NL1008965C2 - Werkwijze en inrichting voor het trillend aandrijven van een voorwerp. - Google Patents

Description

5

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET TRILLEND AANDRIJVEN VAN EEN VOORWERP

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het trillend aandrijven van een voorwerp, in het bijzonder een in de grond te brengen of uit de grond te verwijderen heipaal, damwand of ander voorwerp, waarbij het 10 voorwerp aan een trilinrichting wordt bevestigd, in welke inrichting een eerste paar excentrisch roteerbare gewichten wordt aangedreven door een eerste hydraulische motor en een tweede paar excentrisch roteerbare gewichten wordt aangedreven door een tweede hydraulische 15 motor, waarbij de gewichten van elk paar met gelijke hoeksnelheid in onderling tegengestelde richting worden geroteerd en daarmee een wisselende kracht in in hoofdzaak een richting genereren, waarbij het verschil in fase tussen de door het eerste paar en de door het 20 tweede paar gegenereerde wisselende krachten wordt gewijzigd teneinde de intensiteit van de resulterende trilling te regelen, waarbij beide motoren verdringer-motoren zijn waarvan het toerental evenredig is met de vloeistofstroom door de motor.

25

Met het begrip vloeistofstroom wordt hier bedoeld de hoeveelheid vloeistof die per tijdseenheid passeert, hetgeen ook wel wordt aangeduid met begrip debiet of het begrip doorstroomvolume.

30

Bij een dergelijke inrichting, die bekend is uit EP-A-0524056, zijn de gewichten van elk paar aangebracht op twee tandwielen die in elkaar grijpen. Elk paar gewichten oefent op de inrichting een in één richting 35 werkende wisselende kracht uit en omdat de wisselende krachten die door elk van de paren gewichten worden gegenereerd in dezelfde richting, veroorzaken de wisselende krachten een trilling van de inrichting in 1008965 2 diezelfde richting. Wanneer de frequentie van de wisselende krachten van elk van de paren gelijk is zal een continue trilling worden veroorzaakt waarvan de intensiteit afhankelijk is van het faseverschil van de 5 twee wisselende krachten. Dit faseverschil kan worden gevarieerd teneinde de intensiteit te regelen.

Bij een trilinrichting die bekend is uit EP-A-0524056 wordt het faseverschil van de wisselende krachten, die 10 worden uitgeoefend door de twee paren roterende gewichten, hierna kortweg het faseverschil tussen de paren gewichten genoemd, geregeld door middel van een fase-verschuiver die de onderlinge rotatiestand van twee coaxiale tandwielen kan instellen. Doordat elk van de 15 twee tandwielen in aangrijping is met een paar gewichten, kan het faseverschil van die paren gewichten worden ingesteld.

Een dergelijke faseverschuiver is een gecompliceerd 20 apparaat dat in zijn geheel in rotatie is en bovendien onderhevig is aan de door de trilinrichting gegenereerde trillingen. Een dergelijke faseverschuiver is dan ook een storingsgevoelig onderdeel van de trilinrichting.

25 De uitvinding beoogt een werkwijze en een inrichting voor het in trilling brengen van een voorwerp, waarbij op efficiënte en betrouwbare wijze de intensiteit van de trilling kan worden geregeld.

30 Hiertoe zijn regelmiddelen voor het wijzigen van het faseverschil tussen de paren gewichten aanwezig, die waarbij de verhouding van de vloeistofstroom naar elk van de motoren tijdelijk kunnen wijzigen. Wanneer elk van de paren gewichten wordt aangedreven door middel van 35 een hydraulische motor van het type waarbij het toerental afhankelijk is van de vloeistofstroom, het zogenaamde verdringertype, kan de rotatiesnelheid van elk 1 0 0 8 9 6 5 3 van de gewichtenparen afzonderlijk nauwkeurig worden geregeld door de vloeistofstroom naar de betreffende motor te variëren. Dit variëren van de vloeistofstroom kan buiten de trilinrichting plaats vinden, waarbij de 5 gewenste vloeistofstroom door middel van een flexibele leiding naar elk van de hydraulische motoren kan worden geleid.

Beide hydraulische motoren kunnen daarbij worden aan-10 gedreven door één hydraulische pomp waarbij een verschil in de vloeistofstromen naar elk van de motoren tot stand wordt gebracht door de vloeistofstroom naar althans één van de hydraulische motoren te beperken door middel van een instelbaar smoorventiel.

15

In een andere voorkeursuitvoering wordt de vloeistofstroom naar elk van de hydraulische motoren afzonderlijk geregeld. Dit kan gebeuren door de vloeistoftoevoer door middel van een hydraulische verdeler te splitsen in twee 20 vloeistofstromen, en wel in een bepaalde verhouding.

Daarbij kan het faseverschil tussen de paren gewichten geregeld worden door de verhouding te wisselen.

In een andere uitvoeringsvorm wordt de vloeistofstroom 25 naar elk van de twee hydraulische motoren tot stand gebracht door een afzonderlijke vloeistofpomp voor elke motor. De twee vloeistofpompen kunnen daarbij afzonderlijk worden ingesteld teneinde elk een bepaalde vloeistofstroom tot stand te laten brengen. Daarbij kan 30 bijvoorbeeld het toerental van elke pomp worden geregeld.

In een andere uitvoeringsvorm wordt de verhouding tussen de vloeistofstromen naar de eerste en de tweede 35 hydraulische motor gewijzigd door een additionele hydraulische pomp die een vloeistofstroom tussen de toevoerleidingen naar de eerste en tweede hydraulische 1008965 4 motor tot stand brengt. Een dergelijk additionele hydraulische motor kan vloeistof van de ene toevoer-leiding naar de andere toevoerleiding brengen, waardoor een faseverschuiving van het ene paar gewichten ten 5 opzichte van het andere paar gewichten tot stand kan worden gebracht.

In een voorkeursuitvoering kunnen het eerste paar gewichten en het tweede paar gewichten zodanig onderling 10 mechanisch gekoppeld en ontkoppeld worden dat de paren gewichten in verschillende rotatiestanden ten opzichte van elkaar worden gefixeerd. Een ingesteld faseverschil tussen de paren gewichten kan daarmee worden vast-gehouden, waarbij beide hydraulische motoren op vol 15 vermogen kunnen worden benut. Een dergelijke mechanische koppeling kan een platenkoppeling zijn waarbij de platen onder veerdruk tegen elkaar worden gedrukt en de koppeling kan worden ontkoppeld door de koppelingsplaten tegen de veerdruk in van elkaar te bewegen. Een derge-20 lijke koppeling is bekend.

Bij voorkeur wordt een koppeling toegepast waarbij de twee paren gewichten in een aantal standen ten opzichte van elkaar aan elkaar kunnen worden gekoppeld zodat de 25 intensiteit van de trilling van de inrichting op een aantal vooraf bepaalde niveaus kan worden ingesteld.

Daarbij is het ook mogelijk om een koppeling toe te passen die bij elke keer dat de koppeling bekrachtigd 30 wordt een bepaalde relatieve rotatie toelaat.

De intensiteit van de trilling van de inrichting kan geregeld worden door de trilinrichting en/of het in trilling gebrachte voorwerp waar te nemen en afhankelijk 35 van die waarneming de vloeistofstromen naar de twee hydraulische motoren in te stellen. Daarbij kan de trilinrichting worden gestart in de situatie waarbij de wis- 1ü 0 8 9 6 5 5 selende krachten elkaar opheffen zodat er geen resulterende trilling is. Vervolgens wordt tussen de paren gewichten een faseverschil tot stand gebracht en wel tot een mate waarin het gewenste trillende effect 5 wordt bereikt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm worden de vloeistof-stromen naar hydraulische motoren geregeld op grond van het door middel van detectiemiddelen waarnemen van de 10 rotatiestand van althans één van de paren gewichten. Daarbij kan bijvoorbeeld worden waargenomen op welke tijdstippen elk van de paren gewichten een bepaalde rotatiestand passeert, waarbij de maximale intensiteit van de trilling aanwezig is wanneer de dezelfde 15 rotatiestand door beide paren gewichten gelijktijdig wordt waargenomen, terwijl er geen resulterende trilling aanwezig is wanneer de tijdstippen dat het ene paar gewichten en het andere paar gewichten dezelfde rotatiestand passeert gelijke intervallen hebben.

20

Verdere kenmerken die zowel afzonderlijk als in combinatie kunnen worden toegepast zullen worden beschreven aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en zijn vermeld in de conclusies.

25

Ter verduidelijking van de uitvinding zullen, onder verwijzing naar tekening, drie uitvoeringsvoorbeelden van een trilinrichting worden beschreven.

30 Figuren 1,2 en 3 zijn schematische weergaven van de drie uitvoeringsvoorbeelden, waarbij overeenkomende onderdelen met gelijke verwijzingscijfers zijn aangegeven. Voor de duidelijkheid zijn delen die minder van belang zijn voor het toelichten van de uitvinding weggelaten.

35

Figuur 1 toont een hydraulische pomp 1 die hydraulische vloeistof vanuit een reservoir 2 pompt naar zowel een 1008965 6 eerste hydraulische motor 3 als een tweede hydraulische motor 4. De eerste hydraulische motor 3 is aandrijfbaar verbonden met een paar excentrisch roteerbare gewichten 5,6 en de tweede hydraulische motor 4 is aandrijfbaar 5 verbonden met het paar excentrisch roteerbare gewichten 7,8. De gewichten 5,6,-7,8 van elk paar gewichten zijn gemonteerd op tandwielen, welke tandwielen zodanig onderling in aangrijping zijn dat de gewichten roteren in de richting zoals aangegeven met de pijlen 9.

10

Het zal duidelijk zijn dat, wanneer de gewichten 5,6,7,8 roteerbaar zijn gemonteerd in een inrichting en met gelijke hoeksnelheid roteren in de met de pijlen 9 aangegeven richting, de betreffende inrichting in 15 trilling wordt gebracht. In figuur 1 is de situatie weergegeven waarin de paren gewichten dezelfde fase hebben. In figuur 3 hebben de paren gewichten 5,6,-7,8 een tegengestelde fase en in figuur 2 hebben de paren gewichten een ander onderling faseverschil. Het zal 20 duidelijk zijn dat in de in figuur 1 weergegeven situatie een maximale trilling ontstaat, bij de in figuur 3 weergegeven situatie geen trilling ontstaat en bij de in figuur 2 weergegeven situatie een minder grote dan de maximale trilling ontstaat. Door het tot stand 25 brengen van een faseverschil tussen de twee paren gewichten 5,6,-7,8 kan derhalve naar wens een bepaalde intensiteit van de trilling worden ingesteld.

Opgemerkt wordt dat in de figuren het bovenste paar 30 gewichten 5,6 en het onderste paar gewichten 7,8 in overeenkomende richtingen 9 roteren. Het is echter ook mogelijk dat bijvoorbeeld beide bovenste gewichten 5,6 elk in een richting draaien tegengesteld aan de met , pijlen 9 aangegeven richtingen. Dan wordt hetzelfde 35 effect bereikt.

1008965 7

Het verschil in fase tussen de paren gewichten wordt ingesteld door de vloeistofstroom naar elk van de motoren 3,4 te regelen. Volgens het in figuur 1 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld gebeurt deze regeling 5 door middel van twee instelbare smoorventielen 10,11. Smoorventiel 10 kan de vloeistoftoevoer naar motor 3 beperken en smoorventiel 11 kan de vloeistoftoevoer naar motor 4 beperken. De smoorventielen 10,11 worden geregeld door middel van regelaar 12 en wel op grond van 10 waarnemingen van de feitelijke rotatiestand van de paren gewichten en van het gewenste faseverschil tussen de twee paren gewichten. Deze informatiestromen zijn met streeplijnen weergegeven, waarbij een detector 13 waarneemt wanneer gewicht 6 een bepaalde rotatiestand pas-15 seert en detector 14 waarneemt wanneer gewicht 8 een bepaalde rotatiestand passeert. Regelaar 12 bepaalt aan de hand van die waarnemingen het faseverschil van de paren gewichten en afhankelijk van het gewenste faseverschil, dat als informatie 15 aan de regelaar 12 wordt kenbaar 20 gemaakt, stuurt regelaar 12 een van de smoorventielen 10,11 in een smorende positie totdat het gewenste faseverschil is bereikt.

Smoorventiel 10 kan daarbij de vloeistoftoevoer in 25 leiding 16 naar motor 3 beperken en smoorventiel 11 kan de vloeistoftoevoer via leiding 17 naar motor 4 beperken. Via leiding 18 kan de vloeistof terugstromen naar reservoir 2.

30 Figuur 1 toont voorts schematisch een mechanische koppeling 19 die de twee paren gewichten 5,6,-7,8 zodanig mechanisch kan koppelen dat een ingesteld faseverschil constant blijft. Wanneer dat faseverschil moet worden gewijzigd kan koppeling 19 gedurende korte tijd worden 35 ontkoppeld, waarbij een verandering van het faseverschil kan worden tot stand gebracht door smoorventiel 10 en/of smoorventiel 11 tijdelijk een vloeistofstroom te be- 1008965 8 perken. Wanneer het gewenste faseverschil is ingesteld kunnen beide smoorventielen 10,11 in een niet smorende stand worden gezet, waardoor de twee motoren 3,4 met maximaal vermogen kunnen draaien. De koppeling 19 kan al 5 of niet in combinatie met de regelaar 12 worden toegepast.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvorm waarbij motor 3 wordt aangedreven door pomp 25 en waarbij hydraulische motor 4 10 wordt aangedreven door pomp 26. De vloeistofstromen door leidingen 16 en 17 naar motoren 3 en 4 kan worden geregeld door het toerental van pomp 25 respectievelijk pomp 26 te regelen, althans wanneer zowel de pompen als de motoren van het zogenaamde verdringertype zijn, 15 waarbij het toerental evenredig is met de vloeistof- stroom die passeert. Ook kan althans een van de pompen 25,26 zijn uitgevoerd als pomp die met een gelijkblijvend toerental een instelbaar volume kan pompen. De beide pompen 25,26 kunnen dan met een gelijk 20 toerental worden aangedreven. Een ander alternatief is dat althans een van de motoren 3,4 zijn uitgevoerd als motor waarvan het toerental kan worden ingesteld bij een gelijkblijvend doorstroomvolume.

25 Figuur 3 toont een uitvoeringsvoorbeeld waarbij eveneens twee pompen 25,26 aanwezig zijn en waarbij bovendien een pomp 27 aanwezig is die is geplaatst tussen de aanvoer-leiding 16 van pomp 3 en aanvoerleiding 17 van pomp 4. Pomp 27 kan vloeistof in twee richtingen pompen zodat de 30 verhouding van de naar de hydraulische motoren 3,4 gestuurde vloeistofstroom naar wens kan worden gewijzigd. Pomp 27 kan ook zodanig zijn uitgevoerd dat deze slechts naar één richting vloeistof kan pompen, in dat geval kan het faseverschil tussen de paren gewichten 5,6,-7,8 35 worden ingesteld door steeds één van de twee motoren 3,4 gedurende korte tijd sneller te laten lopen dan de ander motor 4,3.

i 0 0 8 9 6 5 9

Bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens figuur 3 kunnen pompen 25 en 26 ook vervangen worden door een enkele pomp, waarbij stroomafwaarts van die pomp een stroom-verdeler in opgevoerde vloeistof in twee gelijke vloei-5 stofstromen verdeeld, naar leiding 16 en leiding 17.

Bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens figuur 3 is tevens een regelaar 12 aanwezig voor het sturen pomp 27 afhankelijk van de waarnemingen door detectoren 13,14 en 10 het gewenste faseverschil 15 dat wordt gevraagd.

In de uitvoeringsvoorbeelden volgens de figuren 2 en 3 kan ook additioneel gebruik worden gemaakt van de in figuur 1 weergegeven koppeling 19.

1 ö 0 8 9 6 5

Claims (18)

1. Werkwijze voor het trillend aandrijven van een voorwerp, in het bijzonder een in de grond te 5 brengen of uit de grond te verwijderen heipaal of damwand, waarbij het voorwerp aan een trilinrichting wordt bevestigd, in welke inrichting een eerste paar excentrisch roteerbare gewichten wordt aangedreven door een eerste hydraulische 10 motor en een tweede paar excentrisch roteerbare gewichten wordt aangedreven door een tweede hydraulische motor, waarbij de gewichten van elk paar met gelijke hoeksnelheid in onderling tegengestelde richting worden geroteerd en daarmee 15 een wisselende kracht in in hoofdzaak één richting genereren, waarbij het verschil in fase tussen de door het eerste paar en de door het tweede paar gegenereerde wisselende krachten wordt gewijzigd teneinde de intensiteit van de resulterende 20 trilling te regelen, waarbij beide motoren verdringermotoren zijn waarvan het toerental evenredig is met de vloeistofstroom door de motor, met het kenmerk, dat het faseverschil tussen de twee paren gewichten wordt gewijzigd door de 25 verhouding van de vloeistofstroom naar elk van de motoren tijdelijk te wijzigen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vloeistofstroom naar althans een van de 30 hydraulische motoren wordt beperkt door middel van een instelbaar smoorventiel.

3. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vloeistofstroom naar elk 35 van de hydraulische motoren afzonderlijk wordt geregeld. 1 0 'o 8 9 6 5

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de vloeistofstroom naar elk van de twee hydraulische motoren tot stand wordt gebracht door, voor elke motor, een afzonderlijke vloeistofpomp. 5

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verhouding tussen de vloeistofstromen naar de eerste en de tweede hydraulische motor wordt gewijzigd door een 10 additionele hydraulische pomp die een vloeistof- stroom tussen de toevoerleidingen naar de eerste en tweede hydraulische motor tot stand brengt.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 15 met het kenmerk, dat het eerste paar gewichten en het tweede paar gewichten zodanig mechanisch gekoppeld en ontkoppeld worden dat de paren gewichten in verschillende rotatiestanden ten opzichte van elkaar worden gefixeerd. 20

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tijdens het roteren de rotatiestand van althans een van de paren gewichten wordt waargenomen, op grond van welke waarneming de 25 vloeistofstromen naar de hydraulische motoren worden geregeld.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de tijdstippen waarop het eerste paar gewichten en 30 het tweede paar gewichten een bepaalde rotatiestand passeren wordt waargenomen.

9. Trilinrichting voor het trillend aandrijven van een voorwerp, in het bijzonder een in de grond te 35 brengen of uit de grond te verwijderen heipaal of damwand, welke inrichting aan het voorwerp kan worden bevestigd, in welke inrichting een eerste 1 0 0 8 9 6 5 ψ paar excentrisch roteerbare gewichten aandrijfbaar is door een eerste hydraulische motor en een tweede paar excentrisch roteerbare gewichten aandrijfbaar is door een tweede hydraulische motor, waarbij de 5 twee gewichten van elk paar met gelijke hoeksnel- heid in onderling tegengestelde richting roteerbaar zijn en daarmee een wisselende kracht in in hoofdzaak één richting kunnen genereren, waarbij regel-middelen aanwezig zijn voor het instellen van het 10 verschil in fase tussen de door het eerste paar en de door het tweede paar gegenereerde wisselende kracht teneinde de intensiteit van de resulterende trilling te regelen, waarbij beide motoren ver-dringermotoren zijn waarvan het toerental evenredig 15 is met de vloeistofstroom door de motor, met het kenmerk, dat de regelmiddelen het faseverschil tussen de twee paren gewichten kunnen wijzigen door de verhouding van de vloeistofstroom naar elk van de motoren tijdelijk te wijzigen. 20

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de regelmiddelen een instelbaar smoorventiel omvatten dat de vloeistofstroom naar althans een van de hydraulische motoren kan beperken. 25

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de regelmiddelen de vloeistofstroom naar elk van de hydraulische motoren afzonderlijk kunnen regelen. 30

12. Inrichting volgens conclusie 11, gekenmerkt door twee hydraulische pompen die de eerste respectievelijk de tweede hydraulische motor aandrijft.

13. Inrichting volgens een der conclusies 9-12, gekenmerkt door een additionele hydraulische pomp die een vloeistofstroom tussen de vloeistof- 1008965 9 r toevoerleidingen naar de eerste respectievelijk de tweede hydraulische motor tot stand kan brengen.

14. Inrichting volgens een der conclusies 9-13, 5 gekenmerkt door een mechanische koppeling die de rotatiestand van het eerste paar gewichten kan fixeren ten opzichte van de rotatiestand van het tweede paar gewichten.

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de koppeling een platenkoppeling is.

16. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de koppeling zodanig is uitgevoerd dat er een 15 bepaald aantal rotatiestanden ten opzichte van elkaar mogelijk is.

17. Inrichting volgens een der conclusies 9-16, gekenmerkt door detectiemiddelen om tijdens het 20 roteren de rotatiestand van althans een van de gewichten waar te nemen, en door regelmiddelen die op grond van de waarneming het onderlinge verschil in rotatiestand van het eerste gewicht ten opzichte van het tweede gewicht kan regelen. 25

18. Inrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen de tijdstippen waarop het eerste gewicht en het tweede gewicht een bepaalde rotatiestand passeren waarnemen. 1008965