NL8200613A

NL8200613A - METHOD AND APPARATUS FOR REALIZING THE IMPACT OF A LONG STRUCTURAL ELEMENT

Info

Publication number: NL8200613A
Application number: NL8200613A
Authority: NL
Original assignee: Frankignoul Pieux Armes
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1982-09-16
Also published as: BR8200925A; CH646482A5; FR2500026A1; GB2093511B; HK100284A; DE3205855A1; FR2500026B1; PT74445B; AU546771B2; DK73282A; NZ199772A; AU8044482A; IT8219770A0; IT1190692B; FI820489L; GB2093511A; SE8200974L; PT74445A; YU37882A; CA1210600A

Description

1- 22390/CV/tl r............................................ ......1 - 22390 / CV / tl r .......................................... .. ......

V 4V 4

Korte Aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het tot stand brengen van het inslaan van een langgestrekt element.Brief Designation: Method and device for effecting the impact of an elongated element.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en 5 een inrichting voor het tot stand brengen van het automatisch inslaan van een element, zoals een heipaal,een damwand of dergelijke,bijvoorbeeld in de grond.The present invention relates to a method and an apparatus for effecting the automatic impact of an element, such as a pile, a sheet pile wall or the like, for example into the ground.

Men kent reeds inrichting voor het inslaan van een heipaal of van een damwand giet vrije val van een heiblok,welke is opgehangen aan 10 een kabel,die is gewikkeld op een lier. Bij deze inrichtingen vindt het commando voor het omhoog bewegen van het heiblok en /of van het vrijmaken voor de vrije val van het heiblok met de hand plaats. Dien-tegenvolge bezitten deze inrichtingen grote nadelen doordat in feite de machinist zeer opmerkzaam moet zijn op de beweging van het heiblok ten 15 einde het rendement van de val van het heiblok,dat een functie is van de snelheid en van de stijghoogte van het heiblok en van de cadens van het inslaan optimaal te doen uitvoeren. Vooral bij een verhoogde cadens van het inslaan zal de aandacht van de machinist zeer snel onhoudbaar worden en een aanzienlijke achteruitgang van het rerdement 20 van de machine met zich meebrengen.Apparatus is already known for driving a pile or a sheet pile pour free fall from a pile driver, which is suspended from a cable, which is wound on a winch. In these devices, the command for raising the pile driver and / or releasing it for the free fall of the pile driver takes place manually. Accordingly, these devices have major drawbacks in that, in fact, the operator must be very attentive to the movement of the pile driver in order to improve the efficiency of the fall of the pile driver, which is a function of the speed and rise height of the pile driver and of the cadence of stocking up. Especially with increased cadence of impact, the operator's attention will very quickly become untenable and will result in a significant deterioration of the machine efficiency.

De huidige uitvinding heeft tot oogmerk om aan deze nadelen tegemoet te komen door het voorstellen van een werkwijze en een inrichting voor de automatische bediening van het stijgen van het heiblok evenals van het vrijmaken van de vrije val van deze laatste.The present invention aims to overcome these drawbacks by proposing a method and an apparatus for the automatic operation of the rising of the pile driver as well as the release of the free fall of the latter.

25 De uitvinding,welke iedere tussenkomst van de machinist onderdrukt maakt het mogelijk om het rendement van de val van het heiblok optimaal te maken ,wat ook de cadens van het inslaan en de duur daarvan is.The invention, which suppresses any operator intervention, makes it possible to maximize the efficiency of the pile driver fall, regardless of the cadence of impact and its duration.

Hiertoe heeft de uitvinding tot oogmerk een werkwijze voor het tot stand brengen van het inslaan van een element,bijvoorbeeld in de grond, 30 zoals een heipaal,een damwand of dprgelijke,met behulp van een slagin-richting van het type met vrije val van een heiblok,zoals een heimachine of dergelijke waarbij men in vrije val het heiblok laat vallen op het element dat moet worden ingeslagen en daarna het heiblok omhoog beweegt tot een vooraf bepaalde hoogte,welke ten opzichte van het element dat 35 moet worden ingeslagen te regelen is,waarbij deze handelingen worden herhaald. De werkwijze van de inrichting kenmerkt zich doordat het vrij- 8200613 -2- 22390/CV/t1 • » maken van de vrije val’ van het heiblok en het omhoog bewegen van het heiblok automatisch worden geregeld door resp.waarneming van de vooraf bepaalde hoogte van de omhoog beweging van het heiblok en het tijdstip van de botsing van het heiblok op het element,dat moet worden inge-5 slagen.To this end, the invention has for its object a method for effecting the impact of an element, for example into the ground, such as a pile, a sheet pile wall or the like, with the aid of an impact device of the free-fall type of a pile driver, such as a pile driver or the like, in which the pile driver is dropped in free fall on the element to be driven in and then the pile is moved upwards to a predetermined height, which can be regulated relative to the element to be driven in, repeating these actions. The method of the device is characterized in that the free fall of the pile driver and the raising of the pile driver are automatically controlled by observing the predetermined height. of the upward movement of the ram and the time of impact of the ram on the element to be hammered.

Volgens een verder kenmerk van de uitvinding regelt het waarnemen van het tijdstip van de botsing van het heiblok op het element dat moet worden ingeslagen,het oprollen van de ophangkabel met een oprol-kracht van de kabel welke althans nagenoeg gelijk is aan het gewicht 10 van het heiblok terwijl het op gang brengen van het omhoog bewegen van het heiblok wordt gecommandeerd door de waarneming van het tijdstip van het tot stilstand komen van het leiblok op het element,dat moet worden ingeslagen. Volgens dit kenmerk hanhaaft men zo de ophangkabel althans nagenoeg in een gespannen stand nadat het heiblok in contact is getreden 15 met het element dat moet worden ingeslagen,zonder daarbij een kracht op het heiblok uit te oefenen welke ertoe neigt het heiblok omhoog te bewegen. Dientengevolge wordt althans nagenoeg de gehele kinetische energie,welke het heiblok op het tijdstip van de botsing op het element dat moet worden ingeslagen bezit,overgebracht op dit element.According to a further feature of the invention, sensing the time of impact of the pile driver on the element to be hammered controls the coiling of the suspension cable with a coiling force of the cable which is substantially equal to the weight of the pile driver while initiating the upward movement of the pile driver is commanded by the observation of the time of the stop of the slide block on the element to be driven. According to this feature, the suspension cable is thus maintained at least substantially in a tensioned position after the pile driver has come into contact with the element to be driven in, without thereby exerting a force on the pile driver which tends to move the pile driver upwards. As a result, at least substantially all of the kinetic energy which the pile driver has at the time of impact on the element to be impacted is transferred to this element.

20 De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de hierboven beschreven werkwijze,welke inrichting is van het type voorzien van een slaginrichting of heimachine met een gestel,een heimast,een heiblok,dat is opgehangen aan een kabel,welke op een lier is gewikkeld,waarbij de lier met behulp van aan- en uitkop-25 pelmiddelen is verbonden met aandrijfraiddelen ,zoals bijvoorbeeld electrische,thermische,hydraulische,pneumatische of dergelijke motoren, gekenmerkt doordat de inrichting is voorzien van middelen voor het waarnemen van het tijdstip van de botsing van het heiblok op het element, dat moet worden ingeslagen ,en van middelen voor het waarnemen 30 van de stijghoogte van het heiblok,waarbij deze waarneemmiddelen resp. zijn verbonden met de middelen voor het aan- en loskoppelen van de lier.The invention further relates to a device for carrying out the above-described method, which device is of the type provided with an impact device or piling machine with a frame, a piling mast, a pile driver, which is suspended on a cable, which is mounted on a winch is wound, the winch being connected to drive means, such as, for example, electric, thermal, hydraulic, pneumatic or the like motors, by means of coupling and uncoupling means, characterized in that the device is provided with means for detecting the time of the impact of the ram on the element to be driven in, and of means for sensing the rise height of the ram, these sensing means resp. are connected to the winch coupling and uncoupling means.

Zodoende maakt deze inrichting het mogelijk om enerzijds het aankoppelen van de lier met de aandrijfmiddélen te bewerkstelligen zodra het heiblok in contact is met het element dat moet worden ingeslagen 35 en anderzijds om de loskoppeling van de lier te regelen voor het vrijgeven van de vrije val van het heiblok,zodra dit heiblok omhoog is bewogen tot 8200613 f-- " * * -3- 22390/CV/tl de vooraf bepaalde hoogte ten opzichte van het element ,dat moet worden ingeslagen. Dientengevolge wordt het inslaan automatisch geregeld zonder tussenkomst van een machinist.Thus, this arrangement makes it possible to effect the coupling of the winch with the drive means on the one hand as soon as the pile driver is in contact with the element to be driven in and on the other hand to control the release of the winch to release the free fall of the winch. the pile driver, once this pile driver has been moved up to 8200613 f-- "* * -3- 22390 / CV / tl the predetermined height relative to the element to be driven in. As a result, driving in is controlled automatically without any intervention operator.

Volgens een verder kenmerk van de uitvinding omvatten de hierboven 5 genoemde middelen voor het waarnemen van het tijdstip van de botsing van het heiblok op het element dat moet worden ingeslagen een belasting-waarnemer,welke de belasting meet,die door de ophangkabel van het heiblok wordt uitgeoefend op een geleidingsschijf van de kabel,welke is bevestigd aan het boveneinde van de heimast, en een inrichting voor het 10 analyseren van de wijzigingen van het door de waarnemer geleverde signaal. Deze analyseinrichting voor de variatie van het signaal is samengesteld uit een analyseorgaan van het signaal en een orgaan voor het bedienen van de hierbovengenoemde aankoppelmiddelen van de lier.According to a further inventive feature, the above-mentioned means for detecting the time of impact of the pile driver on the element to be hammered include a load observer measuring the load transmitted by the suspension cable of the pile driver applied to a guide disc of the cable, which is attached to the top end of the piling mast, and a device for analyzing the changes of the signal supplied by the observer. This signal variation analyzer is composed of a signal analyzer and a means for operating the above winch coupling means.

Volgens nog een verder kenmerk van de uitvinding omvatten de hier-15 bovengenoemde middelen voor het waarnemen van het tijlstip van de hotsing waarnemers voor de stand,de snelheid of de versnelling van het heiblok tijdens zijn vrije val,en een inrichting voor de. analyse van de waarde van de signalen afgegeven door de waarnemers,waarbij deze inrichting is voorzien van een orgaan voor het analyseren van het signaal en een or-20 gaan voor de bediening van de hierbovengenoemde aankoppelmiddelen voor de lier.According to yet a further feature of the invention, the aforementioned means for sensing the hue of the collision include observers for the position, speed or acceleration of the pile driver during its free fall, and a device for the. analysis of the value of the signals output by the observers, this device comprising a means for analyzing the signal and a means for operating the aforementioned winch coupling means.

Volgens een verder kenmerk van de uitvinding omvatten de middelen voor het waarnemen van het tijdstip van de botsing van het heiblok met een element dat moet worden ingeslagen een waarnemer voor het geluid 25 en een inrichting voor het analyseren van het signaal dat wordt afgegeven door de waarnemer,waarbij de analyseinrichting overeenkomend uitgevoerd is met de hierbovengenoemde analyseinrichting.According to a further inventive feature, the means for detecting the time of impact of the pile driver with an element to be hammered comprises a sound observer 25 and a device for analyzing the signal output by the observer wherein the analyzer is configured correspondingly to the aforementioned analyzer.

Volgens nog een verder kenmerk van de uitvinding omvatten de hierboven genoemde middelen voor het waarnemen van de stijghoogte van het hei-30 blok een waarnemer voor de hoekverplaatsing van de lier en een inrichting voor het analyseren en vergelijken van het signaal ,dat wordt afgegeven door deze waarnemer met een vooraf bepaalde waarde en overeenkomend regelbaar met een vooraf bepaalde stijghoogte van het heiblok,waar-bij de inrichting voor het analyseren en vergelijken is voorzien van een 35 orgaan voor het analyseren en vergelijken van het signaal en een orgaan voor de bediening van de hferbovengenoemde middelen voor het loskoppelen 8200613 i * -4- 22390/CV/tl van de lier.According to yet a further feature of the invention, the aforementioned means for sensing the rise height of the pile driver includes an observer for the angular displacement of the winch and a device for analyzing and comparing the signal output from this an observer of a predetermined value and correspondingly controllable with a predetermined height of the pile driver, the analyzing and comparing device comprising a means for analyzing and comparing the signal and a means for operating the The aforementioned means for disconnecting the winch 8200613 * 4-2390 / CV / tl.

Doelmatig omvat de waarnemer voor de hoekverplaatsing van de lier vaste merktekens op de lier,dé althans nagenoeg regelmatig zijn opgestéü volgens een cirkel ,terwijl een detector is aangebracht,welke een signaal 5 afgeeft voor iedere passage van een van de genoemde merktekens langs althans een vast merkteken en een teller voor het totaal aantal van deze signalen.Advantageously, the observer for angular displacement of the winch comprises fixed marks on the winch, which are at least almost regularly arranged in a circle, while a detector is provided, which gives a signal for each passage of one of the said marks along at least one fixed mark and a counter for the total number of these signals.

Volgens nog een verder kenmerk van de uitvinding zijn de hier-bovengenoemde analyseinrichtingen voor de afgegeven signalen van de 10 verschillende waarnemers doelmatig gevormd door een samenstel met elec-tronische circuits.According to a still further feature of the invention, the above-mentioned analysis devices for the output signals of the different observers are expediently constituted by an assembly with electronic circuits.

Volgens een belangrijk kenmerk van de uitvinding omvat de inrichting een orgaan voor het waarnemen van het tijdstip van het tot stilstand komen van het heiblok in contact met het element,dat moet worden inge-15 slagen,waarbij dit middel door de tussenkomst van tet orgaan voor de bediening van vermogen aan de aankoppelmiddelen en loskoppelmiddelen is aangesloten,terwijl de middelen voor het aankoppelen zijn voorzien van een eerste stand van "voor- aankoppeling" voor het overbrengen van een aandrijfkracht op de lier,welke althans nagenoeg gelijk is aan het ge-20 wicht van het heiblok, en een tweede stand "van aankoppelen " voor het overbrengen van een aandrijflracht op de lier welke het omhoog bewegen van het heiblok mogelijk maakt.According to an important feature of the invention, the device comprises a means for detecting the time when the pile driver comes to a standstill in contact with the element to be hammered, this means being provided by means of the means for the operation of power is connected to the coupling means and the coupling means, while the coupling means are provided with a first position of "pre-coupling" for transmitting a driving force to the winch, which is at least substantially equal to the weight of the pile driver, and a second "hitching" position for transmitting a driving force to the winch which allows the pile driver to move upward.

Verder geven de middelen voor het waarnemen van het tijdstip van de botsing van het heiblok op het element,dat moet worden ingeslagen, 25 een signaal af overeenkomend met dit tijdstip van de botsing,aangebracht op het hierbovengenoemde orgaan voor de regeling van het vermogen om de doorgang van de aankoppelmiddelen te regelen vanaf hun ontkoppelde stand in hun eerste stand van voor- aankoppeling ,waarbij de genoemde middelen voor het waarnemen van het tijdstip van het tot stilstand komen van het 30 heiblok op het dement dat moet worden ingeslagen ,een signaal afgeven overeenkomend met dit tot stilstand komen en aangebracht op het bedie-ningsorgaan voor het vermogen voor het regelen van de doorgang van de aankoppelmiddelen vanaf hun eerste stand van voor- aankoppeling naar hun tweede volledig aangekoppelde stand.Furthermore, the means for detecting the time of impact of the ram on the element to be impacted provides a signal corresponding to this time of the impact applied to the aforementioned means for controlling the ability to adjust the impact force. controlling passage of the coupling means from their disengaged position in their first position of pre-coupling, said means for sensing the time of the stop of the pile driver on the dementia to be driven, giving a signal correspondingly with this coming to a stop and mounted on the power control actuator for controlling the passage of the coupling means from their first pre-coupling position to their second fully-coupled position.

35 Doelmatig wordt het orgaan voor het waarnemen van het tijdstip van tot stilstand komen van het heiblok gevormd door middelen voor het 8200613 • * -5- 22390/CV/tl waarnemen vande stijghoogte van het heiblok ,waarbij het signaal dat wordt afgegeven door deze middelen wordt geanalyseerd door een inrichting voor het analyseren van het signaal teneinde het tijdstip te bepalen van een draaisnelheid van de lier van / en het hierboven genoemde signaal 5 af te geven ,dat wordt aangebracht op het hierbovengenoemde orgaan voor de regeling van het vermogen.Conveniently, the pile driving time sensing means is constituted by means for detecting the height of the pile driver 8200613 • * -5- 22390 / CV / tl, the signal being output by these means is analyzed by a signal analyzer to determine the time of a winch rotation speed of / and to output the above signal 5 which is applied to the above power control means.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van bijgaande figuren waarin schematisch een tweetal mogelijke uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding zijn weergegeven.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures, which schematically show two possible embodiments of the device according to the invention.

10 Fig. 1 toont schematisch een heimachine voorzien van de automatische inrichting voor het regelen van het inslaan volgens de uitvinding.FIG. 1 schematically shows a pile driver provided with the automatic hammer control device according to the invention.

Fig. 2 toont een grafiek ,waarin de door de kabel op de schijf uitgeoefende belasting is uitgezet als functie van de tijd tijdens het heien.Fig. 2 shows a graph plotting the load exerted by the cable on the disc as a function of time during pile driving.

15 Fig. 3 toont een grafiek jwaarin de afwikkelsnelheid en de opwik- kelsnelheid van de kabel op de lier als functie van de tijd tijdens het heien is weergegeven.FIG. 3 shows a graph showing the unwinding speed and the winding speed of the cable on the winch as a function of time during pile driving.

In fig.1 is een heimachine weergegeven voor het inslaan van een langgestrekt element 2,zoals een heipaal,een damwand of dergelijke in 20 de grond 3. Op gebruikelijke wijze omvat de heimachine een gestel 4 en een heimast 5,aan het boveneinde waarvan een geleidingsschijf 6 is aangebracht. Verder omvat de heimachine een heiblok 7,dat is opgehangen aan een kabel 8,die door de schijf 6 wordt geleid en die is gewikkeld op een heilier 9. De lier 9 is op hèt gestel 4 van de heimachine 1 bevestigd en 25 omvat niet nader weergegeven aandrijfmiddelen ,bijvoorbeeld hydraulische of pneumatische aandrijfmiddelen. Volgens de uitvinding wordt de verbinding tussen de lier 9 en deze aandrijfmiddelen geregeld met behulp van middelen 1.1 voor het aankoppelen of loskoppelen ,welke middelen schematisch zijn aangeduid en volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de 30 uitvinding worden gevormd door een systeem van hydraulische vijzels.Fig. 1 shows a pile driver for driving an elongated element 2, such as a pile, a sheet pile or the like into the ground 3. In a usual manner the pile driver comprises a frame 4 and a pile mast 5, at the top of which a guide disc 6 is provided. Furthermore, the pile driver comprises a pile driver 7, which is suspended from a cable 8, which is guided through the disc 6 and which is wound on a pile 9. The winch 9 is mounted on the frame 4 of pile driver 1 and does not include 25 shown driving means, for example hydraulic or pneumatic driving means. According to the invention, the connection between the winch 9 and these drive means is controlled by means of coupling or uncoupling means 1.1, which means are schematically indicated and according to a preferred embodiment of the invention are formed by a system of hydraulic jacks.

Verder worden volgens de uitvinding deze middelen 11 voor het aankoppelen of loskoppelen geregeld en in werking gesteld met behulp van een hydraulisch vermogensbedieningssysteem 10,dat op zich bekend is en zoals schematisch is weergegeven is voorzien van eeen verdeler 10 a een pomp 35 10b en een reservoir 10 c voor hydraulisch fluidum. De verschillende ge trokken verbindingslijnen tussen de elementen 11, 10a ,10b en 10c stellen 8200613 - * -6- 22390/CV/tl hydraulische verbindngsorganen voor. 'Furthermore, according to the invention, these coupling or uncoupling means 11 are controlled and actuated by means of a hydraulic power control system 10, which is known per se and, as is shown schematically, is provided with a distributor 10a, a pump 10b and a reservoir. 10 c for hydraulic fluid. The different drawn connecting lines between the elements 11, 10a, 10b and 10c represent 8200613 - * -6- 22390 / CV / tl hydraulic connecting members. '

Volgens een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van de uitvinding is de heimachine 1 uitgerust met een systeem voor de automatische regeling van het inslaan van een paal 2 of dergelijke in de grond 3.According to a preferred embodiment of the invention, the pile driver 1 is equipped with a system for the automatic control of driving a pile 2 or the like into the ground 3.

5 Deze automatische regelinrichting omvat een waarnemer 12 voor de be-lasting uitgeoefend door de kabel 8 op de schijf 6. Deze belasting-waarnemer 12 is aangesloten op een inrichting 13 voor het analyseren van het door de waarnemer 12 afgegeven signaal.This automatic control device comprises an observer 12 for the load exerted by the cable 8 on the disc 6. This load observer 12 is connected to a device 13 for analyzing the signal output by the observer 12.

Verder zijn volgens de uitviding meerdere merktekens 14 bevestigd 10 op de lier en wel althans nagenoeg regelmatig volgenden cirkel. Tijdens de draaiing van de lier 9 bewegen deze merktekens langs twee vaste merktekens 15 a en 15b,welke een detectiesamenstel 15 vormen met betrekking tot de richting en de hoekverplaatsing van de lier. In feite wordt iedere doorgang van een merkteken 14 langs de merktekens 15a en 15b 15 waargenomen en door een impulsteller getotaliseerd,térwijl het zo verkregen signaal wordt afgegeven en overgebracht op de hierbovengenoemde analyseinrichting'13. De de door de waarnemers 12 en 15 afgegeven signalen behandelende analyseinrichting 13 geeft een bedieningssignaal af, dat het bedieningsorgaan 10 voor het vermogen van de middelen 11 voor 20 het aankoppelen of loskoppelen van de lier 9 in weriing stelt.Furthermore, according to the invention, several marks 14 are attached to the winch, at least almost regularly following the circle. During the rotation of the winch 9, these marks move along two fixed marks 15a and 15b, which form a detection assembly 15 with respect to the direction and angular displacement of the winch. In fact, each passage of a mark 14 along marks 15a and 15b 15 is sensed and totalized by an impulse counter, while the signal thus obtained is output and transmitted to the aforementioned analyzer 13. The analyzer 13 handling the signals output by the observers 12 and 15 outputs an actuation signal which actuates the actuator 10 for powering the means 11 for coupling or uncoupling the winch 9.

De dunne lijnen in de figuur geven de verbindingen aan tussen de waarnemers 12 ,15b,15a, de analyseinrichting 13 en het systeem 10 voor de vermogensregeling ter aanduiding van de overbrengingsverbindingen voor de sigalen tussen de verschillende elenenten. Volgens de uitvoe-25 ringsvorm zijn deze verbindingen electrische verbindingen.The thin lines in the figure indicate the connections between the observers 12, 15b, 15a, the analyzer 13 and the power control system 10 to indicate the transmission connections for the signals between the different elements. According to the embodiment, these connections are electrical connections.

Onder verwijzing naar de fig.1 en 2 zal nu de werking van de inrichting voor de automatische regeling van het inslaan volgens een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding nader worden uiteengezet.With reference to Figures 1 and 2, the operation of the automatic stocking control device according to a first preferred embodiment of the invention will now be explained.

30 Zoals in het bijzonder blijkt uit fig.2 ,waarin schematisch de waarde is weergegeven van de belasting die door de kabel 8 op de schijf 6 wordt uitgeoefend en welke belasting wordt waargenomen door de belas-tingwaarnemer 12 tijdens de twee kringlopen van het inslaan zal men dit signaal analyseren voor het waarnemen van het tijdstip van de botsing 35 van het heiblok 7 op de paal 2. Dit onderzoek komt overeen met dat uitgevoerd door de analyseinrichting 13 volgens de uitvinding .In feite 8200613As is particularly apparent from Fig. 2, which schematically shows the value of the load exerted by the cable 8 on the disc 6 and which load is observed by the load observer 12 during the two cycles of impact one should analyze this signal to observe the time of impact of the pile driver 7 on the pile 2. This investigation corresponds to that performed by the analyzer 13 according to the invention. In fact 8200613

YY.

-7- 22390/CV/tl zal men ,bij het volgen van de kromme volgens het schema aangeduid door de letters a,b,c,d,e,f,g,b', opmerken, dat tijdens de periode a - b het signaal nagenoeg constant is en overeenkomt met een verhoogde waarde van de belasting uitgeoefend op de schijf 6, waarbij deze periode 5 overeenkomt met het omhoog bewegen van het heiblok waarbij de lier 9 en de aandrijfmiddelen van de lier zijn aangekoppeld. Op het tijdstip b bemerkt men een snelle daling van de telasting,waarbij de periode b- c overeenkomt met het vrijmaken van de vrije val van het heiblok,vervolgens een aanmerkelijke stabilisatie van de belasting gedurende de 10 periode c - d en een nieuwe verlaging van deze belssting op het punt d. Deze nieuwe vermindering komt overeen met het tijdstip van de botsing van het heiblok 7 op de paal 2,waarbij op dit tijdstip de kabel 8 door zijn traagheid verder gaat met zich af te wikkelen en dus een aanzienlijk slaphangend gedeelte verkrijgt hetgeen de op de schijf 6 uit-15 geoefende lading vermindert De analyseinrichting 13 ,welke volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt gevormd door electroni-sche circuits, omvat een orgaan voor de analyse van het signaal dat wordt afgegeven door defcelastingwaarnemer en is weergegeven in fig.2 en een bedieningsorgaan voor het vrijmaken van het systeem 10 voor de 20 vermogensbediening van de aankoppelmiddelen 11. Het genoemde analyseorgaan neemt de in het punt i optredende verlaging van de belasting waar en bekrachtigt op dit tijdstip het bedieningsorgaan voor het vrijmaken van het vermogensbedieningssysteem 10 van de aankoppelmiddelen 11.-7- 22390 / CV / tl, when following the curve according to the scheme indicated by the letters a, b, c, d, e, f, g, b ', it will be noted that during the period a - b the signal is substantially constant and corresponds to an increased value of the load applied to the disc 6, this period 5 corresponding to the upward movement of the pile driver with the winch 9 and the winch drive means coupled. At time b a rapid decrease in the load is noted, the period b-c corresponding to the release of the free fall of the pile driver, then a considerable stabilization of the load during the period c-d and a new decrease of this bell at point d. This new reduction corresponds to the time of impact of the pile driver 7 on the pile 2, at which time the cable 8 continues to unwind due to its inertia and thus obtains a considerable slack-hanging portion, which is the result on the disk 6 reduces applied load. The analyzer 13, which according to a preferred embodiment of the invention is formed by electronic circuits, comprises a means for analyzing the signal delivered by the cell load monitor and is shown in Fig. 2 and an operating device for releasing the system 10 for the power operation of the coupling means 11. Said analyzer detects the reduction of the load occurring in point i and at this time energizes the actuator for releasing the power operating system 10 of the coupling means 11.

Zodoende komt de kromme e- f althans in hoofdzaak overeen met het op-25 wikkelen van het slappe gedeelte van de kabel 8 ,waarop vervolgens de belasting sterk stijgt van f naar g overeenkomend met het begin van de omhoog beweging van het heiblok 7,terwijl het gedeelte g- b' overeenkomt met het omhoog bewegen van het heiblok 7 op een vooraf bepaalde hoogte.Thus, the curve ef at least substantially corresponds to the winding of the slack part of the cable 8, on which the load then strongly increases from f to g corresponding to the start of the upward movement of the pile driver 7, while the portion g-b 'corresponds to the raising of the pile driver 7 to a predetermined height.

Verder komt volgens de uitvinding het vrijmaken van de vrije val 30 -Van het heiblok 7 althans in hoofdzaak overeen met het punt b of b' van de.kromme volgens fig.2 en dit wordt geregeld als functie van het signaal afgegeven door het waarneemmiddel 15 en ontvangen door de analyseinrichting 13. In feite komt het door de waarneemmiddelen 15b getotaliseerde aantal impulsen overeen met het aantal doorgangen van de merk-35 tekens 14 langs de waarnemers 15a,15b en zodoende met de lengte van de kabel,die om de lier 9 is gewikkeld,dus met een bepaalde stijghoogte 8200613 -8- 22390/CV/tl van het heiblok 7 ten opzichte van de paal 2. Dit aantal impulsen wordt dus geanalyseerd en vergeleken in een analyse en vergelijkingsorgaan van de analyseinrichting 13 met een vooraf bepaalde en regelbare waarde overeenkomend met een vooraf bepaalde stijghoogte van het heiblok 5 7. Het zal duidelijk zijn,dat indien het aantal impulsen deze vooraf bepaalde waarde bereikt het analyse en vergelijkingsorgaan een bedie-ningsorgaan bekrachtigt voor het in werking stellen van het vermogens-systeem 10 van de loskoppelmiddelen 11 van de lier 9 en van de aandrijf-middelen , hetgeen automatisch de vrije val van het heiblok 7 met zich 10 meebrengt.Furthermore, according to the invention, the release of the free fall 30 of the pile driver 7 corresponds at least substantially to the point b or b 'of the curve according to fig. 2 and this is controlled as a function of the signal delivered by the detecting means 15 and received by the analyzer 13. In fact, the number of pulses totalized by the detecting means 15b corresponds to the number of passes of the mark 35 characters 14 along the observers 15a, 15b and thus to the length of the cable, which runs around the winch 9 is wound, i.e. with a certain rise height 8200613 -8-22390 / CV / tl of the pile driver 7 relative to the pile 2. Thus, this number of impulses is analyzed and compared in an analysis and comparator of the analyzer 13 with a predetermined and adjustable value corresponding to a predetermined rise height of the pile driver 7. It will be clear that if the number of pulses reaches this predetermined value, the analysis and comparator actuator actuates to actuate the power system 10 of the release means 11 of the winch 9 and of the drive means, which automatically involves the free fall of the pile driver 7.

Zodoende maakt de inrichting volgens de uitvinding het mogelijk om automatisch het stijgen van het heiblok 7 tot op een varaf bepaalde hoogte en zijn vrije val te regelen door een dubbele waarneming van het tijdstip van de botsing van het heiblok 7 op de paal 2 en van zijn 15 stijghoogte. Zodoende maken de werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding het mogelijk een heimachine te gebruiken met een optimaal rendement van de val van het heiblok ,wat ook de cadens van het inslaan is en onafhankelijk van het vakmanschap en de aadacht van een machinist waarvan iedere handbediening voor de verplaatsing van het heiblok is 20 weggelaten.Thus, the device according to the invention makes it possible to automatically control the rising of the pile driver 7 to a well-defined height and its free fall by a double observation of the time of impact of the pile driver 7 on the pile 2 and of its 15 rise height. Thus, the method and apparatus according to the invention make it possible to use a pile driver with an optimum efficiency of the fall of the pile driver, which is also the cadence of driving in and independent of the craftsmanship and the attention of an operator, of which every manual operation the displacement of the pile driver has been omitted.

Volgens een ander voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvatten de aankoppelmiddelen 11 een ontkoppelde stand en twee aangekoppelde standen : een eerste stand van "vooraankoppeling", welke een aandrijf-kracht van de lier 9 overbrengen,die althans nagenoeg gelijk is aan het 25 gewicht van het heiblok 7,en een tweede "aangekoppelde " stand,waarin de aankoppelmiddelen een aandrijfkracht op de lier 9 overbrengen,welke het mogelijk maakt het heiblok 7 omhoog te bewegen.According to another preferred embodiment of the invention, the coupling means 11 comprise a disconnected position and two coupled positions: a first position of "front coupling", which transmit a driving force of the winch 9, which is at least substantially equal to the weight of the pile driver 7, and a second "coupled" position, in which the coupling means transmit a driving force to the winch 9, which makes it possible to move the pile driver 7 upwards.

Bij deze litvoerhgsvorm maakt de inrichting 15 voor het waarnemen van de hoekverplaatsing van de lier 9 het doelmatig raogelijk om ener-30 zijds de- stijghoogte van het heiblok 7 waar te nemen en anderzijds het tijdstip van het tot stilstand komen van het heiblok 7 op het element 2,dat moet worden ingeslagen,waar te nemen.In this form of construction, the device 15 for detecting the angular displacement of the winch 9 makes it possible to detect the rise height of the pile driver 7 on the one hand and the time of the pile driver 7 coming to a standstill on the other hand. element 2, which must be smashed.

Zoals in het bijzonder uit fig.3 blijkt is de werking van de inrichting voor de automatische regeling van het inslaan volgens deze tweede 35 uitvoeringsvorm als volgt: de met getrokken lijnen weergegeven kromme geeft de wijziging weer 8200613 -9- 22390/CV/tl t van de oprolsnelheid Ve en de af>olshelheid Vd van de kabel op de lier 9 als functie van de tijd tijdens een inslaan-kringloop,terwijl de met stippellijnen weergegeven kromme overeenkomt met variaties van snelheden van afwikkeling Vd en opwikkeling Ve van de kabel 8 tijdens de cyclus 5 volgend op het inslaan, welke althans nagenoeg gelijk is aan de kromme met getrokken lijnen.As can be seen in particular from Figure 3, the operation of the automatic stocking control device according to this second embodiment is as follows: the curve shown by solid lines represents the change 8200613 -9-22390 / CV / tl t of the take-up speed Ve and the velocity of Vd of the cable on the winch 9 as a function of time during a hitting cycle, while the dotted lines correspond to variations of unwinding speeds Vd and winding Ve of the cable 8 during the cycle 5 following the impact, which is at least substantially equal to the solid line curve.

De cyclus van het inslaan volgens deze uitvoering is als volgt: op het punt a waarin het heiblok omhoog is bewogen op een hoogte overeenkomend met de vooraf bepaalde hoogte,wordt de lier ontkoppeld 10 voor het bewerkstelligen van de vrije val van het heiblok overeenkomend met de zone I,waarbij de afwikkelsnelheid van de kabel is weergegeven door het segment a- b van de kromme.The driving cycle according to this embodiment is as follows: at the point a where the pile driver has been moved upwards at a height corresponding to the predetermined height, the winch is disengaged to effect the free fall of the pile driver corresponding to the zone I, where the unwinding speed of the cable is represented by the segment a-b of the curve.

Op het tijdstip van de botsing van het heiblok 7 op het element 2 dat moet worden ingeslagen en dat wordt waargenomen door de belasting-15 waarnemer 12 volgens de uitvinding worden de aankoppélmiddelen 11 bewogen naar hun eerste stand van 'Voor- aankoppeling " om de lier 9 aan te drijven met een aandrijfkracht althans in hoofdzaak gelijk aan het gewicht van de lier 7. In fig.2 komt dit gedeelte van de kringloop overeen met de zone II. Daarbij wordt de kabel * ' opgewikkeld 20 om de lier 9 zo lang de kabel niet in een gespannen stand is,hetgeen overeenkomt met het gedeelte van de kromme bc. Daar deze opwikkelkracht die wordt uitgeoefend op de kabel 8 niet voldoende is om het heiblok 7 omhoog te bewegen zal de kabel ,indien de kabel in gespannen stand is, weer worden afgewikkeld om de verplaatsing van het heiblok 7 naar 25 beneden te volgen (cd). Indien nagenoeg alle kinetische energie ,die is opgehoopt in het heiblok 7 tijdens zijn vrije val is overgebracht op de paal 2 komt het heiblok 7 tot stilstand op het boveneinde van de paal 2, hetgeen overeenkomt met het punt d van de kromme. Volgens de uitvinding wordt dit tot stilstand komen waargenomen door het waarneem-30 orgaan 15,dat de hoekverplaatsing van de lier 9 waarneemt want de kabel 8 wordt .steeds in een gespannen stand gehouden doordat de aankoppelmid-delen 11 zich in hun eerste stand van voor- aankoppeling bevinden.At the time of impact of the pile driver 7 on the element 2 to be driven in and sensed by the load observer 12 according to the invention, the coupling means 11 are moved to their first position of "pre-coupling" around the winch 9 to be driven with a driving force at least substantially equal to the weight of the winch 7. In Fig. 2, this part of the cycle corresponds to the zone II, whereby the cable is wound around the winch 9 as long as the the cable is not in a tensioned position, which corresponds to the portion of the curve bc Since this winding force exerted on the cable 8 is not sufficient to move the pile driver 7 upwards, if the cable is in the tensioned position, the cable will be unwound again to follow the displacement of the pile driver 7 downwards (cd) When almost all the kinetic energy accumulated in the pile driver 7 has been transferred to the pile 2 during its free fall, the pile driver comes 7 to a stop on the top end of the post 2, which corresponds to the point d of the curve. According to the invention, this stalling is sensed by the sensing means 15, which senses the angular displacement of the winch 9 because the cable 8 is always held in a tensioned position by the coupling means 11 being in their first position from the front. - be hitched.

Op dit tijdstip wordt het door de de hoekverplaatsing waarnemende orgaan 15 afgegeven signaal nul en dit signaal wordt geanalyseerd door 35 de analyseinrichting 13,welke een bedieningssignaal overbrengt op het orgaan voor de regeling vanhet vermogen van de aankoppelmiddelen 11 om 8200613 -10- 22390/CV/tl * deze aankoppelmiddelen 11 te verstellen vanaf hun eerste stand van voor-aankoppeling naar hun tweede stand van volledige aankoppeling waarin de aandrijfkracht,die wordt overgehracht op de lier 9 het raogelijk maakt het heiblok 7 omhoog te bewegen. Dit gedeelte III van de heikringloop 5 komt overeen met het deel d-e-f van de kromme.At this time, the signal output by the angular displacement sensing means 15 becomes zero and this signal is analyzed by the analyzing device 13, which transmits an operating signal to the means for controlling the power of the coupling means 11 at 8200613 -10-22390 / CV / tl * adjust these coupling means 11 from their first pre-hitch position to their second full hitch position in which the drive force transmitted to the winch 9 allows the pile driver 7 to move upward. This part III of the piling cycle 5 corresponds to the part d-e-f of the curve.

Het heiblok wordt omhoog bewogen tot een hoogte bepaald door de ie hoekverplaatsing van de lier 9 waarnemende waarnemer 15 en zal overeenkomen met een vooraf bepaalde hoogte waarop de lier 9 wordt ontkoppeld om een nieuwe heikringloop op gang te brengen.The pile driver is moved up to a height determined by the angular displacement of the winch 9 observer 15 and will correspond to a predetermined height at which the winch 9 is disengaged to initiate a new pile driving cycle.

10 Zodoende is bij deze uitvoeringsvorm, de kracht,die door de kabel 8 op het heiblok 7 wordt uitgeoefend na het tijdstip van botsing met het element 2,dat moet worden ingeslagen,verhoudingsgewijs zwak om het eenvoudig raogelijk te maken de kabel 8 in een gespannen stand te houden en daarbij wordt nagenoeg de gehele kinetische energie,die is opgehoopt 15 in het heiblok 7 tijdens de val overgebracht op het element 2, dat moet worden ingeslagen.Thus, in this embodiment, the force exerted by the cable 8 on the pile driver 7 after the time of impact with the element 2 to be impacted is relatively weak to allow the cable 8 to be easily tensioned and thereby substantially all of the kinetic energy accumulated in the pile driver 7 during the fall is transferred to the element 2, which is to be hammered.

De werkwijze volgens de uitvinding maakt het dus mogelijk om het inslaan van een element automatisch te regelen waardoor de doelmatigheid van het inslaan of inheien wordt vergroot .The method according to the invention thus makes it possible to automatically control the impact of an element, thereby increasing the effectiveness of the impact or driving.

20 Verder zal het duidelijk zijn,dat de uitvinding iedere inrichting omvat,welke het mogelijk maakt om automatisch het tijdstip van de botsing van het heiblok 7 op de paal 2 waar te nemen en om het&mhoog bewegen van het heiblok automatisch te regelen. Als niet beperkend voorbeeld kan men als inrichting voor het Waarnemen van het tijdstip van de botsing 25 noemen detectors voor het waarnemen van de stand,de snelheid of de versnelling van het heiblok 7 tijdens het verloop van zijn vrije val ,of een geluidswaarnemer,waarbij al deze waarnemers een signaal afgeven welke een variatie in hun intensiteit hebben als functie van het tijdstip van de botsing van het heiblok 7 op de paal 2 waarbij deze variatie zal 30 worden geanalyseerd in een analyseinrichting 13 ten einde een systeem te bedienen voor de regeling van het vermogen van de aankoppeling van de lier.It will further be apparent that the invention includes any device which makes it possible to automatically detect the time of impact of the pile driver 7 on the pile 2 and to automatically control the height of the pile driver. As a non-limiting example, detectors for detecting the position, speed or acceleration of the pile driver 7 during the course of its free fall, or a sound detector, can be mentioned as a collision detection device 25. these observers output a signal which has a variation in their intensity as a function of the time of impact of the pile driver 7 on the pile 2, this variation being analyzed in an analyzer 13 in order to operate a system for controlling the winch coupling capability.

Anderzijds jn ook de middelen 15 voor het waarnemen van de hoek-verplaatsing van de lier slechts als niet beperkende mogelijke uitvoe-35 ringsvorm gegeven.On the other hand, the means 15 for detecting the angular displacement of the winch are only given as a non-limiting possible embodiment.

Het zal dan ook duidelijk zijn,dat de uitvinding niet beperkt is 8200613 w £ -11- 22390/CV/tl op de beschreven en weergegeven uitvoeringsvormen ,welke slechts als mogelijke uitvoeringsvorm zijn gegeven. De aandrijfmiddelen,de aan-koppelmiddelen ,de loskoppelmiddelen ,de bedieningsorganen voor het vermogen voor de aankoppelmiddelen en loskoppelmiddelen kunnen dan 5 ook binnen de geest en beschermingsomvang van de uitvinding op willekeurige gewenste wijze zijn uitgevoerd.It will therefore be understood that the invention is not limited to the described and illustrated embodiments, which are given only as a possible embodiment. The drive means, the coupling means, the coupling means, the power control means for the coupling means and the coupling means can then also be designed in any desired manner within the spirit and scope of the invention.

j' 8200613j '8200613

Claims

A method for effecting the impact of an elongated element into, for example, the ground, such as a pile, a sheet pile or the like, by means of a hammer-free fall hammer type impact device, such as a pile driver or the like, in which the pile driver is dropped in free fall on the element to be driven in and then the pile is moved upwards to a predetermined height which can be adjusted relative to the element to be driven in, this operations are repeated, characterized in that the release of the free fall of the pile driver and the raising of the pile driver are automatically controlled by observing resp. the predetermined height of the pile driver and the time of its impact on the element to be impacted.

2. Method according to claim 1, characterized in that the initiation of the upward movement of the pile driver is controlled by observing the time when the pile driver comes to a stop on the element to be driven, wherein this observation of the point of impact on the element to be struck initiates the winding of the suspension cable of the pile driver with a winding force of the cable substantially equal to the weight of the pile driver.

Device for carrying out the method according to claim 1 or 2, of the type provided with an impact device or pile driver: a frame, a piling mast, a pile driver suspended from a cable wound on a winch, wherein the winch intervenes with means for coupling and uncoupling is connected to driving means, such as, for example, electric, thermal, pneumatic, hydraulic or the like motors, characterized in that the device is provided with devices for detecting the moment of impact of the pile driver on the element which must and means for detecting the height of rise of the pile driver, these detecting means, respectively, through a power control system connected to the means for coupling and uncoupling the winch.

Device according to claim 3, characterized in that the device is provided with a means for detecting the time when the pile driver (7) comes to a standstill on the element (2) to be hammered, wherein this detector Pen signal emits about 8200613 -13-2390 / CV / tl corresponding to the time of coming to a stop for controlling the actuation of the means (11) for the intervention of said power control means (10). coupling and uncoupling, these coupling and uncoupling means (11) having a first "pre-coupling" position for transmitting a driving force to the winch, which is substantially equal to the weight of the pile driver , and a second "hitching" position to transmit a driving force to the winch, allowing the pile driver to move upward.

Device according to claim 4, characterized in that said means (12) for detecting the time of impact of the pile driver on the element to be impacted, emits a signal corresponding to this time of impact, which signal is applied to the power actuator (10) for controlling the passage of the coupling and uncoupling means (11) from their disengaged position to their first position of pre-coupling, while the time-of-standstill detection means from the pile driver (7) on the element (2) to be driven, at this standstill time output a corresponding signal, which is applied to the power actuator for controlling the passage of the coupling and uncoupling means (11 ) from their pre-hitch position to their second full hitch position.

6. Device as claimed in claim 3y 4 or 5, characterized in that the means for detecting the time of standstill of the pile driver are formed by a detector for detecting the height of rise of the pile driver (7).

7. Device as claimed in any of the foregoing claims 3-6, of the type provided with a cable guiding disk, which is attached to the top end of a piling mast, characterized in that the means for detecting the time of the impact are provided with a observer for the load exerted on the disk by the cable and an apparatus for analyzing variations of the signal supplied by this observer, the analyzer comprising a means for analyzing the signal and an actuator connected to the winch coupling means through the power control means. 8200613 / »-14- 22390 / CV / tl

8. Device according to any one of claims 3-6, characterized in that the means for detecting the time of the collision are provided with observers for the position, speed or acceleration of the guide block during its free fall, and a means for analyzing the value of the signal output by the observers, the analyzing device comprising a means for analyzing the signal and an actuator connected to the coupling means of the lien via the power actuator .

9. An apparatus according to any one of claims 3-6 or 8, characterized in that the means for detecting the time of the collision are provided with a sound detector and a device for analyzing the signal issued by the observer, wherein the analyzer is provided with a signal analyzer and an actuator connected to the winch coupling means through the power control means.

10. Device as claimed in any of the claims 3-9, characterized in that the means for detecting the height of the pile driver are provided with an observer for the angular displacement of the winch and a device for analyzing and comparing the signal, which is issued by this observer, with a variable determined variable value corresponding to a predetermined height of rise of the pile driver, the analysis and comparison device being provided with a means for analyzing the signal and an operating member, which means the decoupling of the winch is connected under the intermediary of the power regulator.

11. Device as claimed in claim 10, characterized in that the observer for detecting the angular displacement of the winch is provided with markings arranged on the winch at least practically regularly in a circle and a detector beam emits a signal for each passage 30 of one of these marks along at least one fixed mark and of a sensing means for these signals.

Device according to any one of the preceding claims 4, 5, 6, 10 or 11, characterized in that the means for detecting the time when the pile driver (7) comes to a standstill on the element (2), 35, includes winch angular displacement observers (15,14), a device for analyzing output signals of 8200613 -15- 22390 / CV / tl i, which in response outputs the signal corresponding to the time of a winch speed zero of the winch or the time of the piling block coming to a stop.

13. Device as claimed in any of the claims 3-12, characterized in that the analysis devices are an assembly with electronic circuits. 8200613