NL7812372A - Werkwijze en inrichting voor het intermitterend op grond uitoefenen van krachten. - Google Patents

Description

. V

M Sch/Ko/AS/2 --1- - * 'j--1- - — i I Internationaal Technische Handelsonderneming en ί Adviesbureau Itha B.V.

i I te Oudenbosch.

! "Werkwijze en inrichting voor het intermitterend op grond uitoefenen van krachten" t j · j De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze I voor het 'intermitterend op grond uitoefenen van krachten, j ! ten minste uitgaande van een massabelasting en een in hoofd-; zaak harmonisch met de tijd variërende kracht, die door ten i l 5 | minste êën op en neer beweegbaar trilorgaan wordt opgewekt,; I alsmede op een inrichting voor het uitvoeren daarvan. Een ! i dergelijke werkwijze is bekend uit de Nederlandse ter inzage ! gelegde octrooiaanvrage 7415157. Bij deze bekende werkwijze i - i | laat de effectiviteit, waarmee de krachten op de grond wor-10 ; den overgebracht, te wensen over.

De uitvinding beoogt hierin verbetering te bren- gen en stelt daartoe een werkwijze van het bovenbeschreven - type voor, waarbij het trilorgaan telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping wordt gebracht met 15 de stootkrachten naar de grond leidende overbrengmiddelen.

Met voordeel kan hierbij op de overbrengmiddelen ; een additionele slagkracht worden uitgeoefend. j

Bij de werkwijze volgens de uitvinding kan in ! : het geval, waarbij het trilorgaan een trilmassa omvat, het ; 20 trilorgaan in onbelaste toestand in trilling rond een even-« wichtspositie worden gebracht, waarin het buiten aangrijping t met de overbrengmiddelen verkeert, waarna het trilorgaan telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping met de overbrengmiddelen wordt gebracht.

25 Grote voordelen biedt die werkwijze, waarbij alle genoemde krachten worden overgebracht via de overbreng- 78 1 23 72 .-2-- <t' middelen en een in de grond te brengen paal. In dit geval wordt de paal onder invloed van elkaar buitengewoon snel opvolgende stoten in de continu in gefluidis'eerde toestand verkerende grond gedreven·.

5 De neergaande beweging van het trilorgaan kan uitsluitend onder invloed van zijn eigen gewicht plaatsvinden; met voordeel echter kan het stootsgewijs in aangrij-ping brengen van het trilorgaan met de overbrengmiddelen ten minste ten dele door veermiddelen tot stand gebracht 10 worden.

De uitvinding betreft en verschaft tevens een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, omvattende alle genoemde krachten naar de grond leidende overbrengmiddelen, een massabelasting op de over-15 brengmiddelen uitoefenende massa, en ten minste één op en neer beweegbaar trilorgaan, welke inrichting het kenmerk heeft, dat het trilorgaan telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrij'ping met de de stootkrachten naar de grond leidende overbrengmiddelen brengbaar is.

t 20 Verdere kenmerken van de uitvinding zullen in de ' hierna volgende beschrijving worden uiteengezet aan de hand van een tekening. Hierin tonen: fig. 1 een gedeeltelijk weggesneden zijaanzicht van een inrichting voor het verdichten van grond volgens 25 de uitvinding? fig. 2 een gedeeltelijk weggesneden zijaanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting voor het verdichten van grond volgens de uitvinding; fig. 3 een zijaanzicht van een inrichting voor 3Q het in de grond brengen van een paal volgens de uitvinding; fig. 4 een detail van de inrichting volgens fig.3? fig. 4a een gedeeltelijk weergegeven variant van .het detail van de inrichting volgens fig. 4; fig. 5 een grafische weergave van de door de in-35 ·richting volgens de uitvinding op de grond uitgeoefende kracht als functie van de tijd; en 78 1 23 72 - / -3 - ♦Vw ' · fig. 6 een grafische weergave van het koppel van een elektromotor voor aandrijving van het trilorgaan als ' functie van het toerental.

De inrichting 1 volgens fig. 1 omvat alle ge-5 noemde krachten naar de grond 2 leidende overbrengmiddelen die worden gevormd door een grondvoet 40. Verder omvat de inrichting 1 een massabelasting op de overbrengmiddelen uitoefenende massa, bestaande uit de massa van de grondvoet 40 die is opgebouwd uit een zware en dikke grondplaat 39 10 met zijn conische opbouw 4. Boven de grondvoet 4 en daarmee trekvast verbonden staat een kolom 5. Het boveneinde van de kolom 5 heeft een afzetmiddelen vormende kraag 18. De inrichting 1 omvat ook een trilorgaan 7 dat zich via twee, veermiddelen vormende, schotelveren 11 in verticale zin kan 15 afzetten tegen de kraag 18. Het trilorgaan 7 wordt telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping met de de stootkrachten naar de grond leidende overbrengmiddelen gebracht door het in werking stellen van dit trilorgaan 7.

De stootkrachten worden veroorzaakt doordat het 20 trilorgaan 7 met de massa van zijn huis 19 tegen de grondvoet 40 slaat. Voor het opwekken van de trilling omvat het ' trilorgaan 7 een trilmassa, bestaande uit een aantal gelijke, excentrisch roteerbare massa's 8.

Onder invloed van met stippellijnen schematische aangeduide 25 aandrijfmiddelen 9 draaien deze massa's 8 op met pijlen-aan-gegeven wijze twee aan twee in tegengestelde richting, zodanig, dat uitsluitend een verticaal gerichte wisselkracht wordt opgewekt, die via de grondvoet 40 naar de grond 2 wordt overgebracht.

30 Het trilorgaan 7 wordt zowel door zijn eigen | | gewicht als door de schotelveren 11 naar de grondvoet 40 gedrongen.

Op de grondvoet 40 staat een kolom 5. Deze geleidt een daaromheen grijpend, de excentrisch roteerbare 35 massa’s 8 omvattend, het trilorgaan 7 vormend huis 19, waarvan het ondereinde telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping met de grondvoet 40 brengbaar is.

78 1 23 72 --4- _______ *

Op het bovenvlak van de kraag kan een additio-; nele slagkracht worden uitgeoefend.

Fig. 2 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van een grondverdichtingsinrichting 201 volgens de uitvinding.

5 Deze inrichting omvat alle génoemde krachten naar de grond 202 leidende overbrengmiddelen. Deze worden gevormd door een grondvoet 240. De grondvoet is opgebouwd uit een zware en dikke grondplaat 239 met zijn conische opbouw 204. Boven de grondvoet en daarmee trekvast verbonden staat een kolom 10 205. Het boveneinde van de kolom 205 heeft een afzetmiddelen vormende kraag 218. De inrichting 201 omvat verder een massa-belasting op de overbrengmiddelen uitoefenende massa, bestaande uit de massa van de grondvoet 240, de kolom 205 en een door de kolom 205 via een rubberelastisch kussen 220 15 en een plaat 221 gedragen additionele massa 206.

De kolom 205 geleidt een daaromheen grijpend, excentrisch roteerbare mass 'a 208 omvattend, een trilorgaan 207 vormend huis 219, waarvan het ondereinde telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping met de 20 grondvoet 204 brengbaar is.

Het trilorgaan 207 omvat een trilmassa, bestaande uit een aantal gelijke, excentrisch roteerbare massa's 208. Onder invloed van met stippellijnen schematisch aangeduide aandrijfmiddelen 209 draaien deze massa's op met 25 pijlen aangegeven wijze twee aan twee in tegengestelde richting, zodanig, dat uitsluitend een verticaal gerichte wis-selkracht wordt opgewekt, die via de grondvoet 204 naar dé grond 202 wordt overgebracht.

Het trilorgaan 207 wordt zowel onder invloed 30 van zijn eigen gewicht als door veermiddelen naar de grondplaat gedrongen. Deze veermiddelen worden gevormd door twee ringen 210 uit rubberelastisch materiaal. Tussen beide rub-berelastische ringen 210 bevinden zich·een aantal, spanen verstelmiddelen vormende, hydraulische cilinders 212.

35 Door het regelen van het drukverschil tussen de kamers 213 .en 214 van de hydraulische cilinders 212 ter weerszijden van de zuigers 215 verplaatsen zich de zuigerstangen 216. Op deze wijze kan de voorspanning van de rubberelastische kussens 210 naar keuze worden ingesteld. De hydraulische cilin- 78 1 23 7 2 . -:-5- ders zijn over de omtrek van de kolom 205 verdeeld. Tegen de kraag 218 kan het trilorgaan 207 zich in neerwaartse rich-' ting afzetten. De kraag 218 vormt een via de rubberelastische kussens 210 en de hydraulische cilinders 212 met het boven-5 einde van het trilorgaan 207 samenwerkend begrenzingsorgaan.

In deze uitvoeringsvorm is het begrenzingsorgaan vast met het corresponderende uiteinde van de rubberelastische kussens .. 210 verbonden. Aan de bovenzijde van de plaat 221 is een oog 222 aangebracht voor samenwerking met een bijvoorbeeld met 10 een niet-getekend hijswerktuig gekoppelde haak voor het plaatsen en verwijderen van de additionele massa 206.

De gestippeld getekende grafiek volgens fig. 5 toont kwalitatief als functie van de tijd de kracht, die door het trilorgaan 7, 207 op de grond 2, 202 wordt uitge-15 oefend, indien het trilorgaan 7, 207 vast met de overbreng- middelen is gekoppeld, De getrokken kromme toont op dezelfde schaal de kracht, die op de grond 2, 202 wordt uitgeoefend door het trilorgaan, indien dat’telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping met de grondvoet 40, 20 240 wordt gebracht.

Tot het tijdstip t vindt een zodanig afzetting tegen de kraag 218 via de rubberelastische kussens 210 plaats, dat op de grondvoet 240 niet alleen de gewenste omlaag gerichte kracht (in de figuur het deel van de grafiek onder 25 de t-as) wordt uitgeoefend, maar ook een niet voor verdichting effectieve omhoog gerichte kracht. Op het tijdstip t=0 vindt een verdere ontspanning van de kussens 210 plaats door wijziging van de instelling van de hydraulische cilinders. Daardoor wordt de effectieve omlaag gerichte kracht aanzien-30 lijk vergroot, terwijl de omhoog gerichte kracht vermindert.

Ten opzichte van het beschreven, met de stippellijn aangeduide geval is een vergroting van de omlaag gerichte kracht met een factor 2 tot 10 bereikt.

Bij het in gang zetten van de inrichting 201 35 wordt bij voorkeur door besturing van de hydraulische cilinders 212 eerst het huis 219 van de grondvoet 204 opgelicht, 78 1 23 7 2 6 ” ______ zodat het verend rond een evenwichtspositie komt te hangen. Vervolgens worden de massa's 208 met een tot een van tevoren bepaalde waarde geleidelijk toenemende frequentie roterend aangedreven/ zodat het huis 219 in trilling rond de even-5 wichtspositie wordt gebracht.' Na het bereiken van de van tevoren bepaalde frequentie wordt door besturing van de ✓ hydraulische cilinders het huis 219 omlaag gebracht, zodat . het telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aan-. grijping met de grondvoet 204 "raakt. Hierdoor vindt energie-10 : voerdracht naar de grond 202 plaats, waardoor de trilfre- ; quentie daalt tot een stationaire bedrijfswaarde. De optima-! le waarde van deze frequentie is afhankelijk van de effek-; tieve trillende massa van het trilorgaan 207, de stijfheid van de rubberelastische kussens 210 en 220, de massa van de I 15 grondvoet 204, de kolom 205, de plaat 221 en de additionele i massa 206, alsmede van de eigenschappen van de te verdichten ί grond. In de praktijk wordt de instelling van de hydraulische cilinders 212 zodanig in relatie tot de eigenschappen van de grond gekozen, dat een optimale energieoverdracht 20 plaatsvindt.

Fig. 6 illustreert de wenselijkheid van het in onbelaste toestand opvoeren van de frequentie van het trilorgaan 207. In de grafiek is verticaal het koppel M van een gebruikelijke elektromotor voor aandrijving van het tril-25 orgaan 207 uitgezet; op de horizontale as staat het toerental N uit.

. Laat men tijdens het aanlopen van de motor vanuit stilstaan (N=0) het trilorgaan op de grondvoet 240 drukken, dan doorloopt men de grafiek vanaf N in de rich-30 ting van NTnin, het met een minimaal koppel corresponderende toerental. Zoals bekend,· is voor toenemende trilfrequentie een toenemend koppel nodig, terwijl blijkens de grafiek het. motorkoppel met toenemend toerental daalt. Als de motor niet voldoend belastbaar is om een voor het passeren van NQ nood-35 zakelijke extra stroom te verwerken, dan kan de gewenste stationaire bedrijfsfrequentie N t t niet worden bereikt.

78 1 23 72 .... 7 - .

Daarom verdient het volgens de uitvinding de voorkeur, de . motor eerst in onbelaste toestand tot de frequentie NmaxA de met een maximaal motorkoppel corresponderende frequentie, te brengen. Vervolgens schakelt men de belasting in door het 5 trilorgaan omlaag te brengen, zoals boven is beschreven.

Daardoor daalt het toerental tot ten minste ongeveer de gewenste stationaire bedrijfswaarde N .

S'Ccl'C-

Bij de de grond buitengewoon goed verdichtende voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens fig. 2 10 bestaan de grondvoet 204, de kolom 205 en het huis 219 bij voorkeur uit staal. De grondplaat van 5 x 5 m heeft, samen met de kolom 205, een gewicht van omstreeks 60.000 kg; de , additionele massa bezit een gewicht van omstreeks 50.000 kg.

1 De bedrijfsfrequentie is circa·10 tot 100 Hertz; de op de • 15 grond uitgeoefende wisselkracht heeft bij een frequentie van I 25 Hz een effectieve waarde in de.grootte-orde van 10 x 10 N.

! -* De inrichting 49 volgens fig. 3, waarvan de figuren 4 en 4a een detail op vergrote schaal tonen, dient - voor het in de grond brengen van een paal 31 met behulp van 20 een inrichting 50 volgens de uitvinding. Daartoe omvat de • inrichting 50 volgens de uitvinding hamermiddelen voor het op door een heimuts 25 gevórmde overbrengmiddelen uitoefenen - van een additionele slagkracht. De hamermiddelen worden in het geschetste uitvoeringsvoorbeeld gevormd door een zuiger 25 24, die op en neer beweegbaar is in een cilinder 26. De zuiger 24 en de cilinder 26 vormen te zamen een bekend die-selheiblok. Niet getekend zijn middelen voor het toevoeren van brandstof in de verbrandingsruimte en het ’afvoeren van verbrandingsprodukten.

30 Het ondereinde van de cilinder 26 staat los, enigszins afgeveerd op de heimuts 25, die het boveneinde van de paal 31 omsluit. De cilinder 26 wordt met behulp van twee stellen geleidingsorganen 52, 53 door twee makelaars 51 in verticale richting geleid. Deze makelaars worden via 35 een aan een bevestigingsoog 54 bevestigde kabel 55 door een hijswerktuig 56 in positie gebracht en rechtop gehouden.

78 1 23 7 2 -8 4 . - .1 I ..

Los op de heimuts staat een, in het getekende uitvoeringsvoorbeeld 2 excentrisch 'roteerbare massars 408 omvattend, een trilorgaan 407 vormend huis 419, waarvan hét ondereinde telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in 5 aangrijping met de geleidingsorganen 52 brengbaar is. In het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig.. 4 kan het trilorgaan 407 zich' via veren 56 tegen het stel geleidingsorganen 52 afzetten. Zoals blijkt uit fig. 4a zijn deze veren 56 niet strikt noodzakelijk-........

10 De massa's van'de heimuts 25, de cilinder 26 en de geleidingsorganen 52 oefenen een massabelastihg op de , heimuts 25 uit. Een extra massabelasting op de heimuts kan wórden uitgeoefend door eën niet-getekende, bijvoorbeeld met de cilinder 26 verbonden extra massa.

15 Desgewenst kan het heiblok achterwege worden : gelaten.

Niet getekend is die uitvoeringsvorm, waarbij het trillingsorgaan 407 zich kan afzetten tegen met de paal 31 verbonden afzetmiddelen.

f - 78 1 23 72

Claims (22)

1. Werkwijze voor het intermitterend op grond uitoefenen van krachten, ten minste uitgaande van een massa-belasting en een in hoofdzaak harmonisch met de tijd variërende kracht die door ten minste êén op en neer beweegbaar trilorgaan wordt opgewekt, met het kenmerk, dat het trilorgaan telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping wordt gebracht met de stootkrachten naar de grond leidende overbrengmiddelen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat op de overbrengmiddelen een additionele slagkracht wordt uitgeoefend.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het trilorgaan een trilmassa omvat, met het kenmerk, dat het trilorgaan in onbelaste toestand in trilling rond een evenwichtspositie wordt gebracht, waarin het buiten aangrijping met de overbrengmiddelen verkeert, en dat vervolgens het trilorgaan telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping met de overbrengmiddelen wordt gebracht.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat alle genoemde krachten worden ' overgebracht via de overbrengmiddelen en een in de grond te brengen paal.

5. Werkwijze volgens éën der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het stootsgewijs in aangrijping brengen van een trilorgaan met de overbrengmiddelen ten minste ten dele door veermiddelen tot stand gebracht wordt.

6. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, omvattende alle genoemde krachten naar de grond leidende overbrengmiddelen, een massabelasting op de overbrengmiddelen uit- ; oefenende massa, en ten minste êén op en neer beweegbaar 1 73 1 23 72 i ï · . -10 - _ «'Λ trilorgaan, met het kenmerk/ dat het trilorgaan telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping met de de stootkrachten naar de grond leidende overbrengmidde-len brengbaar is. 7; Inrichting volgens conclusie 6, gekenmerkt door hamermiddelen voor het op de overbrengmiddelen uitoefenen van een additionele slagkracht.

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, waarbij het trilorgaan een trilmassa 'omvat, gekenmerkt door verstel-middelen voor het naar keuze, brengen van het trilorgaan in een van ten minste twee toestanden, in één waarvan het trilorgaan in onbelaste toestand in trilling rond een evenwichts-positie brengbaar is, in welke toestand het trilorgaan buiten aangrijping met de overbrengmiddelen verkeert, en in de andere waarvan het trilorgaan telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping met de overbrengmiddelen brengbaar is.

9. Inrichting volgens één der conclusies 6-8, gekenmerkt door het trilorgaan naar de overbrengmiddelen h dringende veermiddelen.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de veermiddelen ten minste één ring uit rubber- - elastisch materiaal omvatten.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de veermiddelen ten minste één schotelveer omvatten.

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, gekenmerkt door spanmiddelen voor het naar keuze instellen van de voorspanning van de veermiddelen.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de spanmiddelen ten minste één hydraulische cilinder omvatten.

14. Inrichting volgens één der conclusies 9-13, gekenmerkt door het trilorgaan in de trillingsrichting geleidende leimiddelen, voorzien van een met het boveneinde van het trilorgaan samenwerkend begrenzingsorgaan. 78 1 23 7 2 -11 ·' " · - - -V-

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het begrenzingsorgaan een aanslagorgaan is.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het begrenzingsorgaan vast met het corresponderende einde van de veermiddelen verbonden is.

17. Inrichting volgens één der conclusies 6-16, bestemd voor het verdichten van grond, met het kenmerk, dat de overbrengmiddelen worden gevormd door één grondvoet.

18. Inrichting volgens één der conclusies 6-16, bestemd voor het in de grond drijven van een paal, met het . kenmerk, dat de overbrengmiddelen worden gevormd door een heimuts.

19. Inrichting volgens’ één der conclusies 6-18, met het kenmerk, dat de overbrengmiddelen worden gevormd door een grondvoet en de massabelasting althans in hoofdzaak wordt gevormd door een grote massa van deze grondvoet. | 2Q. Inrichting volgens één der conclusies 6-19, I " - met het kenmerk, dat de overbrengmiddelen worden gevormd door de huid van een grondplaat, waarop een kolom staat, waarvan het boveneinde is voorzien van afzetmiddelen, waartegen het trilorgaan zich in neerwaartse richting kan afzetten.

21. Inrichting, volgens conclusie 20, met het j kenmerk, dat de kolom een daaromheen grijpend, een aantal excentrisch roteerbare massa's omvattend, het trilorgaan vormend huis geleidt, waarvan het ondereinde telkens successievelijk buiten en stootsgewijs in aangrijping met de grondplaat brengbaar is.

22. Inrichting volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het trilorgaan via ten minste één rubberelas-tische ring en ten minste twee over de omtrek van de kolom verdeelde’hydraulische cilinders is verbonden met een de afzetmiddelen vormende, met de kolom verbonden kraag.

23. Inrichting volgens één der conclusies 20-22, met het kenmerk, dat het boveneinde van de kolom de additionele massa draagt. 78 1 23 72 . . · '12 -

24. Inrichting volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de additionele massa via een rubberelastisch kussen door het boveneinde van de kolom wordt gedragen. 78 1 23 7 2