BE816245A - DEVICE FOR DRIVING AND EXTRACTING PILES. - Google Patents

DEVICE FOR DRIVING AND EXTRACTING PILES.

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BE816245A
BE816245A BE2053683A BE2053683A BE816245A BE 816245 A BE816245 A BE 816245A BE 2053683 A BE2053683 A BE 2053683A BE 2053683 A BE2053683 A BE 2053683A BE 816245 A BE816245 A BE 816245A
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D11/00Methods or apparatus specially adapted for both placing and removing sheet pile bulkheads, piles, or mould-pipes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/18Placing by vibrating

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  • Structural Engineering (AREA)
  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)

Description

       

  La présente invention se rapporte à un dispositif

  
pour enfoncer et extraire des pieux, à utiliser dans des

  
travaux de fondation, ce pieu étant fait en béton, en acier

  
ou en bois, et sous forme d'un poteau, d'un tube ou d'une feuille.

  
Jusqu'à maintenant, des dispositifs ou appareils connus pour enfoncer dans le sol des pieux à utiliser dans

  
des travaux de fondation, sont le marteau-pilon, le marteaupilon diésel,le marteau-pilon à vapeur et autres. Cependant, ces appareils ou dispositifs n'engendrent que des cycles d'enfoncement situés entre 5 et 200 coups/minute. D'autre

  
part, un marteau pour enfoncer les pieux du type à vibrations, l'un des appareils classiques,a au moins deux poids, et utilise des forces centrifuges ainsi créées, tandis qu'il engendre des cycles d'enfoncement supérieurs à 1000 coups/

  
minute. Cependant, cet appareil dicte l'utilisation d'une

  
force d'enfoncement extrêmement importante, utilisant la

  
force centrifuge de 2 poids, pour qu'elle soit exercée directement sur la tête d'un pieu, ces poids étant déplacés

  
dans une direction verticale en synchronisme l'un avec

  
l'autre. Cela endommage la tête du pieu, dans le cas où le

  
pieu est fait en un béton ayant une faible résistance à la tension.

  
La présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients mis en évidence avec les dispositifs selon

  
l'art antérieur pour enfoncer les pieux.

  
Selon un aspect de la présente invention, on crée

  
un dispositif adapté pour enfoncer un pieu dans le sol, comprenant un élément de guidage ayant une section transversale en forme de I, et se composant d'une tige ayant

  
des rebords, dont un doit être placé sur la tête d'un pieu

  
à enfoncer dans le sol; un ensemble de poids se déplace relativement par rapport à cet élément de guidage, et cet ensemble comprend un boîtier ayant une partie adaptée

  
pour heurter l'un des rebords de l'élément de guidage, et une partie d'alésage adaptée pour y recevoir, de façon à

  
ce qu'elle puisse glisser, la tige de cet élément de guidage et cette partie d'alésage est placée centralement dans le boîtier, la partie servant à heurter étant placée à l'extrémité inférieure de la partie d'alésage; un dispositif d'excitation est abrité dans ce boîtier; un corps élastique est interposé entre l'un des rebords et la partie qui heurte du boîtier, la fréquence du dispositif d'excitation étant

  
en coïncidence avec celle de l'ensemble de poids, qui dépend du corps élastique.

  
Selon un autre aspect de la présente invention,

  
il est créé un dispositif adapté pour extraire un pieu du sol, comprenant un élément de guidage ayant une section transversale en forme de I, et se composant d'une tige ayant des rebords, dont un doit être fixé à la tête d'un pieu;

  
un ensemble de poids se déplace relativement par rapport

  
à l'élément de guidage, et cet ensemble comprend un boîtier ayant une partie d'alésage adaptée pour recevoir, de façon

  
à ce qu'elle puisse y glisser, la tige, et une partie adaptée pour heurter l'un des rebords, et placée à l'extrémité supérieure de la partie d'alésage; un dispositif d'excitation est abrité dans le boîtier; un premier corps élastique est interposé entre le sommet de l'ensemble de poids et le moyen de support, pour suspendre cet ensemble de poids; et un se= cond corps élastique est interposé entre l'un des rebords

  
et la partie qui heurte du boîtier, la fréquence du dispositif d'excitation étant en coïncidence avec celle de l'ensemble de poids, qui dépend des premier et second corps élastiques. 

  
Avant de procéder à la description des modes

  
de réalisation préférés de la présente invention, une meilleure compréhension sera obtenue en décrivant les

  
deux principes fondamentaux incorporés dans la présente invention.

  
Premier principe de la présente invention:

  
En se reportant à la figure 1, on suppose qu'un poids W est lancé sur un ressort à partir d'une hauteur h , au-dessus du ressort, ayant une longueur libre H , et une constante de ressort k, ainsi le ressort est comprimé d'une distance y produisant une force F sur un sol, puis le poids W rebondit vers le haut au moyen d'une force de remise en place du ressort, vers sa position initiale. Si une force d'amortissement n'est pas présente, ces mouvements vers le haut et vers le bas d'un ressort continueront de façon permanente, en effectuant une vibration libre ayant une fréquence f.

  
Dans ce cas, la formule suivante sera maintenue parmi des facteurs tels que le poids W d'un poids, la

  
 <EMI ID=1.1> 

  

 <EMI ID=2.1> 


  
alors, selon le principe de la conservation de l'énergie:

  

 <EMI ID=3.1> 
 

  

 <EMI ID=4.1> 


  
en supposant que le temps nécessaire pour qu'un poids effec-

  
 <EMI ID=5.1> 

  

 <EMI ID=6.1> 


  
à partir de la formule (2),

  

 <EMI ID=7.1> 


  
L'équation du déplacement durant le mouvement d'un poids en contact avec le ressort sera donnée comme suit:

  

 <EMI ID=8.1> 


  
Cela représente une oscillation harmonique simple,

  
 <EMI ID=9.1> 

  
sente la hauteur d'un ressort lorsque le poids est placé lentement sur le ressort. Le symbole y apparaissant dans la formule (4) représente le déplacement d'un objet à partir du centre de vibration, tandis que t représente le temps

  
en prenant le centre de vibration comme point d'origine des temps.

  
On suppose que t2 représente le temps nécessaire pour un déplacement vers le haut ou vers le bas, entre le centre de vibration H et la hauteur libre H , et que y = W/k et t = t2. 

  

 <EMI ID=10.1> 


  
 <EMI ID=11.1> 

  
k

  

 <EMI ID=12.1> 


  
Alors, on suppose que t3 représente le temps nécessaire pour que le poids se déplace vers le haut ou vers le bas entre le centre de vibration et le point de compression maximale,

  
 <EMI ID=13.1> 
 <EMI ID=14.1> 
 On suppose que T et f représentent respectivement la période totale de vibration et sa fréquence, alors

  

 <EMI ID=15.1> 


  
d'après les formules (3), (5) et (6),

  

 <EMI ID=16.1> 


  
l'amplitude totale A sera donnée comme suit :

  

 <EMI ID=17.1> 


  
 <EMI ID=18.1> 

  
[deg.] k

  

 <EMI ID=19.1> 


  
de la formule (7), 
 <EMI ID=20.1> 
 Si on donne le coefficient d'accélération &#65533;(=F/W) et f, alors on détermine l'amplitude totale A à partir de la

  
 <EMI ID=21.1> 

  
sera également déterminée par la formule (9).

  
D'autre part, si le coefficient d'accélération&#65533; ,

  
la fréquence f et le poids d'un poids W sont donnés, la constante de ressort nécessaire k sera déterminée par la formule (7).

  
Si la vibration libre du poids surmonte une force d'amortissement qui est inévitablement présente, pour permettre la vibration permanente, tandis qu'un dispositif d'excitation est abrité dans le poids pour impartir une vibration continue ou un impact vers le bas F sur la tête

  
d'un pieu, avec la fréquence du dispositif d'excitation qui est en coïncidence avec la fréquence libre f du poids, il y aura alors un phénomène de résonance entre eux, ainsi la puissance d'entraînement du dispositif d'excitation sera convertie en travail pour enfoncer un pieu dans le sol avec l'efficacité maximale. 

  
La figure 2 montre un dispositif d'excitation du type à poids centrifuges, dans lequel deux poids sont adaptés pour tourner dans des directions opposées l'un par rapport à l'autre à une fréquence f, ce qui produit une vibration dans une direction verticale. On suppose que le poids des deux poids (2w) et le poids supplémentaire qui les accompagne, sont inclus dans le poids d'un poids W.

  
Dans ce cas, la force d'excitation maximale dans

  
la direction verticale est donnée comme suit:

  

 <EMI ID=22.1> 


  
Les nécessités suivantes doivent être satisfaites pour amorcer le mouvement du poids w.

  

 <EMI ID=23.1> 


  
Comme on peut le voir d'après la formule (2), le poids w des poids en rotation du dispositif d'excitation est extrêmement faible, en comparaison de celui du poids W.

  
La puissance P nécessaire pour entrainer le dispositif d'excitation sera donnée comme suit, à condition que A représente l'amplitude totale des poids en rotation:
 <EMI ID=24.1> 
- m masse d'un poids en rotation (deux de ces poids en rotation forment un dispositif d'excitation)
- r : rayon de révolution de m
- ou : accélération angulaire de m.

  
La force centrifuge, dans le cas de la figure 5, agit vers le haut, et son importance sera comme suit:

  
 <EMI ID=25.1>  où t représente l'origine du temps où les poids rotatifs, ayant une masse m, sont placés à la position la plus élevée.

  
En conséquence, la force centrifuge est

  
 <EMI ID=26.1> 

  
poids W vibre à l'amplitude totale A, ou à la demi-amplitude A/2, et que sa fréquence coïncide avec celle du nombre de tours, par minute,du dispositif d'excitation d'un poids de 2w, une résonance sera créée. Dans ce cas, la phase de

  
 <EMI ID=27.1> 

  
en comparaison avec la phase du dispositif d'excitation ayant le poids rotatif d'une masse m. Le déplacement vertical du dispositif d'excitation durant le temps dt au temps t sera donné comme suit:

  

 <EMI ID=28.1> 


  
En conséquence, le travail du dispositif d'excitation durant le temps dt sera donné comme suit:

  

 <EMI ID=29.1> 


  
Le travail du dispositif d'excitation durant une rotation sera comme suit, à condition que la période T =
 <EMI ID=30.1> 
 
 <EMI ID=31.1> 
 En supposant que la fréquence est f, alors le travail effectué durant une unité de temps sera f fois aussi important que le travail. Si l'on suppose que c'est une puissance P, alors

  

 <EMI ID=32.1> 


  
tandis que q = 2mw<2>r est la force centrifuge maximale du dispositif d'excitation.

  

 <EMI ID=33.1> 


  
on suppose de plus que le poids d'un poids rotatif est w, alors

  

 <EMI ID=34.1> 


  
En se reportant à la figure 4, si un pieu S est enfoncé dans le sol, à la même fréquence que celle du poids ayant un poids W, cependant à l'amplitude totale A, l'amplitude apparente du poids sera 2A. En d'autres termes, lorsque le pieu ne s'enfonce pas, le poids vibrera à l'amplitude totale A dans une condition (a), tandis que si le pieu s'enfonce, le poids vibrera dans les conditions (b) et (c), et ainsi l'amplitude totale sera 2A. La puissance maximale dans ce cas sera comme suit:

  

 <EMI ID=35.1> 


  
Comme cela est apparent à la lecture de la description qui précède, et comme illustré sur la figure 2, si un corps élastique ayant une constante de ressort k est fixé à un pieu S, et qu'un poids ayant un poids W est abrité dans le dispositif d'excitation, la fréquence de ce dispositif d'excitation étant en coïncidence avec celle d'un poids qui pend du corps élastique,il se produira une résonance. En conséquence, la puissance d'entraînement du dispositif d'excitation, qui peut être estimée à partir de Pmax, agira sur le pieu comme force d'enfoncement dans une direction vers le bas.

Second principe de la présente invention

  
En se reportantmaintenant à la figure 5, si un poids ayant pour poids W est suspendu par le moyen d'un corps élastique ayant une constante de ressort kl, au moyen d'un corps de support A, et qu'un objet B est connecté, par

  
 <EMI ID=36.1> 

  
poids, et que le poids est soumis à une vibration verticale, alors il vibrera à une fréquence naturelle f. On suppose que le poids effectue un mouvement vers le bas, il se créera un jeu entre l'objet stationnaire C et l'objet B

  
si bien que l'objet B sera placé dans la position illustrée par les traits interrompus. Le poids se déplacera vers le bas jusqu'à ce que le jeu ci-dessus atteigne le maximum; puis le poids commencera à se déplacer vers le haut. 

  
Tandis que le poids est décalé vers un mouvement vers le haut, et que l'objet B contacte l'objet C, le poids aura une énergie cinétique maximale. Le poids subira les actions

  
 <EMI ID=37.1> 

  
que du corps élastique ayant la constante de ressort k2.

  
En conséquence, dans le cas où un ensemble de poids abritant un dispositif d'excitation, se compose de deux poids en rotation, et que la vibration d'un poids

  
est étudiée de façon à surmonter une force d'amortissement pour continuer la vibration, alors l'objet peut exercer

  
un choc vers le haut sur l'objet C de façon continue. De plus, le choc maximal vers le haut exercé par l'objet B sur l'objet C sera obtenu en amenant la fréquence du dispositif d'excitation en coïncidence avec la fréquence naturelle d'un poids qui pend des deux corps élastiques, étant donné la résonance résultante.

  
Ainsi, cela permet d'extraire un pieu en appliquant une force vers le haut, au moyen de l'objet C faisant corps avec un pieu. En variante, l'objet C peut être le pieu lui-même.

  
Ainsi, la présente invention illustre un dispositif d'enfoncement et d'extraction de pieux, utilisant un ou les deux principes ci-dessus mentionnés.

  
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels:

  
les figures 1 à 4 sont des schémas illustrant

  
le premier principe de la présente invention; la figure est un schéma illustrant le second principe de la présente invention; la figure 6 est une vue en élévation latérale du dispositif d'enfoncement et d'extraction de pieux, selon la présente invention, illustrant le moyen de support; la figure 7 est une vue en élévation latérale du dispositif de l'invention, appliqué à l'opération d'extraction d'un pieu; la figure 8 est une vue en section transversale longitudinale du dispositif selon la présente invention;

  
les figures 9 et 10 sont des vues en perspective d'un ensemble de poids excentriques subsidiaires selon la présente invention, montrant leur construction détaillée;

  
les figures 11 et 12 sont des vues en section transversale longitudinale de modes de réalisation de capots adaptés chacun pour recevoir fermement une tête de pieu selon la présente invention; la figure 13 est une vue en section transversale longitudinale d'un autre mode de réalisation du dispositif selon la présente invention; la figure 14 est une vue partielle en section transversale longitudinale, faite suivant la ligne 14-14 de la figure 13; la figure 15 est une vue partielle en section transversale longitudinale du boîtier de galets illustrés sur les figures 6, 7 et 8, montrant leur fixation; la figure 16 est une vue en élévation latérale d'un dispositif d'excitation abrité dans un boîtier.

  
En se reportant à la figure 6, elle illustre en 12 un dispositif d'enfoncement et d'extraction de pieux selon

  
 <EMI ID=38.1> 

  
de support. 

  
 <EMI ID=39.1> 

  
à chaîne ou chenille sans fin, par rapport auquel peut pivoter un guidage 16, et un mât ou longeron 18 dont les extrémités opposées peuvent pivoter par rapport au véhicule et au guidage, et qui est extensible.

  
 <EMI ID=40.1> 

  
Le dispositif 12 d'enfoncement et d'extraction des pieux comprend un boîtier 32, qui abrite un certain nombre de galets 34 engageant la tige de guidage 20 fixée au guidage 16. Le boîtier 32 est muni d'un anneau de suspension 36 à son sommet, et le dispositif 12 est suspendu par le moyen 10 comprenant le câble 30, au moyen d'un câble 38 de forme annulaire, qui engage l'anneau de suspension 36, et qui est adapté pour recevoir le crochet 26.

  
 <EMI ID=41.1> 

  
enfoncé dans le sol.

  
En se reportant à la figure 7, l'anneau de sus-

  
 <EMI ID=42.1> 

  
et d'extraction des pieux, sont connectés l'un à l'autre au moyen d'un amortisseur 46 comprenant un certain nombre de ressorts tandis qu'un mandrin 48 est prévu à l'extrémité inférieure du boîtier. Le mandrin 48 serre la tête d'un pieu 50 en feuille.

  
Comme on peut le voir, le dispositif d'enfoncement et d'extraction des pieux selon la présente invention est utilisé soit pour enfoncer un pieu comme illustré sur  <EMI ID=43.1>  la figure 6, ou pour l'extraire comme illustré sur la figure
7.

  
La construction du dispositif 12 d'enfoncement et d'extraction des pieux, sera décrite en plus de détails en se reportant à la figure 8. Comme on peut le voir, le boî-

  
 <EMI ID=44.1> 

  
adaptés pour être entraînés et tournés par un moteur électrique 52, et une partie inférieure 32b abritant un élément

  
 <EMI ID=45.1> 

  
se composant d'une tige 56 ayant un rebord supérieur 55a et un rebord inférieur 55b. Les deux rotors 54, dans la partie supérieure 32a du boîtier, sont munis d'engrenages 58 venant en prise l'un avec l'autre, et de plaques arquées 60 formant

  
 <EMI ID=46.1> 

  
façon excentrique. Le dispositif d'excitation se compose de ce moteur 52 et des poids excentriques 60, et ces rotors sont entrainés en rotation par l'entraînement du moteur 52. Les vibrations latérales et horizontales seront décalées étant donné.la rotation de ces poids excentriques, laissant une vibration verticale. Durant la condition de non fonctionnement du moteur 52, chaque rotor maintient les poids excentriques placés dans leur position inférieure illustrée.

  
La partie inférieure 32b du boîtier comprend un

  
 <EMI ID=47.1> 

  
en forme de I d'une façon permettant son mouvement relatif. La partie inférieure 32b du boîtier comprend une partie réduite 62 engageant, de façon à pouvoir glisser, la tige 56

  
 <EMI ID=48.1> 

  
lement supérieur à l'extrémité supérieure de la partie réduite 62, et une partie 66 formant épaulement inférieur à l'extrémité inférieure de la partie réduite 62. 

  
 <EMI ID=49.1> 

  
capot 42 comme illustré sur la figure 6 et un mandrin 48 comme illustré sur la figure 7, selon la phase d'enfoncement ou d'extraction d'un pieu. Le boîtier et le dispositif d'excitation qui y est abrité servent de poids qui exercent une force d'enfoncement ou d'extraction sur un pieu.

  
 <EMI ID=50.1> 

  
ressemblant à du caoutchouc sont fixés sur les rebords et les parties formant épaulements. Les éléments élastiques

  
 <EMI ID=51.1> 

  
la partie d'épaulement 64, qui doivent se heurter lorsque l'on extrait le pieu. Le matériau et les dimensions des éléments élastiques sont étudiés de façon que le module d'élasticité soit tel que la fréquence des vibrations de l'ensemble de poids ci-dessus mentionné coïncide avec la fréquence du dispositif d'excitation, qui dépend des corps élastiques constituant un amortisseur 46. D'autre part,

  
 <EMI ID=52.1> 

  
partie de rebord 55b et la partie d'épaulement 66, de façon que le matériau et les dimensions de ces corps élastiques soient choisis pour avoir un module d'élasticité tel qu'il rende la fréquence de l'ensemble de poids, qui dépend des éléments élastiques, en coïncidence avec la fréquence du dispositif d'excitation.

  
Lorsque l'on enfonce un pieu dans le sol, le dispositif 12 est placé sur la partie de tête du pieu 44,comme

  
 <EMI ID=53.1> 

  
d'excitation est excité. Cela produit la résonance entre le dispositif d'excitation et l'ensemble de poids/ainsi un choc vers le bas sera appliqué sur la tête du pieu. En d'autres termes, en supposant que le coefficient d'accélération e est la constante C dans la formule (7), alors

  
 <EMI ID=54.1> 

  
 <EMI ID=55.1> 

  
tiques et le poids d'un ensemble de poids sont choisis de façon à rendre constante la valeur de W/g, alors on peut obtenir le choc en ajustant la vitesse de rotation du moteur
52 à celle correspondant à la fréquence constante f donnée ainsi. Le choc vers le bas F exercé sur la tête d'un pieu

  
au moyen d'un ensemble de poids, dû à la résonance entre

  
le dispositif d'excitation et l'ensemble de poids est extrêmement fort, en comparaison de la puissance du moteur 52.

  
Lorsque l'on compare la puissance P du dispositif selon la présente invention et la puissance P' d'entraînement d'un dispositif classique d'enfoncement de pieux du type

  
à vibrations, on obtient la relation suivante:

  

 <EMI ID=56.1> 


  
d'après la formule (12), P/P' = q/F

  
 <EMI ID=57.1> 
 <EMI ID=58.1> 
 En conséquence, on peut obtenir le même effet avec une puissance de 10 à 40% d'un dispositif classique pour enfoncer les pieux. Même si &#65533; est égal à 10, on peut obtenir

  
le même effet avec 20% de la puissance d'un dispositif classique d'enfoncement des pieux du type à vibration, en prenant une certaine tolérance en considération.

  
Ensuite, lorsque l'on extrait un pieu du sol,

  
comme illustré sur la figure 7, le mandrin est fixé à la

  
tête du pieu 50, puis l'ensemble de poids, c'est-à-dire

  
le boîtier 12 abritant le dispositif d'excitation est tiré vers  le haut, au point qu'il ne provoque pas de tension initiale dans le pieu. Ainsi, lorsque l'ensemble de poids vibre vers

  
le haut du centre de vibrations de l'ensemble de poids, une force d'extraction peut de façon efficace être appliquée au pieu. Ensuite, on excite le dispositif d'excitation, ce qui produit la résonance entre la fréquence du dispositif d'excitation et les éléments élastiques et la fréquence de l'ensemble de poids qui dépend des éléments élastiques 70, 72 et 46. Cependant, lorsque l'ensemble de poids est abaissé le long

  
de l'élément 57 en forme de I, il n'exerce pas une force

  
vers le bas sur le pieu, mais lorsqu'il est déplacé vers

  
le haut, alors la partie 64 d'épaulement supérieur du boîtier

  
32 servant de poids heurtera le rebord supérieur 55 a de l'élément 57 en forme de I, fixé par le moyen du mandrin 48,

  
à la tête du pieu, ce qui exerce une force vers le haut ou

  
une force d'extraction sur la tête du pieu.

  
La résonance entre l'ensemble de poids et le dispositif d'excitation engendre une grande force d'extraction pour une faible puissance, tout en impartissant une vibration au pieu, ce qui réduit la force de frottement entre la périphérie externe du pieu et le sol.

  
On peut varier le poids de l'ensemble de poids comprenant le boîtier 32 et le dispositif d'excitation qui

  
y est abrité, en fixant de façon amovible un poids subsidiaire approprié à cet ensemble de poids. On comprendra que la variation du poids d'un ensemble de poids dicte la variation de la vitesse de rotation du moteur 52, pour assurer cette résonance.- De plus, pour assurer une vitesse de rota-

  
 <EMI ID=59.1> 

  
tifs 54, comme illustré sur la figure 10, de façon proportionnée aux cycles de la source de puissance du moteur électrique. Comme illustré, le poids excentrique est fait en

  
un matériau métallique ayant une forme semi-cylindrique, qui a deux bordures repliées 80 et 82, et qui s'adapte sur

  
 <EMI ID=60.1> 

  
des poids excentriques 60, ce qui empêche leur séparation

  
du fait de la rotation des rotors.

  
Tandis que l'élément de guidage 57 en forme de I illustré sur la figure 8 maintient le capot 42 ou le mandrin

  
 <EMI ID=61.1> 

  
tion typique du capot sera décrit, en se reportant aux figures 11 et 12.

  
 <EMI ID=62.1>  capot 42 comprend un élément 86 formant plaque supérieure boulonné au rebord inférieur 55b de l'élément 57 en forme

  
de I, et une plaque latérale 88 qui fait corps avec l'élément
86 formant plaque supérieure, et qui a une forme cylindrique, cette plaque latérale ayant un certain nombre d'ouvertures sur son pourtour. Des ensembles retenant le pieu sont adap-tés de façon sûre par des moyens de fixation 92 boulons écrous dans les ouvertures de la plaque latérale, et qui s'étendent dans une direction radiale par rapport au capot. De plus, une bague de guidage 94 est fixée par un boulon 96, au côté interne de la plaque latérale dans la partie infé-

  
 <EMI ID=63.1> 

  
ensembles 90 maintenant le pieu se composent d'un élément
100 formant plaque ayant une extension 98 reçue dans l'ouverture, un doigt 104 fixé par un ensemble 102 boulon -écrou

  
à l'élément 100 formant plaque, et un ressort hélicoïdal 106, dont une extrémité est fixée au doigt 104 et dont l'autre extrémité est fixée à l'élément 100 formant plaque. Le

  
doigt 104 peut glisser le long de l'extension ci-dessus mentionnée, dans la direction radiale du capot, c'est-à-dire

  
du pieu, selon le diamètre de ce dernier à recevoir dans le

  
 <EMI ID=64.1> 

  
surfaces effilées 106 et 108, ce qui facilite la mise en place et la réception d'un pieu dans le capot.

  
Pour tenir compte du degré considérable de variation du diamètre du pieu, on peut faire varier la longueur utile de l'ensemble 102 boulon-écrou, ou un dispositif d'espacement approprié peut être inséré entre la plaque

  
 <EMI ID=65.1> 

  
En se reportant à la figure 12, le capot 42'

  
fixé au pieu 50 fait d'une cornière en acier, est tourillonné de façon à pouvoir tourner sur l'arbre 114 attaché par une plaque 112, à la plaque de base 110 qui est boulonnée au

  
 <EMI ID=66.1> 

  
partie portante 116 du capot 42' se trouve un palier à r

  
billes 118 qui entoure l'arbre 114. Le palier 118 est maintenu en position par une bague 122 maintenue par l'écrou 120 fixé à l'arbre 114.

  
Le capot 42' comprend une partie 124 formant jupe sous la partie portante 116 tandis qu'un ensemble 126 pour retenir ou maintenir un pieu, ayant une construction semblable à celui illustré sur la figure 11, est prévu sur la partie 124 formant jupe. Le capot 42' peut tourner autour de

  
 <EMI ID=67.1> 

  
jupe, de façon que l'on puisse changer la direction du pieu si cela est nécessaire, selon une position d'enfoncement du pieu donnée.

  
En se reportant aux figures 8 et 13, le boîtier
32 constituant les poids du dispositif 12 d'enfoncement

  
et d'extraction de pieux, effectue des mouvements vers le haut et vers le bas par rapport à l'élément de guidage,

  
 <EMI ID=68.1> 

  
ral sur l'élément en forme de I, en plus du choc vertical.

  
L'importance du choc latéral correspond à environ
10% du choc vertical.

  
Un choc vertical maximal peut être obtenu en diminuant le choc latéral. La figure 13 illustre un mode de réalisation destiné à réduire le choc latéral exercé par les

  
 <EMI ID=69.1> 

  
en forme de I. Un certain nombre de groupes de rouleaux 130 sont placés près des parties de rebord 55a et 55b de l'élément en forme de I, en relation espacée le long de la circonférence des rebords, ces groupes de rouleaux 130 pouvant tourner par rapport à la paroi interne du boîtier 32. Les groupes respectifs de rouleaux comprennent un certain nombre de rouleaux 131 comme illustré sur la figure 14. Des rouleaux respectifs engagent normalement les faces latérales

  
132 des rebords respectifs, ce qui permet un mouvement relatif lisse par rapport à l'élément de guidage de l'ensemble des poids. Les rouleaux sont chacun supportés sur un arbre
138, par un élément 135 qui est fixé au moyen d'un certain nombre de boulons écrous 136 au rebord 134 prévu dans la partie inférieure 32b (figure 8) du boîtier 32. Les rouleaux respectifs 131 sont faits, en un matériau élastique ressemblant à du caoutchouc. De plus, les rouleaux respectifs ont une configuration d'un rayon de courbure égal à celui du rebord 55a de l'élément de guidage entre le rebord 184 du boîtier et l'élément 135 supportant le rouleau se trouvent un dispositif d'espacement 140 et un amortisseur 142 insérés pour pouvoir faire varier la distance relative entre l'arbre
138 et le rebord 55a.

   Des éléments d'amortissement en un matériau identique à celui de l'élément d'amortissement, sont fixés aux parties de fixation des galets 34 (figures 6 et

  
8) au boîtier. En d'autres termes, comme on peut le voir sur la figure 15, on prévoit des éléments d'amortissement 152 et 154 entre les parties de base de l'arbre de support 146 des galets 34, et la surface latérale externe du boîtier

  
32, et entre cette partie de base et le support 150 maintenant la partie de base au boîtier. Le support 150 est fixé au moyen d'un certain nombre de boulons 156 au boîtier. De l'huile 158 est contenue dans la partie supérieure 32a (figu-

  
 <EMI ID=70.1> 

  
à poids excentriques, entraînés par le moteur 52, comme illustré sur la figure 16. L'huile sert à isoler les enroulements du moteur, ainsi qu'à lubrifier les engrenages et les parties du palier du moteur. Le boîtier est muni d'un élément approprié d'ajustement de pression 160, pour mainte-nir constante la pression interne, parce que cette huile sera transformée en buée étant donné la rotation du moteur, pour élever ainsi la pression dans le boîtier. Après l'arrêt du moteur, l'huile 158 suit les parcours indiqués par les flèches sur la figure 16, jusqu'à la partie inférieure de la partie supérieure 32a du boîtier. Plus particulièrement, l'huile qui a été introduite par le palier 162, dans un moteur, et l'huile qui a été introduite entre le noyau en fer 164 du stator du moteur, et le noyau en fer 166

  
du rotor tombe à travers les ouvertures 168 et 170 prévues dans les poids excentriques 60, et ainsi aucune huile ne se fixe dans le moteur.

  
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.

REVENDICATIONS

  
1.- Dispositif d'enfoncement et d'extraction de pieux caractérisé en ce qu'il comprend:

  
un élément de guidage,

  
un ensemble de poids adapté pour effectuer un mouvement relatif par rapport audit élément de guidage, ledit ensemble comprenant un boîtier et de plus un dispositif d'excitation prévu dans ledit boîtier.



  The present invention relates to a device

  
for driving and extracting piles, for use in

  
foundation work, this pile being made of concrete, steel

  
or in wood, and in the form of a post, tube or sheet.

  
Until now, devices or apparatus known for driving piles into the ground for use in

  
foundation works, are the power hammer, diesel hammer, steam hammer and others. However, these devices or devices only generate driving cycles between 5 and 200 strokes / minute. Else

  
On the other hand, a hammer for driving piles of the vibration type, one of the classic devices, has at least two weights, and uses centrifugal forces thus created, while it generates driving cycles greater than 1000 blows /

  
minute. However, this device dictates the use of a

  
extremely high driving force, using the

  
centrifugal force of 2 weights, so that it is exerted directly on the head of a pile, these weights being moved

  
in a vertical direction in synchronism one with

  
the other. This damages the pile head, in case the

  
pile is made of concrete with low tensile strength.

  
The object of the present invention is to avoid the drawbacks demonstrated with the devices according to

  
the prior art for driving the piles.

  
According to one aspect of the present invention, one creates

  
a device adapted for driving a stake into the ground, comprising a guide member having an I-shaped cross section, and consisting of a rod having

  
ledges, one of which must be placed on the head of a stake

  
to drive into the ground; a set of weights move relatively relative to this guide member, and this set comprises a housing having a suitable portion

  
to strike one of the edges of the guide element, and a bore portion adapted to receive therein, so as to

  
so that it can slide, the shank of this guide member and this bore part is placed centrally in the housing, the part serving to strike being placed at the lower end of the bore part; an excitation device is housed in this housing; an elastic body is interposed between one of the flanges and the part which strikes the housing, the frequency of the excitation device being

  
coincide with that of the set of weights, which depends on the elastic body.

  
According to another aspect of the present invention,

  
a device suitable for extracting a pile from the ground is created, comprising a guide element having an I-shaped cross section, and consisting of a rod having flanges, one of which is to be fixed to the head of a pile ;

  
a set of weights move relatively relative to

  
to the guide member, and this assembly comprises a housing having a bore portion adapted to receive, so

  
so that it can slide therein, the rod, and a part adapted to strike one of the edges, and placed at the upper end of the bore part; an excitation device is housed in the housing; a first elastic body is interposed between the top of the set of weights and the support means, to suspend this set of weights; and a se = cond elastic body is interposed between one of the edges

  
and the impacting part of the housing, the frequency of the exciter being coincident with that of the weight assembly, which depends on the first and second elastic bodies.

  
Before proceeding with the description of the modes

  
preferred embodiments of the present invention, a better understanding will be obtained by describing the

  
two fundamental principles incorporated into the present invention.

  
First principle of the present invention:

  
Referring to Figure 1, assume that a weight W is thrown onto a spring from a height h, above the spring, having a free length H, and a spring constant k, thus the spring is compressed by a distance y producing a force F on a ground, then the weight W rebounds upwards by means of a force to replace the spring, towards its initial position. If a damping force is not present, these up and down movements of a spring will continue permanently, effecting a free vibration having a frequency f.

  
In this case, the following formula will be maintained among such factors as the weight W of a weight, the

  
 <EMI ID = 1.1>

  

 <EMI ID = 2.1>


  
then, according to the principle of conservation of energy:

  

 <EMI ID = 3.1>
 

  

 <EMI ID = 4.1>


  
assuming that the time required for a weight to be

  
 <EMI ID = 5.1>

  

 <EMI ID = 6.1>


  
from formula (2),

  

 <EMI ID = 7.1>


  
The equation of displacement during the movement of a weight in contact with the spring will be given as follows:

  

 <EMI ID = 8.1>


  
This represents a simple harmonic oscillation,

  
 <EMI ID = 9.1>

  
feels the height of a spring when the weight is slowly placed on the spring. The symbol y appearing in formula (4) represents the displacement of an object from the center of vibration, while t represents time

  
by taking the center of vibration as the point of origin of time.

  
It is assumed that t2 represents the time necessary for an upward or downward displacement, between the center of vibration H and the free height H, and that y = W / k and t = t2.

  

 <EMI ID = 10.1>


  
 <EMI ID = 11.1>

  
k

  

 <EMI ID = 12.1>


  
Then, assume that t3 represents the time required for the weight to move up or down between the center of vibration and the point of maximum compression,

  
 <EMI ID = 13.1>
 <EMI ID = 14.1>
 Suppose that T and f represent respectively the total period of vibration and its frequency, then

  

 <EMI ID = 15.1>


  
according to formulas (3), (5) and (6),

  

 <EMI ID = 16.1>


  
the total amplitude A will be given as follows:

  

 <EMI ID = 17.1>


  
 <EMI ID = 18.1>

  
[deg.] k

  

 <EMI ID = 19.1>


  
of the formula (7),
 <EMI ID = 20.1>
 If we give the acceleration coefficient &#65533; (= F / W) and f, then we determine the total amplitude A from the

  
 <EMI ID = 21.1>

  
will also be determined by formula (9).

  
On the other hand, if the acceleration coefficient &#65533; ,

  
the frequency f and the weight of a weight W are given, the necessary spring constant k will be determined by formula (7).

  
If the free vibration of the weight overcomes a damping force which is inevitably present, to allow permanent vibration, while an exciter is housed in the weight to impart continuous vibration or downward impact F on the head

  
of a pile, with the frequency of the excitation device which is coincident with the free frequency f of the weight, then there will be a resonance phenomenon between them, thus the driving power of the excitation device will be converted into work to drive a stake into the ground with maximum efficiency.

  
Fig. 2 shows a centrifugal weight type excitation device, in which two weights are adapted to rotate in opposite directions with respect to each other at a frequency f, which produces vibration in a vertical direction . It is assumed that the weight of both weights (2w) and the additional weight that accompanies them, are included in the weight of a weight W.

  
In this case, the maximum excitation force in

  
the vertical direction is given as follows:

  

 <EMI ID = 22.1>


  
The following necessities must be met to initiate the movement of the weight w.

  

 <EMI ID = 23.1>


  
As can be seen from formula (2), the weight w of the rotating weights of the excitation device is extremely small, compared to that of the weight W.

  
The power P required to drive the excitation device will be given as follows, provided that A represents the total amplitude of the rotating weights:
 <EMI ID = 24.1>
- m mass of a rotating weight (two of these rotating weights form an excitation device)
- r: radius of revolution of m
- or: angular acceleration of m.

  
The centrifugal force, in the case of figure 5, acts upwards, and its importance will be as follows:

  
 <EMI ID = 25.1> where t represents the origin of the time when the rotating weights, having a mass m, are placed at the highest position.

  
As a result, the centrifugal force is

  
 <EMI ID = 26.1>

  
weight W vibrates at the full amplitude A, or at half-amplitude A / 2, and its frequency coincides with that of the number of revolutions, per minute, of the excitation device with a weight of 2w, a resonance will be created. In this case, the phase of

  
 <EMI ID = 27.1>

  
in comparison with the phase of the excitation device having the rotating weight of a mass m. The vertical displacement of the excitation device during time dt at time t will be given as follows:

  

 <EMI ID = 28.1>


  
Consequently, the work of the excitation device during the time dt will be given as follows:

  

 <EMI ID = 29.1>


  
The work of the excitation device during a rotation will be as follows, provided that the period T =
 <EMI ID = 30.1>
 
 <EMI ID = 31.1>
 Assuming the frequency is f, then the work done during a unit of time will be f times as important as the work. If we assume that it is a power P, then

  

 <EMI ID = 32.1>


  
while q = 2mw <2> r is the maximum centrifugal force of the excitation device.

  

 <EMI ID = 33.1>


  
we further assume that the weight of a rotating weight is w, then

  

 <EMI ID = 34.1>


  
Referring to Fig. 4, if a stake S is driven into the ground, at the same frequency as that of the weight having a weight W, however at the total amplitude A, the apparent amplitude of the weight will be 2A. In other words, when the pile is not sinking, the weight will vibrate at full amplitude A in a condition (a), while if the pile sinks, the weight will vibrate under conditions (b) and (c), and so the total amplitude will be 2A. The maximum power in this case will be as follows:

  

 <EMI ID = 35.1>


  
As is apparent from the foregoing description, and as illustrated in Figure 2, if an elastic body having a spring constant k is attached to a stake S, and a weight having a weight W is housed in the excitation device, the frequency of this excitation device being in coincidence with that of a weight which hangs from the elastic body, a resonance will occur. As a result, the driving power of the exciter, which can be estimated from Pmax, will act on the pile as a driving force in a downward direction.

Second principle of the present invention

  
Referring now to Figure 5, if a weight having the weight W is suspended by means of an elastic body having a spring constant kl, by means of a supporting body A, and an object B is connected , by

  
 <EMI ID = 36.1>

  
weight, and the weight is subjected to vertical vibration, then it will vibrate at a natural frequency f. It is assumed that the weight performs a downward movement, there will be a clearance between the stationary object C and the object B

  
so that object B will be placed in the position shown by the dotted lines. The weight will move downward until the above clearance reaches the maximum; then the weight will start to move upward.

  
As the weight is shifted towards an upward motion, and object B contacts object C, the weight will have maximum kinetic energy. The weight will suffer the actions

  
 <EMI ID = 37.1>

  
than of the elastic body having the spring constant k2.

  
Consequently, in the case where a set of weights housing an excitation device, consists of two rotating weights, and the vibration of a weight

  
is studied so as to overcome a damping force to continue the vibration, then the object can exert

  
an upward shock on object C continuously. In addition, the maximum upward shock exerted by the object B on the object C will be obtained by bringing the frequency of the excitation device into coincidence with the natural frequency of a weight which hangs from the two elastic bodies, given the resulting resonance.

  
Thus, this makes it possible to extract a pile by applying an upward force, by means of the object C integral with a pile. Alternatively, object C can be the stake itself.

  
Thus, the present invention illustrates a device for driving and extracting piles, using one or both of the principles mentioned above.

  
The invention will be better understood and other objects, characteristics, details and advantages thereof will become more apparent during the explanatory description which follows, with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating several modes of operation. realization of the invention and in which:

  
Figures 1 to 4 are diagrams illustrating

  
the first principle of the present invention; the figure is a diagram illustrating the second principle of the present invention; FIG. 6 is a side elevational view of the device for driving and extracting piles, according to the present invention, illustrating the support means; FIG. 7 is a side elevational view of the device of the invention, applied to the operation of extracting a pile; Figure 8 is a longitudinal cross-sectional view of the device according to the present invention;

  
Figures 9 and 10 are perspective views of an assembly of subsidiary eccentric weights according to the present invention, showing their detailed construction;

  
Figures 11 and 12 are longitudinal cross-sectional views of embodiments of cowls each adapted to firmly receive a pile head according to the present invention; Figure 13 is a longitudinal cross sectional view of another embodiment of the device according to the present invention; Figure 14 is a partial view in longitudinal cross section taken along line 14-14 of Figure 13; FIG. 15 is a partial view in longitudinal cross section of the casing of rollers illustrated in FIGS. 6, 7 and 8, showing their attachment; Figure 16 is a side elevational view of a driver housed in a housing.

  
Referring to Figure 6, it illustrates at 12 a device for driving and extracting piles according to

  
 <EMI ID = 38.1>

  
support.

  
 <EMI ID = 39.1>

  
endless chain or caterpillar, relative to which can pivot a guide 16, and a mast or spar 18 whose opposite ends can pivot relative to the vehicle and the guide, and which is extendable.

  
 <EMI ID = 40.1>

  
The device 12 for driving and extracting the piles comprises a housing 32, which houses a certain number of rollers 34 engaging the guide rod 20 fixed to the guide 16. The housing 32 is provided with a suspension ring 36 at its base. top, and the device 12 is suspended by the means 10 comprising the cable 30, by means of a cable 38 of annular shape, which engages the suspension ring 36, and which is adapted to receive the hook 26.

  
 <EMI ID = 41.1>

  
sunk into the ground.

  
Referring to Figure 7, the suspension ring

  
 <EMI ID = 42.1>

  
and extracting piles, are connected to each other by means of a damper 46 comprising a number of springs while a mandrel 48 is provided at the lower end of the housing. Mandrel 48 grips the head of a sheet pile 50.

  
As can be seen, the device for driving and extracting piles according to the present invention is used either to drive a pile as illustrated in <EMI ID = 43.1> figure 6, or to extract it as illustrated in figure 6. figure
7.

  
The construction of the device 12 for driving and extracting the piles will be described in more detail with reference to FIG. 8. As can be seen, the box.

  
 <EMI ID = 44.1>

  
adapted to be driven and rotated by an electric motor 52, and a lower part 32b housing an element

  
 <EMI ID = 45.1>

  
consisting of a rod 56 having an upper rim 55a and a lower rim 55b. The two rotors 54, in the upper part 32a of the housing, are provided with gears 58 engaging with each other, and with arcuate plates 60 forming

  
 <EMI ID = 46.1>

  
eccentric way. The excitation device consists of this motor 52 and eccentric weights 60, and these rotors are rotated by the drive of the motor 52. The lateral and horizontal vibrations will be offset given the rotation of these eccentric weights, leaving vertical vibration. During the non-operating condition of motor 52, each rotor maintains the eccentric weights placed in their illustrated lower position.

  
The lower part 32b of the housing comprises a

  
 <EMI ID = 47.1>

  
I-shaped in a way that allows its relative movement. The lower part 32b of the housing comprises a reduced part 62 engaging, so as to be able to slide, the rod 56

  
 <EMI ID = 48.1>

  
Lement superior to the upper end of the reduced part 62, and a part 66 forming a lower shoulder at the lower end of the reduced part 62.

  
 <EMI ID = 49.1>

  
cover 42 as illustrated in FIG. 6 and a mandrel 48 as illustrated in FIG. 7, according to the phase of driving in or extraction of a pile. The housing and the exciter housed therein serve as weights which exert a driving or extracting force on a pile.

  
 <EMI ID = 50.1>

  
resembling rubber are attached to the rims and shoulder portions. Elastic elements

  
 <EMI ID = 51.1>

  
the shoulder part 64, which must collide when extracting the pile. The material and dimensions of the elastic elements are designed so that the modulus of elasticity is such that the frequency of vibrations of the above mentioned set of weights coincides with the frequency of the excitation device, which depends on the elastic bodies constituting a shock absorber 46. On the other hand,

  
 <EMI ID = 52.1>

  
flange portion 55b and the shoulder portion 66, so that the material and dimensions of these elastic bodies are chosen to have a modulus of elasticity such as to render the frequency of the set of weights, which depends on the elastic elements, in coincidence with the frequency of the excitation device.

  
When driving a pile into the ground, the device 12 is placed on the head portion of the pile 44, as

  
 <EMI ID = 53.1>

  
of excitement is excited. This produces resonance between the exciter and the weight assembly / thus a downward shock will be applied to the pile head. In other words, assuming that the acceleration coefficient e is the constant C in formula (7), then

  
 <EMI ID = 54.1>

  
 <EMI ID = 55.1>

  
ticks and the weight of a set of weights are chosen so as to make the value of W / g constant, then the shock can be obtained by adjusting the rotational speed of the motor
52 to that corresponding to the constant frequency f given thus. The downward shock F exerted on the head of a stake

  
by means of a set of weights, due to the resonance between

  
the excitation device and the weight assembly is extremely strong, compared to the power of the motor 52.

  
When comparing the power P of the device according to the present invention and the driving power P 'of a conventional device for driving piles of the type

  
with vibrations, we obtain the following relation:

  

 <EMI ID = 56.1>


  
according to formula (12), P / P '= q / F

  
 <EMI ID = 57.1>
 <EMI ID = 58.1>
 Consequently, the same effect can be obtained with a power of 10 to 40% of a conventional device for driving piles. Even though &#65533; is equal to 10, we can get

  
the same effect with 20% of the power of a conventional vibration-type pile driving device, taking a certain tolerance into consideration.

  
Then, when we extract a stake from the ground,

  
as shown in figure 7, the mandrel is attached to the

  
pile head 50, then the set of weights, that is

  
the housing 12 housing the excitation device is pulled upwards, to the point that it does not cause an initial tension in the pile. So when the set of weights vibrate towards

  
the top of the vibration center of the weight assembly, a pulling force can effectively be applied to the pile. Then, the excitation device is energized, which produces the resonance between the frequency of the excitation device and the elastic members and the frequency of the set of weights which depends on the elastic members 70, 72 and 46. However, when the weight set is lowered along

  
of the I-shaped element 57, it does not exert a force

  
down on the stake, but when moved towards

  
the top, then the part 64 of the upper shoulder of the housing

  
32 serving as a weight will strike the upper rim 55a of the I-shaped element 57, fixed by means of the mandrel 48,

  
at the head of the stake, which exerts an upward force or

  
an extraction force on the pile head.

  
The resonance between the weight assembly and the exciter generates a large extraction force for a low power, while imparting vibration to the pile, which reduces the frictional force between the outer periphery of the pile and the ground .

  
We can vary the weight of the set of weights comprising the housing 32 and the excitation device which

  
is housed therein, by removably fixing a subsidiary weight appropriate to this set of weights. It will be understood that the variation in the weight of a set of weights dictates the variation in the speed of rotation of the motor 52, to ensure this resonance. In addition, to ensure a speed of rotation.

  
 <EMI ID = 59.1>

  
tifs 54, as illustrated in Figure 10, in proportion to the cycles of the power source of the electric motor. As illustrated, the eccentric weight is made by

  
a metallic material having a semi-cylindrical shape, which has two folded edges 80 and 82, and which fits on

  
 <EMI ID = 60.1>

  
eccentric weights 60, which prevents their separation

  
due to the rotation of the rotors.

  
While the I-shaped guide member 57 shown in Figure 8 holds the cover 42 or the mandrel

  
 <EMI ID = 61.1>

  
Typical operation of the cover will be described, with reference to Figures 11 and 12.

  
 <EMI ID = 62.1> cover 42 includes an upper plate member 86 bolted to the lower flange 55b of the shaped member 57

  
of I, and a side plate 88 which is integral with the element
86 forming the top plate, and which has a cylindrical shape, this side plate having a number of openings around its periphery. Stake retaining assemblies are securely fitted by means for securing 92 bolts and nuts in the openings of the side plate, and which extend in a radial direction relative to the cover. In addition, a guide ring 94 is fixed by a bolt 96, to the inner side of the side plate in the lower part.

  
 <EMI ID = 63.1>

  
90 sets now the stake consist of one element
100 forming plate having an extension 98 received in the opening, a finger 104 fixed by a set 102 bolt-nut

  
to the plate member 100, and a coil spring 106, one end of which is attached to the finger 104 and the other end of which is attached to the plate member 100. The

  
finger 104 can slide along the above-mentioned extension, in the radial direction of the cover, i.e.

  
of the pile, according to the diameter of the latter to receive in the

  
 <EMI ID = 64.1>

  
tapered surfaces 106 and 108, which makes it easier to set up and receive a stake in the hood.

  
To accommodate the considerable degree of variation in the diameter of the pile, the effective length of the bolt and nut assembly may be varied, or a suitable spacer may be inserted between the plate.

  
 <EMI ID = 65.1>

  
Referring to figure 12, the cover 42 '

  
fixed to the stake 50 made of a steel angle iron, is journaled so as to be able to turn on the shaft 114 attached by a plate 112, to the base plate 110 which is bolted to the

  
 <EMI ID = 66.1>

  
bearing part 116 of the cover 42 'there is a bearing at r

  
balls 118 which surrounds the shaft 114. The bearing 118 is held in position by a ring 122 held by the nut 120 fixed to the shaft 114.

  
The cover 42 'comprises a part 124 forming a skirt under the bearing part 116 while an assembly 126 for retaining or maintaining a stake, having a construction similar to that illustrated in FIG. 11, is provided on the part 124 forming a skirt. The 42 'hood can turn around

  
 <EMI ID = 67.1>

  
skirt, so that the direction of the pile can be changed if necessary, according to a given pile driving position.

  
Referring to Figures 8 and 13, the housing
32 constituting the weights of the driving device 12

  
and pile extraction, performs upward and downward movements with respect to the guide element,

  
 <EMI ID = 68.1>

  
ral on the I-shaped element, in addition to the vertical shock.

  
The magnitude of the side impact corresponds to approximately
10% of the vertical shock.

  
Maximum vertical impact can be obtained by reducing the side impact. Figure 13 illustrates an embodiment for reducing the side impact exerted by the

  
 <EMI ID = 69.1>

  
I-shaped. A number of groups of rollers 130 are placed near the flange portions 55a and 55b of the I-shaped member, in spaced relation along the circumference of the flanges, these groups of rollers 130 being rotatable. relative to the inner wall of the housing 32. The respective groups of rollers comprise a number of rollers 131 as shown in Fig. 14. Respective rollers normally engage the side faces.

  
132 of the respective edges, which allows smooth relative movement with respect to the guide member of the set of weights. The rollers are each supported on a tree
138, by a member 135 which is fixed by means of a number of nut bolts 136 to the flange 134 provided in the lower part 32b (figure 8) of the housing 32. The respective rollers 131 are made of an elastic material resembling rubber. In addition, the respective rollers have a configuration of a radius of curvature equal to that of the flange 55a of the guide member between the flange 184 of the housing and the member 135 supporting the roller there is a spacer 140 and a shock absorber 142 inserted to be able to vary the relative distance between the shaft
138 and flange 55a.

   Damping elements made of a material identical to that of the damping element are fixed to the fixing parts of the rollers 34 (Figures 6 and

  
8) to the housing. In other words, as can be seen in Fig. 15, damping elements 152 and 154 are provided between the base parts of the support shaft 146 of the rollers 34, and the outer side surface of the housing.

  
32, and between this base part and the support 150 holding the base part to the housing. The bracket 150 is secured by means of a number of bolts 156 to the housing. Oil 158 is contained in the upper part 32a (fig-

  
 <EMI ID = 70.1>

  
with eccentric weights, driven by the motor 52, as shown in Figure 16. The oil is used to insulate the motor windings, as well as to lubricate the gears and bearing parts of the motor. The housing is provided with a suitable pressure adjusting element 160, to keep the internal pressure constant, because this oil will be transformed into mist as the motor rotates, thereby raising the pressure in the housing. After stopping the engine, the oil 158 follows the paths indicated by the arrows in FIG. 16, to the lower part of the upper part 32a of the housing. More particularly, the oil which has been introduced by the bearing 162, into an engine, and the oil which has been introduced between the iron core 164 of the stator of the motor, and the iron core 166

  
of the rotor falls through the openings 168 and 170 provided in the eccentric weights 60, and thus no oil becomes fixed in the engine.

  
Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. In particular, it comprises all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their combinations, if these are executed according to its spirit and implemented within the framework of the following claims.

CLAIMS

  
1.- Device for driving and extracting piles, characterized in that it comprises:

  
a guide element,

  
a set of weights adapted to effect relative movement with respect to said guide member, said assembly comprising a housing and further an excitation device provided in said housing.


    

Claims (1)

2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de guidage précité se compose d'une tige munie d'un rebord adapté pour être placé sur la tête d'un pieu à enfoncer dans le sol; en ce que le boîtier précité est muni d'une première partie pour recevoir ladite tige dudit élément de guidage en engagement de glissement, 2.- Device according to claim 1, characterized in that the aforementioned guide element consists of a rod provided with a flange adapted to be placed on the head of a pile to be driven into the ground; in that the aforementioned housing is provided with a first part for receiving said rod of said guide member in sliding engagement, et d'une seconde partie placée en dessous de ladite première partie, et adaptée pour heurter ledit rebord; et en ce qu'un corps élastique est placé entre ledit rebord et ladite seconde partie dudit boîtier, la fréquence naturelle du dispositif d'excitation précité étant prévue de façon à coïncider avec and a second part placed below said first part, and adapted to strike said rim; and in that an elastic body is placed between said rim and said second part of said housing, the natural frequency of the aforesaid excitation device being provided so as to coincide with la fréquence libre dudit ensemble de poids qui dépend dudit corps élastique. the free frequency of said set of weights which depends on said elastic body. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de guidage précité se compose d'une tige dont une extrémité peut être fixée à la tête d'un pieu à extraire du sol et dont l'autre extrémité a un rebord; 3.- Device according to claim 1, characterized in that the aforementioned guide element consists of a rod, one end of which can be fixed to the head of a pile to be extracted from the ground and the other end of which has a flange; en ce que le boîtier précité est muni d'une première partie pour recevoir ladite tige dudit élément de guidage en engagement de glissement, et d'une seconde partie placée audessus de ladite partie, et adaptée pour heurter ledit rebord; en ce qu'un premier corps élastique est interposé entre ledit ensemble de poids et un moyen pour suspendre ledit ensemble; et en ce qu'un second corps élastique est placé entre ledit rebord et ladite seconde partie dudit boîtier, la fréquence naturelle du dispositif d'excitation précité étant prévue de façon à coïncider avec la fréquence libre dudit ensemble in that the aforesaid housing is provided with a first part for receiving said rod of said guide member in sliding engagement, and with a second part placed above said part, and adapted to strike said rim; in that a first resilient body is interposed between said set of weights and means for suspending said set; and in that a second elastic body is placed between said rim and said second part of said housing, the natural frequency of the aforementioned excitation device being provided so as to coincide with the free frequency of said assembly de poids qui dépend desdits premier et second corps élastiques. of weight which depends on said first and second elastic bodies. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de guidage précité est adapté pour être fixé à la tête d'un pieu, et qu'il se compose d'unetige munie de rebords supérieur et inférieur; en ce que le boîtier précité est muni d'une partie d'alésage pouvant recevoir ladite tige dudit élément de guidage en engagement de glissement, et de parties d'épaulement supérieure et inférieure, qui sont placées sur des côtés opposés de ladite partie, pour heurter lesdits rebords supérieur et inférieur, respectivement;en ce qu'un premier corps élastique est interposé entre ledit ensemble de poids et un moyen pour suspendre ledit ensemble; 4.- Device according to claim 1, characterized in that the aforementioned guide element is adapted to be fixed to the head of a pile, and that it consists of a rod provided with upper and lower edges; in that the aforesaid housing is provided with a bore portion suitable for receiving said rod of said guide member in sliding engagement, and upper and lower shoulder portions, which are placed on opposite sides of said portion, for impinging on said upper and lower flanges, respectively; in that a first resilient body is interposed between said assembly of weights and means for suspending said assembly; et en ce que des second et troisième corps élastiques sont placés entre ledit rebord inférieur et ladite partie d'épaulement inférieure dudit boîtier, et entre ledit rebord supérieur et ladite partie d'épaulement supérieure dudit boîtier, respectivement, la fréquence du dispositif d'excitation précité étant prévue de façon à coïncider avec la fréquence dudit ensemble de poids, qui dépend dudit second corps élastique et la fréquence dudit dispositif d'excitation étant prévue de façon à coïncider avec la fréquence dudit ensemble de poids qui dépend desdits premier et troisième corps élastiques. and in that second and third resilient bodies are placed between said lower rim and said lower shoulder portion of said housing, and between said upper rim and said upper shoulder portion of said housing, respectively, the frequency of the driver device the aforesaid being provided to coincide with the frequency of said set of weights, which depends on said second elastic body and the frequency of said excitation device being provided so as to coincide with the frequency of said set of weights which depends on said first and third elastic bodies . 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif d'excitation précité comprend deux rotors électro-moteurs, 5.- Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the aforementioned excitation device comprises two electro-motor rotors, et en ce que les rotors respectifs sont munis de poids placés d'une façon excentrique. and in that the respective rotors are provided with weights placed eccentrically. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rotor précité est muni d'un poids excentrique subsidiaire fixé de façon amovible au poids excentrique précité. 6.- Device according to claim 5, characterized in that the aforementioned rotor is provided with a subsidiary eccentric weight removably fixed to the aforementioned eccentric weight. 7.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier corps élastique précité se compose d'un ensemble formant ressort hélicoïdal, et en ce que les second et troisième corps élastiques précités sont faits en un matériau élastique ressemblant à du caoutchouc. 7.- Device according to claim 4, characterized in that the aforementioned first elastic body consists of a coil spring assembly, and in that the aforementioned second and third elastic body are made of an elastic material resembling rubber. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de guidage précité est muni d'un élément formant capot ayant une forme cylindrique à son extrémité inférieure, ledit élément formant capot ayant un certain nombre d'éléments sollicités par ressort placés en relation espacée autour de sa périphérie, et s'étendant dans une direction radiale du pieu précité 8.- Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the aforementioned guide element is provided with a cover member having a cylindrical shape at its lower end, said cover member having a number. spring-loaded elements placed in spaced relation around its periphery, and extending in a radial direction of the aforesaid pile à recevoir dans ledit élément formant capot. to be received in said cover member. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de guidage précité est muni d'un élément formant capot ayant une forme cylindrique, connecté de façon à pouvoir pivoter à son extrémité inférieure, ledit élément formant capot étant muni d'au moins un élément sollicité par ressort s'étendant dans une direction perpendiculaire à l'axe d'un pieu à recevoir dans ledit élément formant capot. 9.- Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the aforementioned guide element is provided with a cover element having a cylindrical shape, connected so as to be able to pivot at its lower end, said cover member being provided with at least one spring biased member extending in a direction perpendicular to the axis of a pile to be received in said cover member. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier précité est muni d'un certain nombre de rouleaux ou galets engageant le côté du rebord précité de l'élément de guidage précité. 10.- Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the aforementioned housing is provided with a number of rollers or rollers engaging the side of the aforementioned rim of the aforementioned guide element. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier précité, qui abrite le dispositif d'excitation précité, contient de l'huile adaptée pour circuler dans ledit boîtier durant l'entraînement dudit dispositif d'excitation, et en ce que ledit dispositif d'excitation est muni de deux rotors et de poids disposés en relation excentrique par rapport auxdits rotors, lesdits poids étant munis d'un certain nombre d'évents d'huile, et un moyen étant prévu pour ajuster la pression dans ledit boîtier. 11.- Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the aforementioned housing, which houses the aforementioned excitation device, contains oil suitable for circulating in said housing during the driving of said device. excitation, and in that said excitation device is provided with two rotors and weights arranged in eccentric relation to said rotors, said weights being provided with a number of oil vents, and means being provided to adjust the pressure in said housing. 12.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier précité est muni d'un certain nombre de rouleaux ou galets engageant un élément de guidage du moyen précité pour suspendre l'ensemble de&#65533;oids, lesdits rouleaux ou galets ayant un élément d'amortissement et étant fixés à la surface externe dudit boîtier. 13.- Dispositif pour enfoncer et extraire des pieux, substantiellement tel que décrit précédemment et illustrés aux dessins annexés. 12.- Device according to claim 3, characterized in that the aforementioned housing is provided with a number of rollers or rollers engaging a guide element of the aforementioned means for suspending the assembly of oids, said rollers or rollers having a cushioning member and being attached to the outer surface of said housing. 13.- Device for driving in and extracting piles, substantially as described above and illustrated in the accompanying drawings.
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