelement zu und von ihm weg bewegt werden kann.
Eine nach diesem Aspekt der Erfindung konstruierte Vorrichtung kann auch ein genanntes zweites Greifmittel einschließen. Das zweite Greifmittel kann mindestens ein Paar einander gegenüberliegender flüssigkeitsbetriebener Stößel mit einem Kolben einschließen, der unbeweglich am Hauptaufbau befestigt ist, und einem Zylinder, der durch die Flüssigkeit auf den gegenüberliegenden Stößel zu und von ihm weg bewegt werden kann.
In einer anderen Ausbildungsform kann das bzw. jedes der Greifmittel einen festen Reaktionspunkt und einen Stößel umfassen, der auf den festen Reaktionspunkt zu und von ihm weg bewegt werden kann.
In einer anderen Ausbildungsform, bei der das Greifmittel ein Paar einander gegenüber liegender Stößel einschließt, kann einer der Stößel in eine feste, vorbestimmte Greifposition bewegt werden, bevor der zweite Stößel seine Bewegung vollendet und einen Pfahl zwischen den beiden Stößeln greift.
Der bzw. jeder der Zylinder sollte vorzugsweise in einer zugehörigen Bohrung im besagten Hauptaufbau gleiten können.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezug auf die zugehörigen Figuren beschrieben, wobei:
1 eine Seitenansicht der Vorrichtung und eines Verbindungsmittels und
2 eine Endansicht der Vorrichtung zeigt.
In 1 der Zeichnungen ist eine Vorrichtung 1 dargestellt, die über eine Verbindungsvorrichtung 3 an den hydraulisch betätigbaren Ausleger 2 eines Baggers oder einer ähnlichen Maschine angeschlossen ist. Die Verbindungsvorrichtung ist über die Schwenkverbindungen 4 und 5, die sich an einem oberen Rahmenelement 6 des Verbindungsmittels befinden, an dem Aufleger montiert. Ein Ausbau 7 ist über Stifte 8 schwenkbar an dem Rahmenelement 6 montiert. Die Schwenkbewegung des Ausbaus 7 wird durch zwei hydraulisch betätigbare Stößel- und Zylindervorrichtungen 9 gesteuert, die, wie in 2 gezeigt, jeweils schwenkbar an gegenüberliegenden Seiten des oberen Rahmens 6 montiert sind und schwenkbar mit den einander gegenüber liegenden Seiten des Ausbaus 7 verbunden sind.
Das Verbindungsmittel 3 hat ein unteres Verbindungselement 10, das durch einen Hydromotor 11 zum Ausbau 7 in der vertikalen Achse um 360 Grad drehbar ist. Die Greifvorrichtung 1 ist so ausgelegt, dass sie durch eine schnell lösbare Befestigung an das untere Verbindungselement 10 angeschlossen werden kann. Die Greifvorrichtung 1 hat ein Hauptanschlusselement 12, das starr mit dem Verbindungselement 10 verbunden ist, und einen Hauptaufbau 13, der mit dem Anschlusselement 12 durch zwölf Federungselemente 14 verbunden ist, von denen jeweils sechs auf beiden Seiten des Anschlusselements 12 liegen. Das Anschlusselement 12 hat vier abhängige Gummipuffer 15, die die Bewegung des Hauptaufbaus 13 in Richtung auf das Anschlusselement einschränken.
Der Hauptaufbau 13 besteht aus einer im Wesentlichen starren kastenartigen Konstruktion, die an einem Ende offen ist, und trägt einen Vibrationskrafterzeuger 16, der aus einem Hydromotor besteht, der über die Leitungen 17 aus der hydraulischen Kraftquelle des Baggers gespeist wird. Der Hydromotor dreht über ein Getriebe (nicht dargestellt) eine Welle, die ein zu ihrer Drehrichtung versetztes exzentrisches Gewicht trägt. Die Welle ist in zwei Lagern montiert, von denen jedes aus einem unteren Halblager besteht, das in einer starr am Hauptaufbau 13 befestigten starren Wiege liegt, sowie aus Lagerschalen, die die obere Hälfte des Lagers bilden und an der Wiege verschraubt sind. Der Hauptaufbau trägt zwei Paare seitlicher Greifer 18 und 19 mit jeweils einem Stößel, der aus einem starr am Hauptaufbau 13 befestigten Kolben (nicht dargestellt) und einem Zylinder 20 besteht, der durch die Zuführung bzw. Entfernung von Hydraulikflüssigkeit auf den gegenüberliegenden Zylinder 20 zu bzw. von diesem weg bewegt werden kann. Jeder Zylinder trägt an seinem äußeren Ende ein Greifelement 21 mit gezahnter Oberfläche. Jeder Zylinder 20 ist in einer zugehörigen Bohrung 22 im Hauptaufbau gleitend gelagert und hat eine Chromoberfläche, die die Reibung zwischen der Bohrung 22 und dem Zylinder 20 reduziert. Der Transport der Hydraulikflüssigkeit zu und von den Zylindern erfolgt über Leitungen 28 aus der hydraulischen Kraftquelle des Baggers.
Wie 1 zu entnehmen ist, sind die Greifer 18 und 19 so im Hauptaufbau montiert, dass sie zu der Achse, um die der Hauptaufbau relativ zum Verbindungsmittel geschwenkt wird, seitlich versetzt sind. Die Vorrichtung schließt zudem ein weiteres, unteres Greifelement 23 ein, das sich vom Hauptaufbau 13 nach unten erstreckt und Greifoberflächen besitzt, die im Wesentlichen mit der Schwenkachse des Hauptaufbaus um das Verbindungsmittel ausgerichtet sind. Das Greifelement 23 schließt eine Greiffläche oder ein Widerlager 24 ein, das relativ zum Hauptaufbau 13 fixiert ist, sowie einen Zylinder 25, der in einer Bohrung 26 in einer nach unten gerichteten Verlängerung des Hauptaufbaus gleiten kann. Der Transport von Hydraulikflüssigkeit zu und von diesem Zylinder erfolgt durch die Leitungen 27, die mit der hydraulischen Kraftquelle des Baggers verbunden sind.
Wenn im Betrieb die Vorrichtung 1 über das Verbindungsmittel 3 an den Ausleger 2 des Baggers angeschlossen ist, ist der Baggerfahrer in der Lage, die Greifervorrichtung bei unbeweglichem Ausleger 2 in der vertikalen Achse um 360 Grad zu schwenken und außerdem die Greifmittel relativ zum Ausleger zu schwenken, indem er mit der Hydraulik des Auslegers die Vorrichtung um die Schwenkachse der Schwenkverbindungen 4 und 5 schwenkt. Eine Feinausrichtung der Vorrichtung ist möglich, indem man das Verbindungsmittel durch selektive Betätigung der Hydrozylinder 9 um die Schwenkachse der Stifte 8 schwenkt.
Auf diese Weise kann der Fahrer einen horizontal auf dem Boden liegenden Pfahl anheben, indem er ihn an einer Stelle zwischen den Enden greift, und dann zum vertikalen Eintreiben aufstellen. Im Betrieb wird einer der Zylinder 20 eines jeden seitlichen Greiferpaars 18 und 19 in eine vorbestimmte Position bewegt, die knapp vor der Bewegung des gegenüberliegenden Zylinders 20 liegt. Auf diese Weise ist eine genaue Position des Pfahls relativ zur Mittelachse des Verbindungsmittels und der Vorrichtung gewährleistet, so dass Spannungen reduziert werden, die erzeugt würden, wenn der Pfahl in einer versetzten Position eingetrieben würde. Durch Betätigung des Auslegers wird eine nach unten gerichtete Kraft auf den Pfahl ausgeübt, wobei die Kraft durch die Greifvorrichtung 1 übertragen wird. Danach wird der Vibrationskrafterzeuger 16 betätigt, und die von dem exzentrischen Gewicht erzeugte Vibrationskraft versetzt den Hauptaufbau 13 in Schwingung; es wird eine nach unten gerichtete Vibrationskraft auf den Hauptaufbau und damit auf den von den Greifern festgehaltenen Pfahl ausgeübt.
Während der Pfahl in den Boden eingetrieben wird, wird die Greifvorrichtung in vorgegebenen Intervallen zunehmend weiter am Pfahl nach oben versetzt. Wenn das obere Ende des Pfahls in Reichweite des Auslegers und der Greifvorrichtung liegt, wird das Ende des Pfahls mit dem unteren Greifmittel 23 gefasst und der Eintreibvorgang fortgesetzt, bis der Pfahl die gewünschte Tiefe erreicht hat. Zum Entfernen eines Pfahls werden die Kräfte umgekehrt, indem der Ausleger 2 angehoben wird, um eine Hubkraft auf die Vorrichtung 1 auszuüben. Die Wirkung des Vibrationskrafterzeugers wird hierdurch umgekehrt und hilft bei der Entfernung des Pfahls aus dem Boden.
Der Apparat kann verschiedene Variationen aufweisen Beispielsweise sind die seitlichen Greifelemente als zwei einander gegenüberliegende Greiferpaare dargestellt, es könnte jedoch auch nur ein einander gegenüberliegendes Greiferpaar verwendet werden bzw. bei Anwendungen mit höherer Beanspruchung könnten drei oder noch mehr Paare verwendet werden. Ebenso könnte in einem anderen Ausführungsbeispiel jeder Greifer nur einen beweglichen Zylinder besitzen, der zu einem feststehenden Widerlager hin und von diesem weg bewegt werden könnte; das Widerlager wäre dabei so platziert, dass gewährleistet ist, dass ein festgehaltener Pfahl in der korrekten Position gehalten wird.
Ebenso ist hier beschrieben, dass der untere Greifer 23 nur einen Zylinder besitzt, der mit dem feststehenden Widerlager zusammenwirkt, es können jedoch an dieser Stelle auch zwei einander gegenüberliegende Zylinder verwendet werden.

Claims

Eine Vorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einem Kraft erzeugenden Apparat zum Eintreiben bzw. Herausziehen von Pfählen in den bzw. aus dem Boden, bestehend aus einem Hauptaufbau (13) mit einem Vibrationskrafterzeuger (16) und ersten Greifmitteln (18, 19), die sich, wenn sich der Hauptaufbau (13) in seiner betrieblichen Ausrichtung befindet, um ein vertikales Eintreiben von Pfählen zu ermöglichen, horizontal vom Hauptaufbau (13) weg entrecken, um einen vertikal ausgerichteten Pfahl an einer zwischen den Enden befindlichen Stelle zu greifen, und aus zweiten Greifmitteln (23), die sich allgemein rechtwinklig zum ersten Greifmittel (18; 19) vom Hauptaufbau (13) weg nach unten erstrecken, um das Ende eines vertikal ausgerichteten Pfahls zu greifen, dadurch gekennzeichnet, dass Federungsmittel zwischen dem Hauptaufbau (13) und dem Verbindungsmittel (3) angeordnet sind, durch die das Verbindungsmittel (3) so angepasst wird, dass es an den Kraft erzeugenden Apparat angeschlossen werden kann, wobei das Verbindungsmittel in mehr als einer Ebene unter Antrieb drehbar ist.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifmittel (18,19) mindestens ein Paar einander horizontal gegenüberlegende Greifelemente umfasst, von denen mindestens eines ein flüssigkeitsbetriebener Stößel ist mit einem Kolben, der relativ zum Hauptaufbau (13) unbeweglich ist und einem Zylinder (20), der auf das gegenüberliegende Greifelement zu und von ihm weg beweglich ist.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Greifmittel mindestens ein Paar einander gegenüber liegender Stößel umfasst.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Greifmittel (23) ein Paar einander gegenüber liegender Stößel einschließt, wobei einer der Stößel in eine vorbestimmte Greifposition bewegt werden kann, bevor der zweite Stößel sein Bewegung vollendet und einen Pfahl an einer Stelle zwischen dem einander gegenüberliegenden Stößelpaar greift.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder beide der zweiten Greifmittel und das erste Greifmittel einen festen Reaktionspunkt und einen Stößel umfassen, der auf den festen Reaktionspunkt zu und von ihm weg beweglich ist.
Eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. jeder der Zylinder eines Stößels in einer zugehörigen Bohrung im besagten Hauptafbau (13) gleiten kann.