NO751211L

NO751211L -

Info

Publication number: NO751211L
Application number: NO751211A
Authority: NO
Inventors: A G Hay; J Smith
Original assignee: Secretary Industry Brit
Priority date: 1974-04-08
Filing date: 1975-04-08
Publication date: 1975-10-09
Also published as: GB1483901A; NL7504162A

Abstract

Inndrivningsapparat.Recovery device.

Description

Denne oppfinnelsen angår innretninger som kan frembringe en. skyvekraft, og mere spesielt, dog ikke eksklusivt, slike som anvendes til å drive ned peler og lignende i forbindelse med bygg og anlegg. This invention relates to devices that can produce a thrust, and more particularly, though not exclusively, those used to drive down piles and the like in connection with building and construction.

Skyvekraftinnretninger kan vanligvis deles inn i to kategorier: for det forste de som anvender en eller annen slags hammer til å produsere en meget stor kraft, og for det andre rene vibratorer, det vil si den som frembringer en sinusformet kraft som funksjon av tiden, altså en ren vibrasjon. Den forste typen kan trenge igjennom selv den aller hårdeste leire, og kan også hanskes med mindre stener som måtte forekomme i denne. Den andre typen passer best for hurtig nedramming av peler i lettere jordsmonn, slik som sandholdig slam eller mager leire. Thrust devices can usually be divided into two categories: first, those that use some kind of hammer to produce a very large force, and second, pure vibrators, that is, those that produce a sinusoidal force as a function of time, i.e. a pure vibration. The first type can penetrate even the hardest clay, and can also deal with smaller stones that may occur in it. The second type is best suited for quick framing of piles in lighter soils, such as sandy silt or lean clay.

Foreliggende oppfinnelse frembringer anordninger som kan trenge igjennom allslags jordbunn, over hele det området, inklusive ytterligheter, som ble nevnt ovenfor, idet det bare trenges noen enkle justeringer for å oppnå denne brede tilpasning. The present invention produces devices that can penetrate all kinds of soil, over the entire area, including extremes, which was mentioned above, as only a few simple adjustments are needed to achieve this wide adaptation.

I henhold til oppfinnelsen har en kraftproduserende innretning, egnet til å drive et visst legeme i en viss retning, en vibrator, som kan frembringe en kraft med variabel amplitude som alternerer i nevnte retning, videre anordninger for inngrep med nevnte vibrator slik at de frembringer en kraft mot nevnte legeme når de plasseres i kontakt med nevnte vibrator, og hydrauliske anordninger som kan trykke mot nevnte vibrator med en forutbestemt kraft i den angitte retning, idet maksimum amplitude på nevnte alternerende kraft kan være mindre<1>enn nevnte forutbestemte kraft og derved frembringe en kontinuerlig kraft av vekslende styrke mot nevnte legeme, eller den alternerende kraft kan være storre enn den direkte kraft slik at vibratoren mister kontakten med legemet i den tiden hvor den alternerende kraft er storre enn den direkte kraft, og deretter stoter an mot legemet. According to the invention, a force-producing device, suitable for driving a certain body in a certain direction, has a vibrator, which can produce a force with variable amplitude that alternates in said direction, further devices for engagement with said vibrator so that they produce a force against said body when placed in contact with said vibrator, and hydraulic devices that can press against said vibrator with a predetermined force in the specified direction, the maximum amplitude of said alternating force may be less<1> than said predetermined force and thereby produce a continuous force of alternating strength against said body, or the alternating force may be greater than the direct force so that the vibrator loses contact with the body during the time when the alternating force is greater than the direct force, and then collides with the body.

I en foretrukket utforelse omfatter de hydrauliske anordninger som frembringer den direkte kraft i det minste en beholder som kan inneholde et fluidum, og som er utstyrt med kontroll-innretninger hvormed trykket av nevnte fluidum i beholderen kan varieres, idet enhver beholder har i det minste en sylindrisk del med et glidestempel som er anbragt slik at ytre ende på stemplet kommer i kontakt med vibratoren, og hvorved stemplets lengde strekker seg i den retning som er definert ved vibratorens kraft, og stemplet er montert med tetning mot sylinderveggen.• Anordningene som kontrollerer trykket i nevnte fluidum, kan In a preferred embodiment, the hydraulic devices which produce the direct force comprise at least one container which can contain a fluid, and which is equipped with control devices with which the pressure of said fluid in the container can be varied, each container having at least one cylindrical part with a sliding piston which is arranged so that the outer end of the piston comes into contact with the vibrator, whereby the length of the piston extends in the direction defined by the force of the vibrator, and the piston is mounted with a seal against the cylinder wall.• The devices that control the pressure in said fluid, can

være plassert langt borte fra inndrivningsapparatet.be located far away from the drive-in device.

I en type konstruksjon er vibratoren og de hydrauliske anordninger anordnet i en ramme som innbefatter i det minste to parallelle glidestenger, og vibratoren er selv utstyrt med forings-sko som kan gli langs glidestengene. Fortrinnsvis er rammen utstyrt med en ambolt, og vibratoren med en hammerblokk, montert slik at hammer og ambolt kan komme i direkte kontakt slik at en kraft overfores mellom vibratoren og rammen. Rammen er fortrinnsvis utstyrt med gripe-anordninger slik at den kan gripe fast i det legeme, for eksempel med pele, hvortil kraften skal tilfores via rammen. In one type of construction, the vibrator and the hydraulic devices are arranged in a frame which includes at least two parallel slide bars, and the vibrator itself is equipped with lining shoes which can slide along the slide bars. Preferably, the frame is equipped with an anvil, and the vibrator with a hammer block, mounted so that the hammer and anvil can come into direct contact so that a force is transmitted between the vibrator and the frame. The frame is preferably equipped with gripping devices so that it can grip the body, for example with a pole, to which the force is to be supplied via the frame.

Vibratoren er fortrinnsvis av den typen som omfatter minst ett par ubalanserte rotorer, som frembringer vibrasjoner når de roterer. En hydraulisk motor kan drive disse rotorer, eller vibratoren kan omfatte et stempel som blir satt i oscillasjoner av en ekspanderende gass, f.eks. intern forbrenning eller komprimert luft, eller også en masse som oscillerer på grunn av en vekselstroms elektromagnetiske effekt. The vibrator is preferably of the type which comprises at least one pair of unbalanced rotors, which produce vibrations when they rotate. A hydraulic motor may drive these rotors, or the vibrator may comprise a piston which is set into oscillations by an expanding gas, e.g. internal combustion or compressed air, or also a mass that oscillates due to an alternating current's electromagnetic effect.

Oppfinnelsen vil nu bli beskrevet nærmere, men bare i form av et eksempel, under henvisning til vedlagte tegninger, hvorav Fig. 1 er et diagram av et inndrivningsapparat for peler, i henhold til oppfinnelsen, og sett forfra, Fig. 2 er samme apparat sett fra siden, gjengitt bare delvis, og The invention will now be described in more detail, but only in the form of an example, with reference to the attached drawings, of which Fig. 1 is a diagram of a driving apparatus for piles, according to the invention, and seen from the front, Fig. 2 is the same apparatus seen from the page, reproduced only in part, and

Fig. 3 er et diagram som viser en modifikasjon.Fig. 3 is a diagram showing a modification.

Med henvisning til figur 1 så består apparatet av en ramme 10, som omfatter en solid plate 12 og et krysshode 14, forbundet med hverandre via to soyler eller glidestenger, 16 og 18. Vibratoren, angitt med 20, er av den typen som omfattet er par ubalanserte rotorer, 22 og 24. Hver av disse er montert på en aksling, som kan settes i rotasjon i motsatte retninger, ved anordninger som ikke er vist. Hver rotor drives av en hydraulisk motor av konvensjonell utforelse (aksial kulekam), indikert med 26 på figur 2, idet motorene tilfores hydraulisk fluidum via rorledninger 28 og 30. Når rotorene er igang, vil vibratoren frembringe kontinuerlig alternerende krefter i retning som angitt med pilen 32, og den vil vibrere i den retningen hvis den er fri. På vibratoren sitter forings-skoene 34, 36, 38 og 40, som er i glidende inngrep med 16 og 18, som altså gir en positiv styring i vibrasjonsretningen. Vibratorens ovre del omfatter en kontaktblokk 42, og dens nedre del er utstyrt med en hammerblokk 44, idet platen 12 er utstyrt med en ambolt 46 som hammeren kan stote an mot. With reference to Figure 1, the device consists of a frame 10, which comprises a solid plate 12 and a crosshead 14, connected to each other via two rods or slide bars, 16 and 18. The vibrator, denoted by 20, is of the type that is included pair of unbalanced rotors, 22 and 24. Each of these is mounted on a shaft, which can be set in rotation in opposite directions, by means not shown. Each rotor is driven by a hydraulic motor of conventional design (axial ball cam), indicated by 26 in Figure 2, the motors being supplied with hydraulic fluid via rudder lines 28 and 30. When the rotors are running, the vibrator will produce continuously alternating forces in the direction indicated by the arrow 32, and it will vibrate in that direction if free. On the vibrator are the lining shoes 34, 36, 38 and 40, which are in sliding engagement with 16 and 18, which thus provide a positive control in the direction of vibration. The vibrator's upper part comprises a contact block 42, and its lower part is equipped with a hammer block 44, the plate 12 being equipped with an anvil 46 against which the hammer can bump.

Symmetrisk montert i krysshodet 14 finnes de hydrauliske anordninger, som omfatter en beholder 48, festet på krysshodet med en mutter 50. Beholder 48 omfatter en sylindrisk del 52 hvori et stempel 54 kan gli så å si tett for nevnte fluidium Ytre ende 56 på stemplét har vanligvis kontakt med blokk 42 på vibratoren. Mengden av fluidum i beholder 48 kan varieres ved uttapping eller påfylling gjennom ror 58, idet forsyningen til dette er vist skjematisk ved 59, hvor pilen indikerer at trykket Symmetrically mounted in the cross head 14 are the hydraulic devices, which comprise a container 48, fixed on the cross head with a nut 50. Container 48 comprises a cylindrical part 52 in which a piston 54 can slide, so to speak, close to said fluid. Outer end 56 of the piston has usually contact block 42 on the vibrator. The amount of fluid in container 48 can be varied by draining or filling through rudder 58, the supply for this being shown schematically at 59, where the arrow indicates that the pressure

kan varieres.can be varied.

Plate 12 på inndrivningsapparatet er utstyrt med gripe-anordninger 60, som er konstruert slik at de kan gråpe f.eks. toppen på en rund pele og tilfore kraft til denne. Disse gripe-anordninger bor fortrinnsvis være utskiftbare med andre typer som kan gripe firkantede eller.flate peler, provetakingsror, eller andre gjenstander som skal drives ned i jorden. Et deksel av metallplater, stiplet med 62, kan tjene til beskyttelse av de mekaniske deler, og boltes da fast på plate 12. Plate 12 of the drive-in apparatus is equipped with gripping devices 60, which are designed so that they can grip e.g. the top of a round pole and add power to this. These gripping devices should preferably be interchangeable with other types that can grip square or flat piles, sampling rods, or other objects to be driven into the ground. A sheet metal cover, dotted with 62, can serve to protect the mechanical parts, and is then bolted to plate 12.

Når inndrivingsapparatet er i drift, trykkes et fluidum inn i beholder 48 gjennom ror 58 fra forsyningen 59, slik at et forutbestemt trykk oppstår i beholderen. Dette trykk tvinger stemplet ned mot kontaktblokk 42, og hammeren 44 blir derfor presset mot ambolten 46. Fluidum tilfores derpå motorene 26 på konvensjonell måte, slik at de ubalanserte rotorer, 22 og 24, settes i rotasjon og produserer alternerende krefter i retning av pilen 32. Disse krefter forplanter seg gjennom hammeren 44 og ambolten 46 til platen 12 og gripe-anordning 60, slik at en alternerende kraft tilfores den pelen som 60 griper tak om. Inndrivningsapparatet er da en ren vibrator som passer godt for driving av peler og lignende inn i lett jordsmonn. Hvis motorene 26 tilfores hoyere effekt, så vil rotasjonshastigheten oke, og likeledes de alternerende kreftene og deres frekvens. De kan bli så store at maksimum alternerende kraft overstiger den direkte kraft, tilfort gjennom stempel 54 til blokk 42, When the drive-in apparatus is in operation, a fluid is pressed into the container 48 through the rudder 58 from the supply 59, so that a predetermined pressure occurs in the container. This pressure forces the piston down against the contact block 42, and the hammer 44 is therefore pressed against the anvil 46. Fluid is then supplied to the motors 26 in a conventional manner, so that the unbalanced rotors, 22 and 24, are set into rotation and produce alternating forces in the direction of the arrow 32 These forces propagate through the hammer 44 and the anvil 46 to the plate 12 and gripping device 60, so that an alternating force is applied to the pile which 60 grips. The drive-in device is then a pure vibrator that is well suited for driving piles and the like into light soil. If the motors 26 are supplied with higher power, then the rotation speed will increase, and likewise the alternating forces and their frequency. They can become so large that the maximum alternating force exceeds the direct force, supplied through piston 54 to block 42,

og vibratoren med hammeren 44 vil miste kontakt med ambolten. 46. Når denne alternerende kraft igjen faller av, så vil hammeren igjen returnere mot ambolten og gi et stot, slik at pelen utsettes for en stotkraft som kan være mye kraftigere enn de krefter som fremkommer ved ren vibrasjon. Så bare ved en enkel hastighetsjustering av rotorene så kan operatoren konvertere dette inndrivningsapparat fra en ren vibrator til en rambukk-type som kan drive peler inn i hård og stenet grunn. and the vibrator with the hammer 44 will lose contact with the anvil. 46. When this alternating force falls off again, the hammer will again return to the anvil and give a shock, so that the pile is exposed to a shock force that can be much stronger than the forces that arise from pure vibration. So just by a simple speed adjustment of the rotors, the operator can convert this driving device from a pure vibrator to a ram-buck type that can drive piles into hard and stony ground.

Rene vibrasjoner, storre enn de forste, kan igjen frembringes ved at trykket av fluidet i beholder 48 okes. På den annen side kan enda kraftigere stot frembringes ved å drive rotorene enda fortere slik at hammeren igjen mister kontakt med ambolten ved storste oppsving. VibEasjons- og stotkrefter kan således frembringes som bare er begrenset av rotorenes maksimale hastighet og det maksimale trykk som beholder 48 kan tåle. Kontrollen med hastighet og trykk kan med fordel anordnes i en viss avstand fra selve inndrivningsapparatet. Pure vibrations, larger than the first ones, can again be produced by increasing the pressure of the fluid in container 48. On the other hand, an even stronger thrust can be produced by driving the rotors even faster so that the hammer again loses contact with the anvil at the greatest upswing. Vibration and impact forces can thus be produced which are only limited by the maximum speed of the rotors and the maximum pressure that container 48 can withstand. The control of speed and pressure can advantageously be arranged at a certain distance from the drive-in device itself.

I denne utforelsen består anordningen for frembringelse av. direkte kraft av en beholder 48 og en forsyning 59 med fluidum under variabelt trykk. Alternativt kan trykket frembringes ved et andre stempel og sylinder, 64 og 66, se figur 3. Trykket i beholder 48 okes ved å skru 68 inn mot stempel 64, og omvendt. In this embodiment, the device for producing consists of direct power of a container 48 and a supply 59 of fluid under variable pressure. Alternatively, the pressure can be produced by a second piston and cylinder, 64 and 66, see Figure 3. The pressure in container 48 is increased by screwing 68 in towards piston 64, and vice versa.

Det fluidum som her er omtalt for fylling av beholder 48 kan være en gass eller en væske, men sistnevte er å foretrekke, f.eks. vann eller en konvensjonell hydraulisk væske. The fluid mentioned here for filling container 48 can be a gas or a liquid, but the latter is preferable, e.g. water or a conventional hydraulic fluid.

Oppfinnelsen er blitt beskrevet med henvisning til en vibrator basert på en roterende ubalansert masse. Men der kan anvendes andre typer vibratorer, f.eks. den hvor et stempel settes i oscillasjoner ved intern forbrenning eller ved komprimert luft, eller den hvor en masse settes i oscillasjoner ved en vekselstroms elektromagnetiske effekt. Videre er oppfinnelsen blitt beskrevet med henvisning til en utforelse hvor en vibrator tvinges av et enkelt stempel 54 i en enkel hydraulisk beholder 48. Oppfinnelsen omfatter likeså vel en utforelse med en beholder 48 som har flere stempler som 54 i inngrep med en vibrator, eller flere beholdere hver med et enkelt stempel, eller med flere stempler, i inngrep med en vibrator. The invention has been described with reference to a vibrator based on a rotating unbalanced mass. But other types of vibrators can be used, e.g. that in which a piston is set into oscillations by internal combustion or by compressed air, or that in which a mass is set into oscillations by the electromagnetic effect of an alternating current. Furthermore, the invention has been described with reference to an embodiment where a vibrator is forced by a single piston 54 in a simple hydraulic container 48. The invention also includes an embodiment with a container 48 which has several pistons such as 54 in engagement with a vibrator, or several containers each with a single piston, or with several pistons, in engagement with a vibrator.

Claims

i. Device which produces a thrust force, to drive a selected body in a certain direction, characterized in that it comprises a vibrator (20) which can produce a force with variable amplitude which alternates back and forth along said direction, devices (16, 18) which controls said vibrator mechanically so as to produce a force to drive said body if it is at least indirectly brought into contact with said vibrator (20), and hydraulic devices (48) for producing a predetermined direct acting force as said vibrator (20) in the aforementioned direction, whereby a continuously alternating force is supplied to said body when the maximum amplitude of said alternating force is less than said predetermined force, and the vibrator (20) loses contact with said body during the time the alternating force exceeds the predetermined' force, in the event that the maximum amplitude is greater than said predetermined force, and then strikes again against said body.

2. Facility as specified in claim 1,

characterized in that said hydraulic devices comprise at least one container (48) which can contain fluid and have control devices (59) whereby the pressure of this fluid in the container can be varied, each container comprising at least one cylindrical part (52) with an internally displaceable piston ( 54) which is arranged so that the outer end (56) of the piston is in contact with the vibrator (20) during operation, the longitudinal axis of any piston running along the direction defined by the forces which the vibrator outwards, each of said pistons (54 ) is mainly tightly arranged in the cylinder (52) with respect to said fluid.

3. Device as stated in claim 2, characterized in that the control device (59) is arranged for controlling the fluid pressure from a remote location.

4. Facility as specified in requirements 1-3,'

characterized in that the vibrator (20|; and the hydraulic devices (48) are arranged in a stand (10) which comprises at least two parallel slide bars (16, 18)., and in that the vibrator (20) is equipped with spring shoes ( 34, 36, 38 and 40) each of which is in sliding engagement, in the aforementioned direction, with a corresponding sliding rod (16, 18).

5. Device as specified in claim 4,

characterized in that the stand (10) is equipped with an anvil (46) and the vibrator (20) with a hammer block (44) arranged so that said hammer block (44) and anvil (46) can come into contact during operation to transfer force between the vibrator (20) and the stand (10).

6. Device as stated in claim 4 or 5,

characterized in that the stand (10) has gripping devices (60) to facilitate connection to a selected body, to which power is to be supplied through the stand (10).

7. Device as specified in any of the preceding claims, characterized in that the vibrator (20) is of the type that has at least one pair of unbalanced rotors (22, 24), which in operation are set in rotation to vibrate said vibrator (20). .

8. Device as stated in claim 7,

characterized in that the rotors (22, 24) can be set in rotation by means of a hydraulic motor (26).

9. Device as specified in any one of claims 1-6, characterized in that the vibrator (20) is of the type which comprises a piston which can be set in oscillation by eri expanding gas.

10. Device as stated in any one of claims 1-6, characterized in that the vibrator (20) is of the type that comprises a mass that can be made to oscillate under the influence of the electromagnetic effect of an alternating current.