EP0247915A1 - Mechanical device for the alternate motions of a drop hammer or pile driver - Google Patents
Mechanical device for the alternate motions of a drop hammer or pile driver Download PDFInfo
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- EP0247915A1 EP0247915A1 EP87400975A EP87400975A EP0247915A1 EP 0247915 A1 EP0247915 A1 EP 0247915A1 EP 87400975 A EP87400975 A EP 87400975A EP 87400975 A EP87400975 A EP 87400975A EP 0247915 A1 EP0247915 A1 EP 0247915A1
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
- E02D7/02—Placing by driving
- E02D7/06—Power-driven drivers
- E02D7/08—Drop drivers with free-falling hammer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B45/00—Other details
- C10B45/02—Devices for producing compact unified coal charges outside the oven
Definitions
- the subject of the invention is a mechanical device with a planetary gear train, intended to impose on a mass suspended from a cable an alternating movement in a vertical direction comprising a free fall stroke of this mass.
- This device also allows easy adjustment of the level at which the mass is raised before its free fall travel, in relation to the level where this fall stops and the variations of this last level.
- the device of the invention can be used as a pestle to compact material in a pounding box, for example for the preparation of a charge of coking coal, as a hammer forging pestle, as a hammer for driving piles, sheet piling, etc. It will be noted that the variations in the level of mass fall are made in an ascending direction in the case of compaction, because of the volume of material continuously poured into the ramming box, while they are made in descending direction in the other cases, because of the crushing of the parts to be forged or the driving in of the driven piles.
- the device of the invention is equally suitable in both circumstances.
- the mass is raised by a winch mechanism which pulls on the cable and releases it to the desired level to allow the free fall stroke of the mass.
- the mass is fixed to the lower end of an elongated body provided with friction linings on its two opposite faces; this body is placed between two opposite eccentric wheels.
- this body is clamped between the eccentric parts of the wheels it is moved upwards and it falls in free fall with the mass when it is not clamped between the non-eccentric parts of the wheels.
- Eccentrics are relatively complex organs and must be precisely manufactured.
- the elongated body is a profile which must be chosen in a quality with manufacturing deviations admissible for its use. An imprecision in the profile of the eccentric parts can disturb the operation by causing a delay or an advance of the lifting phase of the pestle.
- the pestle To allow the shelling box to be emptied of its content, the pestle must be reassembled and held above the box. The operation takes place by the normal rotation of the eccentric wheels which carry out successive lifting phases, alternating with the action of a drumstick brake, acting at the moment of the cessation of the action of the eccentric parts to prevent the drumstick to fall.
- the main object of the invention is to provide a device of the kind defined above which does not require manufacturing or mounting precision, with which the risk of premature lifting of the pestle is practically zero and the length of the cable necessary for operation is easily adjustable according to changes in the level of the drop point.
- the invention has the additional object of eliminating the need to provide a brake for the ascent of the mass to its highest clearance level, the device being able to function as a winch when desired.
- Another object of the invention is to achieve maintenance of the mass at its highest level of clearance by simply stopping the device's engine.
- the possible uses of the device of the invention can be classified into two categories: a category like that of pestles to be compacted and forging hammers where the free fall travel of the mass has a low or rather low value of the order of the meter for example (even when it is located between a high level and a low level of mass which are displaced over a large distance as in compaction), and a category like that of threshing sheep where the free fall mass stroke has a significant value of the order of several meters per example.
- the device of the invention has a first aspect and a second aspect which are respectively suitable for the two categories mentioned above.
- this device for the operation of a pestle, comprises a geared motor group, a cable at one end of which is attached a pestle movable in vertical direction, a gear carrier having a frame with two opposite sides provided with bearings, two parallel shafts supported free in rotation by these bearings and each carrying respectively a toothed wheel locked in rotation on said shaft, these toothed wheels meshing together and being located inside said frame; one of the two shafts extends by an end portion outside one of said sides of this frame and it is coupled in rotation with the geared motor unit, however the other of the two shafts extends by an end portion outside on the other of said sides of the frame and this end part is provided with a pulley locked in rotation, the diameter of this pulley being substantially identical shaft and the other toothed wheel having a diameter of markedly greater value the cable coming from the pestle is wound by a few turns around said pulley in a winding direction opposite to the direction of rotation during the operation of the pestle of said toothed
- the pulley on which the cable is wound by a few turns is locked in rotation with the corresponding shaft by means of a centrifugal effect eliminating any coupling between this pulley and this shaft at a value of the rotation of this pulley which corresponds to the free fall of the pestle, however that there is along the cable path below said pulley a guide on which is mounted adjustable in position along said path a proximity detector with which is associated a detectable pad fixed to the cable, this detector controlling when it is influenced by the detectable pad the resting of said retractable means.
- the device shown in Figures 1 to 4 comprises a planetary gear train consisting of a train carrier 1 similar to a rectangular frame, provided in two opposite sides of rolling bearings by which are supported parallel shafts 2 and 3 On the latter are keyed respectively toothed wheels 4 and 5 which mesh together, and which are arranged inside the frame, the wheel 5 being of a diameter much smaller than that of the 4. Therefore the holder train 1 is free to rotate around the shaft 2 which is a motor shaft coupled in rotation with a geared motor group supported at a position outside the train carrier 1.
- the pulley cable 6 the profile of which is preferably but not necessarily that of a capstan doll and which is keyed mounted to an end part of the shaft 3, outside of the train carrier 1 opposite with respect to the latter of the gear motor group.
- the minimum winding diameter of this pulley 6 is substantially identical to the pitch diameter of the toothed wheel 5 wedged on the shaft 3.
- This profile of the pulley 6, well known per se, is used to slide towards the central part of the pulley the cable winding turns 7, when the latter is wound on this pulley, during the rotation of the latter.
- the whole of the carrier 1 with the gear wheels and the pulley which it carries is advantageously balanced, statically at least, around the shaft 2.
- the metal cable 7 is wound on the pulley 6, by a number of turns necessary and sufficient, in relation to the profile of this pulley to ensure its adhesion.
- the direction of winding of the turns of the cable 7 on the pulley 6 is in the opposite direction to the direction of rotation of the motor shaft 2 if it is assumed that the toothed wheels 4 and 5 mesh directly together.
- a counterweight 8 At one of the ends of the cable 7 hangs a counterweight 8 after the cable has passed over a deflection pulley 9; at the other end of the cable 7 the pestle hangs after passing the cable over the pulley deflection 10.
- a cable tensioning device 11 is mounted near the pulley 10.
- the counterweight 8 is mounted sliding in a vertical direction in a guide 12.
- the motor-reduction unit to which the shaft 2 is coupled supports assembly of the train carrier 1 by means of this shaft 2.
- This geared motor group is itself installed on a fixed platform (not shown), located above the pounding box.
- the counterweight 8 mounted on the fixed platform of the gearmotor group and actuated by an electromagnet to come and get on the path of the rotating carrier 1.
- the counterweight 8 moves in the opposite direction to that of the pestle.
- the role of the counterweight 8 is to hold the stretched part of the cable 7 which extends between this counterweight and the pulley 6.
- the foregoing description relates to the first aspect of the device of the invention in which the height of the free fall of the pestle is relatively low, 0.80 m for example; this value is roughly equivalent to a quarter of the circumference of the gear wheel 4.
- This situation is also that of the use of the device as a hammer forging, stamping or stamping, illustrated by FIG. 5.
- the ramming box does not exist and the pestle 13 ⁇ is a suitable mass guided in its fall between two vertical slides 13 ⁇ A.
- the device of the invention has a second aspect illustrated by FIGS. 7 and 8.
- the device is as described above except that the pulley 6 ( Figure 7) is mounted on the shaft 3 in which is hollowed a key housing 14 more extended in the radial direction and in the axial direction to contain a key 15 movable by sliding in a radial direction on the one hand under the pressure of a compression spring 16, on the other hand under the effect of an oscillating lever 17 which carries a counterweight 18.
- the spring 16 is placed between the key 15 and the bottom of the housing 14 and it pushes this key to its rotational coupling position of the shaft 3 and the pulley 6.
- the lever 17 is mounted oscillating in the axial extension of the housing 14 about an axis 19, transverse to this housing 14.
- This lever 17 carries the flyweight 18 at one end and it is articulated by its opposite end, at 20, with the key 15.
- the arrangement of the lever 17 is such that the counterweight 18 is close to the geometric axis of the shaft 3 when the key 15 is in its coupling position, at a standstill or at a speed of rotation moderate from this tree 3; the counterweight 18 approaches the outer surface of the shaft 3 and the lever 17 pulls the key 15 to its uncoupling position in rotation of the pulley 6 from a determined speed of rotation of the pulley 6 which corresponds to the free fall of the pestle.
- centrifugal means capable of eliminating at a given speed the rotational coupling of the shaft 3 and the pulley 6 can be used if desired, the solution described here is only an example.
- FIG. 8 schematically shows that the second aspect of the invention comprises a retractable sliding finger 21 actuated by an electromagnet 22 or another equivalent control means.
- This assembly can be mounted on the platform of the gearmotor group or fixed directly to the boom of the construction vehicle ( Figure 6).
- the retractable finger 21 has a rest position at which it does not hinder the rotation of the train carrier 1 and a service position at which it is located on the path of the train carrier 1 and immobilizes it in rotation in the direction which corresponds to the rise of the toothed wheel 5 on the toothed wheel 4, by meshing and rolling of the first on the second as explained above for the transition from the position of Figure 2 to that of Figure 3
- the cable 7 is pulled continuously by the pulley 6 itself driven by the shaft 3 and the toothed wheel 5; the speed of rotation is then such that the key 15 remains in its coupling position under the effect of the spring 16.
- the finger 21 which has just been described can be confused with that which serves to immobilize the train carrier 1 when it is desired to raise the level at which the pestle 13 must be pulled before its free fall; another similar finger can be used to immobilize the train carrier 1 in rotation in opposite direction when it is desired to lower this same level;
- FIG. 8 also shows that the cable 7 is provided with a pad 23 which can be detected from a distance and that a guide 24 is fixed by means not shown to extend parallel to the path traveled by the cable 7.
- a proximity detector 25 adjustable in position along this guide 24. This detector controls the position changes of the retractable finger 21 during the operation of the device, as will now be explained.
- the finger 21 is normally always in its service position on the passage of the train carrier 1. When the latter reaches its position of FIG. 2 it is stopped by the finger 21 so that the pulley 6 acts like a capstan and continues to mount the cable 7 and the pestle 13 ⁇ .
- the detectable pad 23 and the proximity detector 25 have been previously adjusted in position so that the pad 23 influences the detector 25 when the pestle 13 ⁇ _____ is close to its high level.
- the detector 25 controls the withdrawal of the finger 21 which moves back to its rest position and releases the carrier 1. The latter resumes its rotation from the position of FIG. 2 to that of FIG. 3. During this movement the pestle 13 ⁇ is incurs raised; it reaches its high level when the train carrier 1 reaches its position of FIG. 3 where the cable 7 is in diametrical position relative to the toothed wheel 2.
- the detectable stud 23 moves away from the detector 25 and the finger 21 returns to its service position.
- the carrier 1 As soon as the carrier 1 has crossed its position in FIG. 3, it begins to rotate faster around the shaft 2, accompanying the pestle 13 ⁇ in its fall.
- the toothed wheel 5 rolls on the toothed wheel 4 and rotates the pulley 6 more and more quickly so that the counterweight 18 subjected to the centrifugal force, actuates the key 15 and uncouples the shaft 3 of this pulley 6. it rotates freely, allowing the cable 7 to unwind until the pestle 13 "falls off at its low level. At this time, the cable 7 no longer unwinds; the counterweight 18 is no longer subjected to the centrifugal force and the spring 16 pushes the key 15 and re-establishes the coupling between the pulley 6 and the shaft 3.
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Abstract
Description
L'invention a pour objet un dispositif mécanique à train d'engrenage épicycloïdal, destiné à imposer à une masse suspendue à un câble un mouvement alternatif en sens vertical comprenant une course de chute libre de cette masse. Ce dispositif permet aussi le réglage facile du niveau auquel est élevée la masse avant sa course de chute libre, en relation avec le niveau où s'arrête cette chute et les variations de ce dernier niveau.The subject of the invention is a mechanical device with a planetary gear train, intended to impose on a mass suspended from a cable an alternating movement in a vertical direction comprising a free fall stroke of this mass. This device also allows easy adjustment of the level at which the mass is raised before its free fall travel, in relation to the level where this fall stops and the variations of this last level.
Le dispositif de l'invention est utilisable comme pilon à compacter de la matière dans un caisson de pilonnage, par exemple pour la préparation d'une charge de charbon à cokéfier, comme marteau-pilon de forgeage, comme mouton de battage pour le fonçage de pieux , de palplanches, etc... On remarquera que les variations de niveau de chute de la masse se font en sens ascendant dans le cas du compactage, à cause du volume de matière versé en continu dans le caisson de pilonnage, alors qu'elles se font en sens descendant dans les autres cas, à cause de l'écrasement des pièces à forger ou de l'enfoncement des pieux battus. Le dispositif de l'invention convient aussi bien dans l'une et l'autre circonstance.The device of the invention can be used as a pestle to compact material in a pounding box, for example for the preparation of a charge of coking coal, as a hammer forging pestle, as a hammer for driving piles, sheet piling, etc. It will be noted that the variations in the level of mass fall are made in an ascending direction in the case of compaction, because of the volume of material continuously poured into the ramming box, while they are made in descending direction in the other cases, because of the crushing of the parts to be forged or the driving in of the driven piles. The device of the invention is equally suitable in both circumstances.
Dans les marteaux-pilons connus de forgeage et dans les moutons ou sonnettes connus de battage, la masse est élevée par un mécanisme à treuil qui tire sur le câble et qui le relâche au niveau désiré pour permettre la course de chute libre de la masse.In known forging hammers and in known threshing sheep or bells, the mass is raised by a winch mechanism which pulls on the cable and releases it to the desired level to allow the free fall stroke of the mass.
Dans les caissons de pilonnage connus, la masse est fixé à l'extrémité inférieure d'un corps allongé pourvu de garnitures de friction sur ses deux faces opposées ; ce corps est placé entre deux roues opposées à excentration. Quand ce corps est serré entre les parties excentrées des roues il est déplacé vers le haut et il tombe en chute libre avec la masse quand il n'est pas serré entre les parties non excentrées des roues.In known shelling boxes, the mass is fixed to the lower end of an elongated body provided with friction linings on its two opposite faces; this body is placed between two opposite eccentric wheels. When this body is clamped between the eccentric parts of the wheels it is moved upwards and it falls in free fall with the mass when it is not clamped between the non-eccentric parts of the wheels.
Avec un tel système, il y a usure des garnitures à friction, échauffement et détérioration, dus à la pression importante et subite qui se produit au moment de la prise de contact de l'excentrique, au début du levage du pilon. Les excentriques sont des organes relativement compexes et doivent être de fabrication précise. Le corps allongé est un profilé qui doit être choisi dans une qualité présentant des écarts de fabrication admissible pour son utilisation. Une imprécision dans le profil des parties excentrées peut perturber le fonctionnement en causant un retard ou une avance de la phase de levage du pilon.With such a system, there is wear of friction linings, heating and deterioration, due to pressure important and sudden which occurs at the time of the contact of the eccentric, at the beginning of the lifting of the pestle. Eccentrics are relatively complex organs and must be precisely manufactured. The elongated body is a profile which must be chosen in a quality with manufacturing deviations admissible for its use. An imprecision in the profile of the eccentric parts can disturb the operation by causing a delay or an advance of the lifting phase of the pestle.
D'autre part, pour permettre de vider le caisson de pilonnage de son contenu, le pilon doit être remonté et maintenu au-dessus du caisson. L'opération a lieu par la rotation normale des roues à excentration qui effectuent des phases successives de levage, en alternance avec l'action d'un frein de pilon, agissant au moment de la cessation d l'action des parties excentrées pour empêcher le pilon de chuter.On the other hand, to allow the shelling box to be emptied of its content, the pestle must be reassembled and held above the box. The operation takes place by the normal rotation of the eccentric wheels which carry out successive lifting phases, alternating with the action of a drumstick brake, acting at the moment of the cessation of the action of the eccentric parts to prevent the drumstick to fall.
L'invention a pour but principal d'apporter un dispositif du genre défini plus haut qui ne demande pas de précision de fabrication ni de montage, avec lequel le risque d'un levage prémature du pilon est pratiquement nul et la longeur du câble nécessaire au fonctionnement est réglable facilement en fonction des changements du niveau du point de chute.The main object of the invention is to provide a device of the kind defined above which does not require manufacturing or mounting precision, with which the risk of premature lifting of the pestle is practically zero and the length of the cable necessary for operation is easily adjustable according to changes in the level of the drop point.
L'invention a pour but supplémentaire de supprimer la nécessité de prévoir un frein pour la remontée de la masse à son niveau de dégagement le plus élevé, le dispositif pouvant fonctionner comme un treuil quand on le désire.The invention has the additional object of eliminating the need to provide a brake for the ascent of the mass to its highest clearance level, the device being able to function as a winch when desired.
L'invention a encore pour but de parvenir au maintien de la masse à son niveau le plus élevé de dégagement par un simple arrêt du moteur du dispositif.Another object of the invention is to achieve maintenance of the mass at its highest level of clearance by simply stopping the device's engine.
Les emplois possibles du dispositif de l'invention peuvent être classés en deux catégories : une catégorie comme celle des pilons à compacter et des marteaux-pilons de forgeage où la course de chute libre de la masse a une valeur faible ou plutôt faible de l'ordre du mètre par exemple (même quand elle est située entre un niveau haut et un niveau bas de la masse qui sont déplacés sur une grande distance comme dans le compactage), et une catégorie comme celle des moutons de battage où la course de chute libre de la masse a une valeur importante de l'ordre de plusieurs mètres par exemple.The possible uses of the device of the invention can be classified into two categories: a category like that of pestles to be compacted and forging hammers where the free fall travel of the mass has a low or rather low value of the order of the meter for example (even when it is located between a high level and a low level of mass which are displaced over a large distance as in compaction), and a category like that of threshing sheep where the free fall mass stroke has a significant value of the order of several meters per example.
En conséquence le dispositif de l'invention présente un premier aspect et une second aspect qui son appropriés respectivement aux deux catégories mentionnées ci-dessus.Consequently, the device of the invention has a first aspect and a second aspect which are respectively suitable for the two categories mentioned above.
Dans ce qui suit, pour la facilité des explications, on emploiera toujours le mot pilon pour désigner la masse mobile même quand, en pratique, elle n'a pas exactement l'apparence d'un pilon.In what follows, for ease of explanation, the word pestle will always be used to designate the moving mass even when, in practice, it does not have exactly the appearance of a pestle.
Selon le premier aspect du dispositif de l'invention pour la manoeuvre d'un pilon, ce dispositif comprend un groupe moto-réducteur, un câble à une extrémité duquel est attaché un pilon mobile en sens vertical, un porte-train d'engrenages ayant un cadre à deux côtés opposés munie de paliers, deux arbres parallèles supportés libres en rotation par ces paliers et portant respectivement chacune un roue dentée calée en rotation sur ledit arbre, ces roues dentées engrenant ensemble et étant situées à l'intérieur dudit cadre ; l'un des deux arbres s'étend par une partie extrême hors d'un desdits côtés de ce cadre et il est accouplé en rotation avec le groupe moto-réducteur cependant que l'autre des deux arbres s'étend par une partie extrême hors de l'autre desdits côtés du cadre et cette partie extrême est pourvue d'une poulie calée en rotation, le diamètre de cette poulie étant substantiellement identique arbre et l'autre roue dentée ayant un diamètre de valeur nettement supérieure le câble provenant du pilon est enroulé par quelques spires autour de ladite poulie dans un sens d'enroulement opposé au sens de rotation pendant la manoeuvre du pilon de ladite roue dentée de plus grand diamètre, le dispositif comprenant en outre un moyen escamotable d'immobilisation sélective en rotation du porte-train d'engrenages.According to the first aspect of the device of the invention for the operation of a pestle, this device comprises a geared motor group, a cable at one end of which is attached a pestle movable in vertical direction, a gear carrier having a frame with two opposite sides provided with bearings, two parallel shafts supported free in rotation by these bearings and each carrying respectively a toothed wheel locked in rotation on said shaft, these toothed wheels meshing together and being located inside said frame; one of the two shafts extends by an end portion outside one of said sides of this frame and it is coupled in rotation with the geared motor unit, however the other of the two shafts extends by an end portion outside on the other of said sides of the frame and this end part is provided with a pulley locked in rotation, the diameter of this pulley being substantially identical shaft and the other toothed wheel having a diameter of markedly greater value the cable coming from the pestle is wound by a few turns around said pulley in a winding direction opposite to the direction of rotation during the operation of the pestle of said toothed wheel of larger diameter, the device further comprising a retractable means of selective immobilization in rotation of the holder gear train.
Selon un second aspect du dispositif de l'invention, la poulie sur laquelle le câble est enroulé par quelques spires est calée en rotation avec l'arbre correspondant par l'intermédiaire d'un moyen à effet centrifuge supprimant tout accouplement entre cette poulie et cet arbre à une valeur de la rotation de cette poulie qui correspond à la chute libre du pilon, cependant qu'il existe le long du chemin du câble en-dessous de ladite poulie un guide sur lesquel est monté réglable en position le long dudit chemin un détecteur de proximité auquel est associé un plot détectable fixé au câble, ce détecteur commandant quand il est influencé par le plot détectable la mise au repos dudit moyen escamotable.According to a second aspect of the device of the invention, the pulley on which the cable is wound by a few turns is locked in rotation with the corresponding shaft by means of a centrifugal effect eliminating any coupling between this pulley and this shaft at a value of the rotation of this pulley which corresponds to the free fall of the pestle, however that there is along the cable path below said pulley a guide on which is mounted adjustable in position along said path a proximity detector with which is associated a detectable pad fixed to the cable, this detector controlling when it is influenced by the detectable pad the resting of said retractable means.
On donnera maintenant uniquement à titre d'exemple une description de plusieurs installations dans lesquelles est utilisé un dispositif conforme à l'invention selon l'un et l'autre des deux aspects de ce dernier. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- - la figure 1 est une représentation générale simplifée du premier aspect du dispositif de l'invention utilisé dans une installation de pilonnage, le pilon se trouvant dans la position de fin de chute libre,
- - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, le pilon se trouvant au début de sa phase de levage,
- - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, le pilon amorçant sa chute libre,
- - la figure 4 est une vue partille en coupe par l'axe du porte-train d'engrenages faisant partie du dispositif,
- - la figure 5 est une vue générale simplifée du dispositif utilisé comme marteau-pilon de forgeage,
- - la figure 6 est une vue générale simplifée du second aspect du dispositif équipant un véhicule de chantier et utilisé comme mouton de battage pour enfoncer des pilotis de fondation,
- - la figure 7 est une vue agrandie de détail en coupe par l'axe d'une poulie du dispositif munie d'un moyen à effet centrifuge de désaccouplement en rotation,
- - la figure 8 est une vue générale schématique du second aspect du dispositif.
- FIG. 1 is a simplified general representation of the first aspect of the device of the invention used in a pounding installation, the pestle being in the end of free fall position,
- FIG. 2 is a view similar to FIG. 1, the pestle being at the start of its lifting phase,
- FIG. 3 is a view similar to FIG. 1, the pestle initiating its free fall,
- FIG. 4 is a part view in section through the axis of the gear carrier forming part of the device,
- FIG. 5 is a simplified general view of the device used as a forging hammer,
- FIG. 6 is a simplified general view of the second aspect of the device fitted to a construction vehicle and used as a pile driver for driving foundation piles,
- FIG. 7 is an enlarged detail view in section through the axis of a pulley of the device provided with a centrifugal effect means for uncoupling in rotation,
- - Figure 8 is a schematic general view of the second aspect of the device.
Le dispositif représenté sur les figures 1 à 4 comprend un train d'engrenages épicycloïdal se composant d'une porte-train 1 analogue à un cadre rectangulaire, muni dans deux côtés opposés de paliers à roulements par lesquels sont supportés des arbres parallèles 2 et 3. Sur ces derniers sont clavetées respectivement des roues dentées 4 et 5 qui engrènent ensemble, et qui son disposées à l'intérieur de cadre, la roue 5 étant d'un diamètre nettement inférieur à celui de la 4. De ce fait le porte-train 1 est libre en rotation autour de l'arbre 2 qui est un arbre moteur accouplé en rotration avec un groupe moto-réducteur supporté à une position à l'extérieur de porte-train 1. S'ajoute à ce train épicycloïdal, la poulie à câble 6, dont le profil est de préférence mais non nécessairement celui d'une poupée de cabestan et qui est montée clavetée à une partie extrême de l'arbre 3, à l'extérieur du porte-train 1 à l'opposé par rapport à ce dernier du groupe moto-réducteur. Le diamètre minimum d'enroulement de cette poulie 6 est substantiellement identique au diamètre primitif de la roue dentée 5 calée sur l'arbre 3. Ce profil de la poulie 6, bien connu en soi, sert à faire glisser vers la partie centrale de la poulie les spires d'enroulement du câble 7, quand ce dernier s'enroule sur cette poulie, pendant la rotation de celle-ci. L'ensemble du porte-train 1 avec les roues dentées et la poulie qu'il portre est avantageusement équilibré, statiquement au moins, autour de l'arbre 2. Le câble métallique 7 est enroulé sur la poulie 6, d'un nombre de spires nécessaire et suffisant, en rapport avec le profil de cette poulie afin d'assurer son adhérence. Le sens d'enroulement des spires du câble 7 sur la poulie 6 est en sens contraire au sens de rotation de l'arbre moteur 2 si on suppose que les roues dentées 4 et 5 engrènent directement ensemble. A l'une des extrémites du câble 7 est pendu un contrepoids 8 après passage du câble sur une poulie de renvoi 9 ; à l'autre extrémité du câble 7 est suspendu le pilon après passage du câble sur la poulie de renvoi 10. De preférence un dispositif tendeur de câble 11 est monté à proximité de la poulie 10. Le contrepoids 8 est monté coulissant en sens vertical dans un guidage 12. Le groupe moto-réducteur auquel est accouplé l'arbre 2 supporte l'ensemble du porte-train 1 par l'intermédiaire de cet arbre 2. Ce groupe moto-réducteur est lui-même installé sur une plate-forme fixe (non représentée), située au-dessus du caisson de pilonage.The device shown in Figures 1 to 4 comprises a planetary gear train consisting of a
Considérons comme départ du cycle de fonctionnement la situation représentée sur la figure 1, où le pilon 13 se trouve en fin de chute libre. La roue dentée 4 est entraînée par la rotation de l'arbre 2 du moto-réducteur, dans le sens indiqué par la flèche sur la figure 1 en sens anti-horaire quand on regarde cette figure. Il en résulte la rotation en sense inverse de la roue dentée 5 ainsi que de la poulie 6. Cette dernière tourne donc dans le sens où elle tend à exercer une traction, à la manière d'un cabestan, sur le brin du câble 7 auquel est attaché le pilon 13. Mais comme le porte-train 1 est mobile en rotation autour de l'axe 2, la poulie 6 enroule le câble 7 et fait tourner le porte-train 1 en sens anti-horaire pendant que la roue dentée 3 roule sur la roue dentée 4. Pendant ce mouvement, la poulie 6 se rapproche de la poulie 10 et de la verticale du pilon 13. Ce mouvement se poursuit jusqu'a moment où le câble 7 est mis sous tension sous l'effet du poids du pilon 13 comme le montre la figure 2. A cet instant le couple résistant sur la poulie 6 est égal au couple moteur sur la roue 5. Il n'y a plus de rotation de la roue 5 et de la poulie 6 et la roue 4 entraîne avec elle le porte-train 1, en sens anti-horaire. Autrement dit, le porte-train 1 est entraîné vers le haut par la rotation de la roue 4. C'est la phase de levage du pilon 13. Lorsque la roue dentée 5 a passé le point de la roue dentée 4 où le câble 7 est en position diamétrale par rapport à cette roue dentée 4, elle tombe vers le bas, avec le porte-train 1, en roulant sur la roue 4, sous l'effet du poids du pilon. C'est la phase de chute libre du pilon. En effet, le sens d'enroulement du câble 7 autour de la poulie 6, permet le déblocage de la roue 5 par rapport à la roue 4, l'égalité du couple résistant sur la poulie 6 et du couple moteur sur la roue 5 étant rompue, lors du passage de la roue 5 au sommet de la roue 4. Le moto-réducteur continuant à tourner, le cycle de pilonnage que l'on vient de décrire recommence.Consider as the start of the operating cycle the situation shown in Figure 1, where the
Pour mettre le pilon à un niveau déterminé au-dessus du caisson de pilonnage, au début du cycle décrit ci-dessus, lorsque le dispositif se trouve à la position de la figure 1, il suffit de bloquer en rotation dans le sens voulu le port-train 1 autour de l'arbre 2, en faisant fonctionner le moteur d'entraînement. La poulie 6 joue alors son rôle normal et, par l'intermédiaire du câble 7 elle soulève le pilon 13 d'un mouvement continu jusqu'au niveau désiré au-dessus du caisson. En sens inverse pour mettre le pilon à un niveau plus bas, comme position de départ du cycle de travail ou de pilonnage, il suffit d'inverser la rotation du moteur d'entraînement pendant l'immobilisation du porte-train 1 ; cette immobilisation peut être exécutée par tout moyen escamotable approprié, par exemple par un doigt escamotable coulissant (qui sera décrit plus loin en référence à la figure 8) monté sur la plate-forme fixe du groupe moto-réducteur et actionné par un électro-aimant pour venir se mettre sur la trajectoire du porte-train 1 en rotation. Pendant le changement de niveau (au début du cycle) du pilon 13, le contrepoids 8 se déplace en sens inverse à celui du pilon. Pendant l'utilisation du pilon le rôle du contrepoids 8 est de tenir à l'état tendu la partie du câble 7 qui s'étend entre ce contrepoids et la poulie 6.To put the pestle at a determined level above the pounding box, at the start of the cycle described above, when the device is in the position of FIG. 1, it suffices to lock the port in rotation in the desired direction -
La description qui précède se rapporte au premier aspect du dispositif de l'invention dans lequel la hauteur de chute libre du pilon est relativement faible, 0,80m par exemple ; cette valeur équivaut à peu près au quart de la circonférence de la roue dentée 4. Cette situation est aussi celle de l'emploi du dispositif comme marteau-pilon de forgeage, d'estampage ou de matriçage, illustré par la figure 5. Sur celle-ci le caisson de pilonnage n'existe pas et le pilon 13ʹ est une masse convenable guidée dans sa chute entre deux glissiéres verticales 13ʹA.The foregoing description relates to the first aspect of the device of the invention in which the height of the free fall of the pestle is relatively low, 0.80 m for example; this value is roughly equivalent to a quarter of the circumference of the
Quand la hauteur de la chute libre du pilon devient importante (plusieurs mètres jusqu'a 10 m ou plus), dans une sonnette de battage illustrée par la figure 6 (sur laquelle les moyens de guidage de la masse le long de sa course ont été omis), le dispositif de l'invention comporte un second aspect illustré par les figures 7 et 8.When the height of the free fall of the pestle becomes significant (several meters up to 10 m or more), in a threshing bell illustrated in FIG. 6 (on which the means for guiding the mass along its course have been omitted), the device of the invention has a second aspect illustrated by FIGS. 7 and 8.
Selon ce second aspect le dispositif est tel qu'il a été décrit plus haut sauf que la poulie 6 (figure 7) est montée sur l'arbre 3 dans lequel est creusé un logement de clavette 14 plus étendu en sens radial et en sens axial pour contenir une clavette 15 mobile par coulissement en sens radial d'une part sous la poussée d'un ressort de compression 16, d'autre part sous l'effet d'un levier oscillant 17 qui porte une masselotte 18.According to this second aspect the device is as described above except that the pulley 6 (Figure 7) is mounted on the
Le ressort 16 est placé entre la clavette 15 et le fond du logement 14 et il pousse cette clavette à sa position d'accouplement en rotation de l'arbre 3 et de la poulie 6.The
Le levier 17 est monté oscillant dans le prolongement en sens axial du logement 14 autour d'un axe 19, transversal à ce logement 14. Ce levier 17 porte à une extrémité la masselotte 18 et il est articulé par son extrémité opposée, en 20, avec la clavette 15. La disposition du levier 17 est telle que la masselotte 18 est proche de l'axe géométrieque de l'arbre 3 quand la clavette 15 est à sa position d'accouplement, à l'arrêt ou à une vitesse de rotation modérée de cet arbre 3 ; la masselotte 18 se rapproche de la surface extérieure de l'arbre 3 et le levier 17 tire la clavette 15 à sa position de désaccouplement en rotation de la poulie 6 à partir d'une vitesse de rotation déterminée de la poulie 6 qui correspond à la chute libre du pilon.The
Bien entendu d'autres moyens à effet centrifuge capables de supprimer à une vitesse donnée l'accouplement en rotation de l'arbre 3 et de la poulie 6 peuvent être utilisés si on le désire, la solution décrite ici n'étant qu'un example.Of course, other centrifugal means capable of eliminating at a given speed the rotational coupling of the
La figure 8 montre schématiquement que le second aspect de l'invention comprend un doigt escamotable coulissant 21 actionnée par un électro-aimant 22 ou un autre moyen de commande équivalent. Cet ensemble peut être monté sur la plate-forme du groupe moto-réducteur ou fixé directement à la flèche du véhicule de chantier (figure 6). Dans tous les cas le doigt escamotable 21 a une position de repos à laquelle il ne gêne pas la rotation du porte-train 1 et une position de service à laquelle il se trouve sur la trajectoire du porte-train 1 et il l'immobilise en rotation dans le sens qui correspond à la montée de la roue dentée 5 sur la roue dentée 4, par engrènement et roulement de la première sur la seconde comme expliqué plus haut pour le passage de la position de la figure 2 à celle de la figure 3. Dans cet état du dispositif, le câble 7 est tiré de façon continue par la poulie 6 elle-même entraînée par l'arbre 3 et la roue dentée 5 ; la vitesse de rotation est alors telle que la clavette 15 reste à sa position d'accouplement sous l'effet du ressort 16.FIG. 8 schematically shows that the second aspect of the invention comprises a retractable sliding
Le doigt 21 qui vient d'être décrit peut être confondu avec celui qui sert à immobiliser le porte-train 1 quand on veut élever le niveau auquel doit être tiré le pilon 13 avant sa chute libre ; un autre doigt analogue peut servir à immobiliser le porte-train 1 en rotation en sens inverse quand on veut abaisser ce même niveau;The
La figure 8 montre aussi que le câble 7 est muni d'un plot 23 détectable à distance et qu'un guide 24 est fixé par des moyens non représentés pour s'étendre parallèlement au chemin parcouru par le câble 7. Sur ce guide 24 est monté un détecteur de proximité 25 réglable en position le long de ce guide 24. Ce détecteur commande les changements de position du doigt escamotable 21 pendant le fonctionnement du dispositif, ainsi qu'on l'explique maintenant.FIG. 8 also shows that the
Quand le pilon 13ʺ (figure 6) doit être levé à un niveau situé à une grande hauteur par rapport au niveau bas de la course en chute libre, le porte-train 1 accomplit son mouvement de rotation tel que décrit plus haut entre sa position visible sur la figure 1 et sa position visible sur la figure 3.When the pestle 13ʺ (figure 6) must be raised to a level located at a great height above the level at the bottom of the free fall travel, the
Le doigt 21 est normalement toujours à sa position de service sur le passage du porte-train 1. Quand celui-ci atteint sa position de la figure 2 il est arrêté par le doigt 21 de sorte que la poulie 6 agit comme un cabestan et continue à faire monter le câble 7 et le pilon 13ʹ. Le plot détectable 23 et le détecteur de proximité 25 ont été réglés préalablement en position pour que le plot 23 influence le détecteur 25 au moment où le pilon 13ʺ_____ est proche de son niveau haut. Le détecteur 25 commande le retrait du doigt 21 qui recule à sa position de repos et libère le porte-train 1. Ce dernier reprend sa rotation de la position de la figure 2 à celle de la figure 3. Pendant ce mouvement le pilon 13ʺ est encoure soulevé ; il atteint son niveau haut quand le porte-train 1 atteint sa position de la figure 3 où le câble 7 est en position diamétrale par rapport à la roue dentée 2. Aussitôt après le début de la rotation du porte-train 1, le plot détectable 23 s'éloigne du détecteur 25 et le doigt 21 revient à sa position de service.The
Dès que le porte-train 1 a franchi sa position de la figure 3, il commence à tourner plus vite autour de l'arbre 2 en accompagnant le pilon 13ʺ dans sa chute. La roue dentée 5 roule sur la roue dentée 4 et fait tourner la poulie 6 de plus en plus vite si bien que la masselotte 18 soumise à la force centrifuge, actionne la clavette 15 et désaccouple l'arbre 3 de cette poulie 6. Celle-ci tourne librement en laissant se dévider le câble 7 jusqu'a l'arrêt de la chute du pilon 13" à son niveau bas. A ce moment, le câble 7 ne se dévide plus ; la masselotte 18 n'est plus soumise à la force centrifuge et le ressort 16 pousse la clavette 15 et rétablit l'accouplement entre la poulie 6 et l'arbre 3.As soon as the
Sous l'effet du groupe moto-réducteur le porte-train 1, qui avait pris une position sensiblement verticale pendant la rotation libre de la poulie 6, est à nouveau entraîné en rotation, par l'engrènement de la roue dentée 4 et de la roue dentée 5 qui entraîne la poulie 6, vers sa position de la figure 2 où il est arrêté par le doigt 21 et le cycle se répète.Under the effect of the gearmotor the
L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre, ni de son esprit.The invention is not limited to the embodiment described, but on the contrary covers all the variants which could be made to it without departing from its scope or its spirit.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8606233 | 1986-04-28 | ||
FR8606233A FR2597948B1 (en) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | GEAR DEVICE FOR LIFTING PILONS BY SELF-ADJUSTING CABLE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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EP0247915A1 true EP0247915A1 (en) | 1987-12-02 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP87400975A Ceased EP0247915A1 (en) | 1986-04-28 | 1987-04-28 | Mechanical device for the alternate motions of a drop hammer or pile driver |
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EP (1) | EP0247915A1 (en) |
FR (1) | FR2597948B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2296750A (en) * | 1995-01-04 | 1996-07-10 | Chen Hwa Lo | Disengageable drive device for cycles of lifting and lowering |
CN108149688A (en) * | 2017-10-14 | 2018-06-12 | 乐清日盛建设有限公司 | A kind of Automatic piling device and pile-driving method |
CN113250194A (en) * | 2021-05-17 | 2021-08-13 | 陈小丰 | Progressive piling device for building construction |
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FR397821A (en) * | 1908-12-23 | 1909-05-18 | Dauxin | Gear sheep |
US3256945A (en) * | 1962-12-05 | 1966-06-21 | Grospas Pierre | Drive device for percussion drills, pile drivers and other rammers |
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- 1986-04-28 FR FR8606233A patent/FR2597948B1/en not_active Expired - Lifetime
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CN108149688A (en) * | 2017-10-14 | 2018-06-12 | 乐清日盛建设有限公司 | A kind of Automatic piling device and pile-driving method |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2597948A1 (en) | 1987-10-30 |
FR2597948B1 (en) | 1990-09-28 |
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