專利名稱：柴油打樁機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油打樁機(jī)，該柴油打樁機(jī)具有a)氣缸；b)在氣缸內(nèi)可移動(dòng)地被引導(dǎo)的活塞；c)在氣缸內(nèi)可移動(dòng)地被引導(dǎo)的沖擊件/撞擊件，在柴油打樁機(jī)的工作位置該沖擊件設(shè)置在活塞下方；d)工作腔，該工作腔在軸向上由沖擊件的位于氣缸內(nèi)部的端面和活塞端面圍成；e)燃料供給裝置，通過(guò)該燃料供給裝置可在每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)向工作腔輸入預(yù)定量的燃料，特別是柴油。
背景技術(shù)：
這種也被稱為柴油打樁錘的柴油打樁機(jī)用于特別是在建筑工業(yè)的地基施工中將各種類型的樁如混凝土樁、鐵梁、板樁墻元件等打入地基內(nèi)。
為了起動(dòng)這種柴油打樁機(jī)，借助于釋放裝置將活塞向上拉并在特定高度處釋放，接著活塞在重力作用下下落。活塞在下落時(shí)操縱一燃料泵，由此向一個(gè)或多個(gè)噴嘴供給燃料，特別是柴油，所述噴嘴將燃料噴入氣缸的工作腔。
在活塞下落時(shí)氣缸工作腔內(nèi)的空氣受到壓縮并由此這樣被加熱，使得存在于工作腔中的燃料/空氣混合物點(diǎn)燃，隨之爆炸式地燃燒。
此時(shí)釋放的爆炸能量一方面將活塞重新向上甩至新的工作循環(huán)，另一方面將樁打入地下。
對(duì)于這種柴油打樁機(jī)，已知兩種以不同方式將燃料噴入工作腔的類型。
對(duì)于第一種噴射方式——高壓噴射，在空氣被下落的活塞壓縮期間燃料通常以精細(xì)霧化的燃料霧的形式在高壓下噴入氣缸的工作腔。這種霧和空氣一起形成可點(diǎn)燃的混合物。在高壓噴射時(shí)，燃料早在壓縮過(guò)程期間、一旦被壓縮空氣達(dá)到足以點(diǎn)燃燃料混合物的溫度時(shí)便已點(diǎn)燃。
通過(guò)爆炸式的燃燒在工作腔內(nèi)產(chǎn)生高的壓力，通過(guò)該高的壓力一方面使活塞制動(dòng)。另一方面這個(gè)燃燒壓力作用在沖擊件上，沖擊件對(duì)樁施加力，由此將樁打入地下。
壓縮過(guò)程最遲在活塞碰到?jīng)_擊件時(shí)終止，其中在撞到?jīng)_擊件上之前已經(jīng)由膨脹的燃燒產(chǎn)物制動(dòng)的活塞沒(méi)有以全部動(dòng)能撞擊到?jīng)_擊件上。有時(shí)，特別是在地基較硬時(shí)，甚至可能出現(xiàn)這樣的情況，即活塞根本沒(méi)有碰到?jīng)_擊件，并且沒(méi)有事先與沖擊件接觸便在燃燒氣體的作用下被重新向上拋。在這種條件下僅僅通過(guò)燃燒氣墊使沖擊件作用在樁上。
因此，采用高壓噴射的柴油打樁機(jī)不太適于對(duì)重的樁進(jìn)行打樁或不適用于具有硬土層的難處理的地壤條件。
此外，這種柴油打樁機(jī)在工作時(shí)溫度非常高，并且在過(guò)熱時(shí)高壓噴射系統(tǒng)可能發(fā)生誤點(diǎn)燃。另外，這種系統(tǒng)需要經(jīng)常維修且具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這帶來(lái)這樣的缺點(diǎn)，即采用高壓噴射的柴油打樁機(jī)在建筑工地現(xiàn)場(chǎng)很難或甚至根本不能進(jìn)行維修。
高壓噴射的優(yōu)點(diǎn)在于良好的比較無(wú)殘留物的燃燒和柴油打樁機(jī)的良好的起動(dòng)性能，以及在土層軟時(shí)具有良好的打樁效果。
第二種噴射方式是所謂的沖擊霧化，與高壓噴射相對(duì)它也可以稱為低壓噴射。
在這種情況下，燃料在壓縮過(guò)程開(kāi)始時(shí)通常以燃料射束的形式以較低壓力噴入工作腔，然后首先作為燃料面(Kraftstofflache)置于沖擊件的上端面上。
工作腔內(nèi)的空氣通過(guò)下落的活塞被壓縮，直至活塞撞到?jīng)_擊件上為止。在這個(gè)瞬時(shí)液態(tài)燃料通過(guò)碰撞的活塞面霧化并在這種狀態(tài)下點(diǎn)燃高溫的壓縮空氣。然后通過(guò)爆炸把活塞向上拋，隨之可開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。
直到撞擊在沖擊件上為止活塞的下落僅僅通過(guò)處于工作腔內(nèi)并由活塞壓縮的空氣來(lái)制動(dòng)。這意味著，活塞的動(dòng)能大部分傳遞到?jīng)_擊件上，因此在活塞重量相同的情況下可在樁上施加比在上述高壓噴射的情況下高得多的沖擊力。活塞對(duì)沖擊件的撞擊在時(shí)間上發(fā)生在燃料燃燒之前。
采用低壓噴射的柴油打樁機(jī)不太適用于地壤阻力小的場(chǎng)合。在這種情況下由于地層阻力較小所以壓縮減小，這是因?yàn)樗⒌膲嚎s壓力已通過(guò)向下運(yùn)動(dòng)的沖擊件傳遞到樁上。因此工作腔實(shí)際上擴(kuò)大，而這又會(huì)付出壓縮壓力減小的代價(jià)。
因此在地壤軟時(shí)燃燒僅僅以有所降低的質(zhì)量進(jìn)行，這可能導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的殘留物(炭黑，在燃燒氣體中未燃燒的燃料)的產(chǎn)生，這些殘留物會(huì)加重環(huán)境負(fù)擔(dān)。
沖擊霧化的優(yōu)點(diǎn)在于有效利用了活塞的動(dòng)能，因?yàn)榛钊残宰矒粼跊_擊件上。此外采用沖擊霧化的柴油打樁機(jī)不易于過(guò)熱，相比高壓噴射柴油打樁機(jī)不易出故障且更容易操作。
迄今為止對(duì)于柴油打樁機(jī)而言不得不接受這樣的缺陷，即根據(jù)兩種工作原理之一工作的柴油打樁機(jī)始終只能考慮特定的場(chǎng)地條件。如果在現(xiàn)場(chǎng)斷定地壤性質(zhì)與預(yù)先計(jì)劃的不同，則要不必須使用非最佳的設(shè)備繼續(xù)工作，要不必須購(gòu)置其它的柴油打樁機(jī)，這造成時(shí)間損失和更高的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種柴油打樁機(jī)，該柴油打樁機(jī)可在良好的燃燒質(zhì)量條件下以良好的沖擊效果用于不同的地壤條件。
對(duì)于開(kāi)頭所述類型的柴油打樁機(jī)該目的通過(guò)這樣的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，即f)燃料供給裝置設(shè)計(jì)成這樣，使得燃料以第一噴射方式作為霧化的燃料霧以及以第二噴射方式作為燃料射束噴入工作腔。
由此使得柴油打樁機(jī)在軟的地壤條件時(shí)可用高壓噴射工作，而在硬地層的情況下可用上述沖擊霧化方式工作。
從而保證了在燃燒優(yōu)化——該燃燒優(yōu)化也部分地與地壤阻力有關(guān)——的同時(shí)使柴油打樁機(jī)的有效性與地壤層的軟硬相匹配。
如果第一噴射方式的燃料霧基本上垂直于活塞的運(yùn)動(dòng)方向在沖擊件的上端面附近流入工作腔，則是有利的。由此實(shí)現(xiàn)燃料霧在工作腔內(nèi)的良好分配，這使得所形成的燃料/空氣混合物全部都良好而有效地燃燒。
第二噴射方式的燃料射束這樣噴入氣缸的工作腔是有利的，即燃料射束傾斜地撞擊在沖擊件的在活塞一側(cè)的端面上。從而保證液態(tài)燃料良好地分布在所述端面上，這使得燃料在活塞撞擊沖擊件時(shí)更好地霧化，從而促成良好而有效的燃燒。
在構(gòu)造方面可方便地轉(zhuǎn)換的柴油打樁機(jī)由這樣的實(shí)施形式得到，其中燃料供給裝置包括至少一個(gè)高壓噴射裝置和至少一個(gè)低壓噴射裝置，它們可分別經(jīng)由一管道并通過(guò)入口與燃料箱連通的至少一個(gè)燃料泵在柴油打樁機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)被供給一定量的燃料。
用這種方法可有利地采用已知的高壓噴射和低壓噴射部件來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的柴油打樁機(jī)。
如果分別通過(guò)高壓噴射裝置和低壓噴射裝置供給的燃料量尤其是可通過(guò)燃料泵本身進(jìn)行調(diào)節(jié)，則是有利的。由此根據(jù)地壤硬度的不同，可使柴油打樁機(jī)的沖擊強(qiáng)度與不同的地壤條件相匹配。
作為另一種選擇，也可采用可操控的節(jié)流閥或在開(kāi)啟時(shí)間方面可控制的閥。
如果下落的活塞控制或操縱燃料泵或噴射閥，那么便可實(shí)現(xiàn)功能良好并且在時(shí)間方面與柴油打樁機(jī)的工作循環(huán)可靠匹配的燃料噴射。
如果在每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)高壓噴射裝置的燃料泵都供給一最低限度的燃料量，那么便可簡(jiǎn)單地防止高壓噴射裝置的通常非常精細(xì)的噴嘴被堵塞。因此在每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)都有燃料流過(guò)噴嘴，從而清除掉污物或保持不存在污物。
如果通過(guò)位于徑向外側(cè)的環(huán)形臺(tái)階部使限定氣缸工作腔的活塞端面降低/縮進(jìn)(abgesetzt)，則可提供一能保證有效燃燒的燃燒腔。如果所述活塞端面貼合在沖擊件的內(nèi)端面上，那么所形成的燃燒腔便是環(huán)形的，并具有較小的容積。
按照本發(fā)明的另一種改進(jìn)方案，在第三噴射方式中燃料既作為霧化的燃料霧又作為燃料射束噴入氣缸的工作腔。
可以這樣實(shí)現(xiàn)在第一和第二噴射方式之間的過(guò)渡。


下面參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中圖1是柴油打樁機(jī)的朝向地基的下段的局部剖視圖；圖2和3示出帶燃料泵的低壓噴射裝置，其操作頂桿示出為處在不同的起始位置；以及圖4示意性地示出供給到工作腔的燃料量的電子控制裝置。
具體實(shí)施例方式
圖1示出帶有兩側(cè)開(kāi)口的氣缸12的柴油打樁機(jī)10，所述氣缸實(shí)際上可具有5至10m的長(zhǎng)度和0.5至1m的直徑。
活塞14在氣缸12內(nèi)移動(dòng)。與活塞同軸的沖擊件16可移動(dòng)地嵌入在氣缸12的開(kāi)口的下端內(nèi)。氣缸12的下端帶有借助于螺釘——在圖中用附圖標(biāo)記18表示其中之一——固定的環(huán)形支承單元20。沖擊件16中部的桿狀段22密封地且可移動(dòng)地在所述支承單元內(nèi)被引導(dǎo)，并且具有比氣缸12的內(nèi)徑小的外徑。
在桿狀段22的下端形成有位于氣缸下方的沖擊板24，其位于外部的凸出的下邊界面26在工作時(shí)與待打入的樁如混凝土樁、鐵梁、板樁墻元件等的上端共同作用。
在沖擊件16的桿狀段22的上端形成有帶多個(gè)軸向間隔開(kāi)的環(huán)形密封圈30的活塞段28，所述密封圈在氣缸12的內(nèi)殼面32上移動(dòng)?；钊?8的上側(cè)和活塞14的下側(cè)以及氣缸12的周壁一起圍成工作腔34。沖擊件16的朝向氣缸12的工作腔34的端面36被磨削成帶有平的燃料凹坑(Brennstoffmulde)37的平面。
在沖擊件16的沖擊板24和氣缸12的支承單元20之間設(shè)有阻尼環(huán)38。在支承單元20附近、在支承單元20的上側(cè)和沖擊件16的活塞段28的下側(cè)之間具有起作用的另一阻尼環(huán)40。
在沖擊件16的上方，活塞14的配有沿軸向間隔開(kāi)的環(huán)形密封圈42的下工作端44在氣缸12內(nèi)移動(dòng)。
活塞14的下面的磨平的自由端面46通過(guò)位于徑向外側(cè)的環(huán)形臺(tái)階部48而降低，使得當(dāng)活塞14的端面46貼合在沖擊件16的端面36上時(shí)形成一環(huán)形結(jié)構(gòu)的燃燒腔。
活塞14的工作端44形成在活塞的質(zhì)量段50上，該質(zhì)量段延伸到氣缸12的此處未示出的上段內(nèi)。
為了第一次提升活塞14以起動(dòng)柴油打樁機(jī)，質(zhì)量段50具有此處未示出的驅(qū)動(dòng)凸肩，一此處同樣未示出的提升裝置的可松開(kāi)的鉤子可作用在該凸肩上。
在氣缸12的周壁上設(shè)有帶有示意性示出的燃料泵53和高壓噴嘴54的高壓噴射裝置52。在沖擊件16的如圖所示的上端位置，即當(dāng)沖擊件16的沖擊板24的上環(huán)形面56貼合在阻尼環(huán)38上時(shí)，高壓噴射裝置52的噴嘴54正好在沖擊件16的端面36的上方通向氣缸12的工作腔34。
除了高壓噴嘴54外還可以在氣缸12的周壁上(尤其是在相同高度上)分布設(shè)置其它高壓噴嘴。
高壓噴嘴54通過(guò)管道58與設(shè)置在氣缸12外側(cè)上的燃料泵53的出口連接，所述燃料泵的入口與灌裝有柴油的燃料箱55連通。在活塞14下落時(shí)，通過(guò)操作頂桿57操縱燃料泵53。
高壓噴射裝置52特別是其噴嘴54設(shè)計(jì)成這樣，使得將供應(yīng)給它的柴油基本上作為霧化的細(xì)霧76在高壓下噴入氣缸12的工作腔34。其中噴嘴54如此定向，使得柴油基本上垂直于活塞14的運(yùn)動(dòng)方向噴入。
在活塞14下落時(shí)通過(guò)預(yù)緊在氣缸12內(nèi)部的操作頂桿61驅(qū)動(dòng)的另一個(gè)燃料泵60在輸出側(cè)通過(guò)管道64與低壓噴嘴66連接，并與該低壓噴嘴一起構(gòu)成低壓噴射裝置68。燃料泵60與灌裝有柴油的燃料箱62連通。低壓噴射裝置68朝氣缸12上端的方向與高壓噴射裝置52沿軸向間隔開(kāi)地設(shè)置在氣缸12的周壁之上和之內(nèi)。其噴嘴66如此設(shè)計(jì)和定向，使得輸出的燃料以基本上連續(xù)的射束大致處在中央地噴射在沖擊件16的端面36上。
此處也可在氣缸12的圓周上、尤其是與低壓噴嘴66在同一高度上分布其它的補(bǔ)充低壓噴嘴。
亦即在總體上高壓噴射裝置52、低壓噴射裝置68以及燃料箱55和62一起構(gòu)成燃料供給裝置。
燃料泵53和60在其輸送量方面可相互獨(dú)立地調(diào)節(jié)，使得供給到高壓噴嘴54和低壓噴嘴66的燃料可連續(xù)地變化，如下面還要說(shuō)明的那樣。
如圖可見(jiàn)，在低壓噴射裝置68上方，傾斜向上延伸的工作管接頭70和72穿過(guò)氣缸12的周壁。通過(guò)這些管接頭吸入燃燒空氣和排出燃燒過(guò)的氣體。
最后柴油打樁機(jī)10還包括此處未單獨(dú)示出的潤(rùn)滑劑泵和分布在氣缸12的周向上的潤(rùn)滑劑噴嘴，通過(guò)這些潤(rùn)滑劑泵和潤(rùn)滑劑噴嘴向活塞14和氣缸12的內(nèi)殼面32之間提供潤(rùn)滑劑。
圖2和3示出低壓噴射裝置68的燃料泵60，其中示出其操作頂桿61處在兩個(gè)不同的起始位置。
操作頂桿61穿過(guò)氣缸12的周壁。其在外部終止于泵活塞80內(nèi)，而在氣缸12的內(nèi)部終止于在氣缸12周壁上的一適當(dāng)凹部81內(nèi)運(yùn)動(dòng)的楔形操作部82。所述泵活塞和操作部通過(guò)活塞桿84相互連接。操作部82的指向氣缸12內(nèi)腔的下凹操作面86具有與氣缸12的內(nèi)殼面32的曲率相匹配的曲率，并且向上和沿徑向向外傾斜。
根據(jù)操作頂桿61起始位置的不同，其操作面86如在圖2中可看到的那樣完全伸入氣缸12的內(nèi)腔，或如圖3所示以下部區(qū)域伸入氣缸內(nèi)腔。
在泵活塞80和操作部82之間的大致中間處，一朝上的止擋板88與活塞桿84相連，并與行程調(diào)節(jié)裝置92的固定在殼體上的可沿徑向調(diào)整的止擋板90協(xié)作。止擋板90通過(guò)螺紋孔94在沿徑向向外伸展的絲桿96上移動(dòng)，該絲桿可通過(guò)在圖中僅示意性示出的伺服電機(jī)98驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
泵活塞80在設(shè)置于氣缸12的周壁外側(cè)的泵缸100內(nèi)移動(dòng)，所述泵缸具有與噴嘴66連通的燃料出口102和與燃料箱62流體連接的燃料入口104。
操作頂桿61由彈簧106始終朝氣缸12內(nèi)腔的方向推壓，使得止擋板88在起始位置處始終緊靠在行程調(diào)節(jié)裝置92的止擋板90上。
圖2示出止擋板90的使泵活塞80具有其最大行程的位置。這意味著，在止擋板90的該位置，在每個(gè)沖程內(nèi)由燃料泵60輸出的燃料量是最大的。
如果現(xiàn)在從圖2所示的位置出發(fā)，旋轉(zhuǎn)調(diào)整裝置92的絲桿96，止擋板90便沿徑向向外運(yùn)動(dòng)。由此使泵活塞80在泵缸100內(nèi)的行程減小，從而使燃料泵的工作腔108的容積減小，這導(dǎo)致每個(gè)沖程內(nèi)可輸送的燃料量減小。圖3示出行程調(diào)節(jié)裝置92的這樣一個(gè)位置。
高壓噴射裝置52可根據(jù)低壓噴射裝置68的上述實(shí)施例進(jìn)行設(shè)計(jì)。高壓噴射裝置52的元件在圖2和3中具有相應(yīng)的附圖標(biāo)記。
因此，通過(guò)高壓噴射裝置52或通過(guò)低壓噴射裝置68輸送到氣缸12的工作腔34內(nèi)的燃料量可通過(guò)所屬的固定在殼體上的止擋板90的相應(yīng)位置來(lái)預(yù)先確定。
在圖4中示出用于供給至氣缸12的工作腔34的燃料量的電子控制裝置，其中與圖1至3中的元件相對(duì)應(yīng)的元件用相同的附圖標(biāo)記表示。
高壓噴嘴54和低壓噴嘴66分別與彈簧加載的電磁閥110流體連接。所述電磁閥分別與處于壓力作用下的燃料儲(chǔ)存器112連通，所述燃料儲(chǔ)存器由相應(yīng)的燃料泵53和60通過(guò)單向閥113供油。
要供應(yīng)給高壓噴嘴54和低壓噴嘴66的燃料量通過(guò)鍵盤118輸入到帶有顯示監(jiān)視器的計(jì)算機(jī)114中。關(guān)于現(xiàn)有地壤條件的信息也可作為輸入?yún)?shù)獲得，然后借助于這些信息用適當(dāng)?shù)能浖?jì)算出適合于高壓噴射裝置52和低壓噴射裝置68的數(shù)據(jù)。
計(jì)算機(jī)114由輸入數(shù)據(jù)計(jì)算電磁閥110開(kāi)啟的持續(xù)時(shí)間，由此根據(jù)其開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間通過(guò)高壓噴嘴54或低壓噴嘴66向氣缸12的工作腔34噴入特定量的燃料。
由計(jì)算機(jī)求出的開(kāi)啟時(shí)間輸送給控制單元120，該控制單元將開(kāi)啟時(shí)間作為控制信號(hào)分別傳送給高壓噴射裝置52或低壓噴射裝置68的可控的單穩(wěn)元件122。
單穩(wěn)元件122在輸入側(cè)通過(guò)接觸夾子124與在圖4中僅示意性示出的伸入活塞軌跡內(nèi)的操作頂桿126連接，并在操作頂桿126運(yùn)動(dòng)時(shí)起動(dòng)。作為另一種選擇可以采用非接觸式工作的傳感器，當(dāng)活塞14下落到規(guī)定位置時(shí)，該傳感器便作出反應(yīng)。
單穩(wěn)元件122在輸出側(cè)分別與放大器128連接，所述放大器將單穩(wěn)元件122的放大信號(hào)傳遞給相應(yīng)的電磁閥110，接著電磁閥根據(jù)單穩(wěn)元件122的相應(yīng)調(diào)整的脈沖寬度而占據(jù)其開(kāi)啟位置。如果達(dá)到兩個(gè)單穩(wěn)元件110的開(kāi)啟時(shí)間——該開(kāi)啟時(shí)間對(duì)于高壓噴射裝置52和低壓噴射裝置68而言可以選擇得不同，則電磁閥110在彈簧力的作用下重新轉(zhuǎn)變到其關(guān)閉位置。
因此，電磁閥110、燃料儲(chǔ)存器112和單穩(wěn)元件122一起構(gòu)成輸送量可控的燃料源。
上述柴油打樁機(jī)10按以下方式工作在起始狀態(tài)，活塞14通過(guò)已經(jīng)提過(guò)但未示出的保持裝置提升到一處在上面的位置。在被釋放后，活塞從那里在重力作用下下落，關(guān)閉工作管接頭70和72，并以其端面46操縱高壓噴射裝置52或低壓噴射裝置68的操作頂桿57、61。
如果采用在圖2和3中所示的噴射裝置52或68的實(shí)施形式，那么這意味著，活塞14從上方撞在操作頂桿61的操作部82的操作面86上。在活塞14繼續(xù)下落時(shí)頂桿向圖2和3中的左側(cè)移動(dòng)。由此使泵活塞80向泵缸100的出口102的方向移動(dòng)，從而將工作腔108中的燃料輸送給噴嘴54或66，并噴射到氣缸的工作腔34內(nèi)。
在工作腔34內(nèi)，也許通過(guò)高壓噴射或通過(guò)沖擊霧化由燃料液滴和空氣形成可燃燒的混合物?，F(xiàn)在噴嘴54和66根據(jù)燃料泵53和60的設(shè)定的不同，單獨(dú)地或共同地分別以上面提到的方式向氣缸12的工作腔34噴射一定量的柴油。如果噴射裝置52、68之一不應(yīng)向氣缸12的工作腔34噴射燃料，則通過(guò)伺服電機(jī)98的控制使其操作頂桿57或61沿徑向向外移動(dòng)，直到相應(yīng)的操作部82不再伸入到氣缸12的內(nèi)腔中為止。
在采用如圖4所示的電子控制裝置時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)114對(duì)期望參數(shù)進(jìn)行編程。其中如果兩個(gè)噴射裝置52、68之一不應(yīng)向氣缸12的工作腔34噴射燃料，那么在這種情況下則將相應(yīng)的單穩(wěn)元件122控制成脈沖寬度為零，使得在活塞14下落時(shí)相應(yīng)的電磁閥110不開(kāi)啟。
隨著活塞14撞擊在沖擊件116上和/或通過(guò)活塞和沖擊件之間的氣墊(作用在沖擊件上)，一向下的力施加在沖擊件上并通過(guò)該沖擊件作用在樁上，該力將樁進(jìn)一步推入地面中。
在隨后通過(guò)柴油的爆炸式燃燒所觸發(fā)的活塞14的向上運(yùn)動(dòng)中，活塞打開(kāi)工作管接頭70、72，由此使燃燒氣體膨脹并通過(guò)工作管接頭70、72流出?，F(xiàn)在活塞14在同樣通過(guò)工作管接頭70、72吸入新鮮的燃燒空氣的情況下繼續(xù)向上拋，直至它到達(dá)其上端位置并重復(fù)所述的工作循環(huán)為止。
因此，柴油打樁機(jī)可以可選地僅借助于高壓噴射裝置52以作為霧化燃料霧的第一噴射方式工作，僅借助于低壓噴射裝置68以作為燃料射束的第二噴射方式工作，或通過(guò)這兩者的組合以既作為霧化燃料霧又作為燃料射束的第三噴射方式工作。由此它可與不同的地壤條件相匹配。
在打樁初期通常存在軟的地壤條件，亦即小的地壤阻力，因此在這個(gè)時(shí)候柴油打樁機(jī)10僅僅或主要借助于高壓噴射裝置52采用高壓噴射來(lái)工作是有利的。在某些情況下低壓噴射裝置68也可供給少量燃料，從而輔助地采用已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的沖擊霧化。
如果樁到達(dá)更有承載能力的因此通常較硬的土層，則可通過(guò)適當(dāng)改變經(jīng)由低壓噴射裝置68供給的燃料量來(lái)提高低壓噴射的份量，由此使活塞14的力直接傳遞到?jīng)_擊件16上并提高在加在樁上的作用力，如已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的那樣。
如果在較大深度處地壤條件重新變成較軟的層例如砂土層，則可相應(yīng)地協(xié)調(diào)通過(guò)噴射裝置52和68供給的燃料量的比例。因此，柴油打樁機(jī)10的工作方式和作用原理可單獨(dú)地與不同的且變化的地壤條件相匹配，這時(shí)可保證柴油良好和完全的燃燒。
當(dāng)在硬土層內(nèi)采用沖擊霧化原理工作時(shí)，高壓噴射裝置52優(yōu)選在每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)以少量燃料繼續(xù)運(yùn)行。也就是說(shuō)在每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)高壓噴射裝置52的燃料泵53向高壓噴嘴54供給一最低燃料量。由此避免高壓噴射裝置52的通常做得非常細(xì)的噴嘴54由于燃燒殘留物或其它雜質(zhì)如潤(rùn)滑油殘?jiān)氯约安荒茉俟ぷ鳌?br> 在一種變型方案中，也可只使用單個(gè)泵來(lái)提供加壓的燃料，所述泵同樣地用于高壓噴射和低壓噴射(如果可能可通過(guò)減壓器或節(jié)流閥)。
在另一種變型方案中，如果希望柴油打樁錘的結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單，和/或負(fù)荷的變化小，則在連續(xù)運(yùn)行中也可不使用燃料量控制裝置。
權(quán)利要求
1.柴油打樁機(jī)(10)，具有a)氣缸(12)；b)在所述氣缸(12)內(nèi)可移動(dòng)地被引導(dǎo)的活塞(14)；c)在所述氣缸(12)內(nèi)可移動(dòng)地被引導(dǎo)的沖擊件(16)，在所述柴油打樁機(jī)(10)的工作位置所述沖擊件設(shè)置在所述活塞(14)的下方；d)工作腔(34)，該工作腔在軸向上由所述沖擊件(16)的位于所述氣缸(12)內(nèi)部的端面(36)和所述活塞(14)的端面(46)圍成；e)燃料供給裝置(52，55，62，68)，通過(guò)該燃料供給裝置可在每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)向所述工作腔(34)輸入預(yù)定量的燃料，特別是柴油，其特征在于，f)所述燃料供給裝置(52，55，62，68)設(shè)計(jì)成這樣，使得燃料以第一噴射方式作為霧化的燃料霧(76)以及以第二噴射方式作為燃料射束(74)噴入所述工作腔(34)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油打樁機(jī)，其特征在于，所述燃料供給裝置(52，55，62，68)設(shè)置成這樣，使得所述第一噴射方式的燃料霧(76)基本上垂直于所述活塞(14)的運(yùn)動(dòng)方向在所述沖擊件(16)的端面(36)附近流入所述工作腔(34)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柴油打樁機(jī)，其特征在于，所述燃料供給裝置(52，55，62，68)設(shè)置成這樣，使得所述第二噴射方式的燃料射束(74)傾斜地撞擊在所述沖擊件(16)的在所述活塞一側(cè)的端面(36)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的柴油打樁機(jī)，其特征在于，所述燃料供給裝置(52，55，62，68)包括至少一個(gè)高壓噴嘴(54)和至少一個(gè)低壓噴嘴(66)，所述高壓噴嘴和低壓噴嘴可分別經(jīng)由一管道(58，64)并通過(guò)入口與燃料箱(55，62)連通的至少一個(gè)燃料泵(53，60；110，112，122)在所述柴油打樁機(jī)(10)的每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)被供給一定的尤其是可調(diào)的預(yù)定量的燃料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油打樁機(jī)，其特征在于，所述燃料供給裝置(52，55，62，68)的至少一個(gè)燃料泵(53，60；110，112，122)設(shè)計(jì)成這樣，使得分別供給至高壓噴射裝置(52)和低壓噴射裝置(68)的燃料量是可調(diào)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的柴油打樁機(jī)，其特征在于，所述燃料泵(53，60；110，112，122)可通過(guò)下落的活塞(14)控制或操縱。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的柴油打樁機(jī)，其特征在于，所述燃料供給裝置(52，55，62，68)設(shè)計(jì)成使得其在每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)向所述高壓噴嘴(54)供給最低量的燃料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的柴油打樁機(jī)，其特征在于，所述活塞(14)的限定所述工作腔(34)的端面(46)通過(guò)位于徑向外側(cè)的環(huán)形臺(tái)階部(48)而降低。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的柴油打樁機(jī)，其特征在于，在第三噴射方式中燃料既作為霧化的燃料霧(76)又作為燃料射束(74)噴入所述氣缸(12)的工作腔(34)。
全文摘要
本發(fā)明涉及柴油打樁機(jī)(10)，包括氣缸(12)、在氣缸(12)內(nèi)可移動(dòng)地被引導(dǎo)的活塞(14)和在氣缸(12)內(nèi)可移動(dòng)地被引導(dǎo)的沖擊件(16)，所述沖擊件在柴油打樁機(jī)(10)的工作位置設(shè)置在活塞(14)的下方。在每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)可通過(guò)燃料供給裝置(52，55，62，68)向在軸向上由沖擊件(16)的位于氣缸(12)內(nèi)部的端面(36)和活塞(14)的端面(46)限定的工作腔(34)供給預(yù)定量的燃料，特別是柴油。燃料供給裝置(52，55，62，68)設(shè)計(jì)成這樣，使得燃料能可選地以第一噴射方式作為霧化的燃料霧(76)或以第二噴射方式作為燃料射束(74)或以第三噴射方式既作為霧化的燃料霧(76)又作為燃料射束(74)噴入氣缸(12)的工作腔(34)。
文檔編號(hào)E02D7/00GK101087919SQ200580044737
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者M·海歇爾, S·梅韋斯 申請(qǐng)人:德?tīng)柆斂擞邢藜皟珊瞎?