NL2010509C2 - Trilblok alsmede een werkwijze voor het in de bodem inbrengen van een element. - Google Patents

Description

Trilblok alsmede een werkwijze voor het in de bodem inbrengen van een element

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een trilblok voor het in de bodem inbrengen van een element, welk trilblok een trilbloklichaam omvat, welk trilbloklichaam - twee excenters waarvan de draaiingsassen parallel staan, en - ten minste een aandrijving voor de twee excenters voor het opwekken van trillingen omvat, waarbij de excenters zijn ingericht voor het synchroon in tegengestelde richting laten roteren ervan teneinde trillingen in een richting - in een vlak dwars op de draaiiingsassen, en - dwars op de lijn tussen de draaiingsassen op te wekken en trillingen in andere richtingen te minimaliseren, waarbij het trilbloklichaam - in de genoemde richting een frame bezit dat tussen de draaiingsassen van de excenters een doorgaande uitsparing bezit, welke doorgaande uitsparing geschikt is voor het opnemen van een trilstang, - de doorgaande uitsparing wordt begrensd door aan een eerste zijde een eerste klemorgaan en aan een tweede zijde welke tegenover de eerste zijde is gelegen een tweede klemorgaan, waarbij het eerste klemorgaan een klemorgaandeel omvat, welk klemorgaandeel zich in een eerste stand kan bevinden waarin een in de doorgaande uitsparing aanwezige trilstaat vastklembaar is en in een tweede stand waarin de genoemde trilstang in de genoemde richting ten opzichte van het frame van het trilbloklichaam beweegbaar is, en - het eerste klemorgaan een actuator omvat voor het veranderen van de stand van het klemorgaandeel.

Een dergelijk trilblok is in het vak bekend. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het plaatsen van grondankers welke met een ankerkabel of ankerstang verbonden zijn. Een klapanker is een grondanker dat onder gebruikmaking van een trilstang in de grond wordt geduwd door middel van trillen. Nadat de gewenste locatie is bereikt, wordt middels de ankerstang het anker omgeklapt, waardoor het dwars op de trekrichting komt te staan en het klapanker in de grond verankerd is. Dergelijke klapankers worden bijvoorbeeld gebruikt voor het stabiliseren van damwanden, zoals in het vak bekend.

Een dergelijk trilblok kan ook worden gebruikt voor het in de grond brengen van langwerpige elementen (staven, of palen), of platen. Dit zijn allemaal voorbeelden van elementen zoals die met een trilblok in de bodem kunnen worden gebracht.

Bij het bekende trilblok zijn de excenters gekoppeld door middel van twee even grote tandwielen. Deze draaien in een carter (oliepan).

Het Nederlandse octrooi NL2002871 openbaart een trilinrichting volgens de aanhef voor het in een bodem trillen van een langwerpig bodemelement, met een kleminrichting met een klemorgaan, dat in een invoerholte aan een omtrek begrensd en in staat en ingericht is om tijdens het bedrijf klemmend aan te grijpen op een buitenwand van het bodemelement. Een trilblok is met de kleminrichting verbonden en legt tijdens bedrijf aan een door de kleminrichting ingeklemd bodemelement een axiale vibratie op. Het trilblok is daarbij zijdelings van de kleminrichting voorzien en star met het klemorgaan verbonden. Het trilblok en het klemorgaan zijn tezamen verstelbaar tussen een klemstand en een vrijgavestand om het bodemelement in de invoerholte vast te klemmen en in de vrijgavestand daaruit vrij te geven.

Bij gebruik van de genoemde bekende trilblokken treedt voortijdige beschadiging en/of slijtage op.

Het doel van de uitvinding is derhalve om een trilblok volgens de aanhef te verschaffen, dat dit nadeel vermindert.

Hiertoe wordt een trilblok volgens de aanhef gekenmerkt doordat het eerste klemorgaan een draaibaar in het trilbloklichaam opgehangen plaat omvat, waarbij de actuator is ingericht om het klemorgaandeel met de plaat tussen het klemorgaandeel en een in de doorgaande uitsparing opgenomen trilstang tegen de trilstang te drukken voor het in de eerste stand houden van het eerste klemorgaandeel.

Het eerste klemorgaan oefent een kracht uit op de ingebrachte trilstang dwars op de lengterichting daarvan. Dankzij de plaat wordt de actuator niet door de trillingen in de genoemde richting beschadigd en/of wordt slijtage ervan vertraagd.

De trilstang is bijvoorbeeld een langwerpig kokerprofiel, met een polygonale, bijvoorbeeld een rechthoekige zoals een vierkante doorsnede. Doordat de onderhavige uitvinding het mogelijk maakt de trilstang vast te houden op een plaats relatief dicht bij de bodem, zal de trilstang moeilijker kunnen doorbuigen en zal minder trillingsenergie verloren gaan door doorbuigen van de trilstang. Door een trilstang te gebruiken met een lengte langer dan de lengte van de giek van de kraan, kan met een relatief korte giek een element zoals een grondanker toch over een relatief grote afstand in de bodem worden gebracht. Aangezien een kraan met een kortere giek goedkoper zal zijn dan een met een langere giek, kan dus met een goedkopere kraan worden gewerkt, hetgeen kosten bespaart. Het trilblok komt ook van pas indien de slag die de giek kan maken op zich voldoende groot zou zijn, ware het niet dat de kraan door omstandigheden niet voldoende dicht bij de plaats waar het grondanker de bodem in gaat kan komen. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn wanneer de kraan op een boot staat.

Voor het vermijden van knikken van de trilstang is het in het vak bekend om een trilstang te verlengen door trilstangsegmenten toe te voegen. Dit koppelen is arbeidsintensief en daardoor kostbaar. Bij de onderhavige uitvinding kan de trilstang ook een meerdelige trilstang zijn, maar het aantal segmenten kan erg klein zijn, bijvoorbeeld twee.

De Europese octrooiaanvraag EP1983112 beschrijft een paaldrijfinstallatie met een mast voor het dragen van een paal en een trilinrichting die trileenheden omvat, een frame dat langs de mast verschuifbaar is, en klemmiddelen die ten minste een stel klembekken omvatten. De klembekken zijn onderling scharnierbaar en zijn aan een uiteinde onderling verbonden via een actuator voor het verplaatsen van de klembekken tussen een open stand voor het toelaten van onderlinge verschuiving tussen de de inrichting en de paal, en een gesloten stand voor het op de paal klemmen van de trilinrichting. De trileenheden zijn vast met de klembekken verbonden en de klembekken worden elastisch gedragen ten opzichte van het frame.

Een gunstige uitvoeringsvorm wordt hierdoor gekenmerkt dat het trilblok een vork omvat, het trilbloklichaam draaibaar is opgehangen tussen twee benen van de vork, waarbij de vork is voorzien van - de snelkoppeling, en - een actuator voor het veranderen van de hoek van het trilbloklichaam ten opzichte van de vork.

Aldus kan de hoek waaronder de trilstang werkt gemakkelijk worden ingesteld. De actuator is bij voorkeur een hydraulische actuator, maar kan een elektrisch aangedreven schroef of dergelijke zijn.

Een gunstige uitvoeringsvorm wordt hierdoor gekenmerkt dat een lijn door de excenterzwaartepunten van de ene draaiingsas naar de andere draaiingsas de uitsparing doorsnijdt.

Aldus worden trillingen meer doelmatig aan de trilstang doorgegeven en wordt de kans op doorbuigen daarvan verkleind en daardoor evenzo eventueel energieverlies door doorbuigen verkleind. In het bijzonder doorsnijdt de lijn de hartlijn door de uitsparing.

Een gunstige uitvoeringsvorm wordt hierdoor gekenmerkt dat het trilbloklichaam in de doorgaande uitsparing is voorzien van een trilstang.

Een dergelijk trilblok is sneller gereed voor het inbrengen van een element in de bodem.

Een gunstige uitvoeringsvorm wordt hierdoor gekenmerkt dat het trilbloklichaam is voorzien van een geleidingswiel voor het in de tweede stand waarin de trilstang is vrijgegeven geleiden van de genoemde trilstang.

Aldus kan deze gemakkelijker door de doorgaande uitsparing worden gevoerd. Bij voorkeur bevindt het geleidingswiel zich nabij een uiteinde van de doorgaande uitsparing. Bij voorkeur wordt de trilstang tussen twee geleidingswielen geleid bij het verplaatsen van de trilstang. Met meer voorkeur is nabij beide uiteinden van de doorgaande uitsparing ten minste een geleidingswiel voorzien. De draaiingsassen van de geleidingswielen staan met voordeel dwars op de richting waarin het eerste klemorgaan een kracht uitoefent in een vlak loodrecht op de hartlijn door de doorgaande opening.

Een gunstige uitvoeringsvorm wordt hierdoor gekenmerkt dat de actuator een hydraulische cilinder omvat.

Hiermee kan de trilstang met grote kracht worden vastgehouden.

Een gunstige uitvoeringsvorm wordt hierdoor gekenmerkt dat het trilblok een standaard snelkoppeling voor een graafmachine bezit.

Aldus kan het trilblok op snelle en eenvoudige wijze aan een graafmachine worden bevestigd. De giek van een typische 18 tons graafmachine heeft een bereik (slag) van ca. 6 meter. Graafmachines zijn alom aanwezig en relatief goedkoop. Zij zijn reeds voorbereid om hydraulisch apparaten aan te drijven, en kunnen derhalve worden aangesloten op het trilblok voor het aandrijven van de aandrijving van de excenters en een hydraulische actuator.

Tenslotte heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het door trillen in de bodem brengen van een element onder gebruikmaking van een trilblok, waarbij trilblok volgens een van de conclusies 1 tot en met 7 wordt gebruikt, en het element met het klemorgaandeel in de eerste stand in de bodem wordt getrild.

Deze werkwijze kan met een bekende graafmachine worden uitgevoerd. Voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt de graafmachine in plaats van met een graafbak voorzien van een trilblok volgens de uitvinding. Aldus kunnen de kosten voor het inbrengen van een element, zoals een klapanker, in de bodem aanmerkelijk worden verlaagd.

Een gunstige uitvoeringsvorm wordt hierdoor gekenmerkt dat na het in de bodem trillen van het element met het klemorgaandeel in de eerste stand, het eerste klemorgaandeel in de tweede stand wordt gebracht, het trilblok in de lengterechting van de trilstang ten opzichte van de trilstang wordt verplaatst, het eerste klemorgaandeel in de eerste stand wordt gebracht en het element door trillen verder de bodem in wordt gebracht.

Aldus kan een element over een grote afstand in de bodem worden gebracht. Met de werkwijze volgens de uitvinding kan er ook voor worden gekozen de uiterste bereiken van de slag van de giek niet te benutten, waardoor deze meer kracht kan zetten.

De onderhavige uitvinding zal thans worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin

Fig. 1 een zijaanzicht toont op een trilblok tijdens het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding;

Fig. 2a schematisch een opengewerkt vooraanzicht op een trilbloklichaam toont; en

Fig. 2b een doorsnede langs lijn Ilb-IIb van Fig. 2a toont.

Fig. 1 toont een zijaanzicht op een trilblok 100 volgens de uitvinding tijdens het inbrengen van een element, zoals een grondanker (niet weergegeven) met een ankerstang 195, voor het verankeren van een damwand 199 waarbij de ankerstang 195 met de damwand 199 wordt verbonden.

Het trilblok 100 omvat een trilbloklichaam 101 dat een holle trilstang 102 kan vasthouden.

Het grondanker bevindt zich aan het uiteinde van een holle trilstang 102, zoals op zich bekend.

Het trilblok 100 wordt vastgehouden middels een giek 190 van een graafmachine (niet weergegeven). Het trilblok 100 omvat daartoe een vork 110 voorzien van een snelkoppeling 111. Het trilbloklichaam 101 wordt draaibaar rond een as 120 door de vork 110 vastgehouden, en de hoek tussen het trilbloklichaam 101 en de vork 110 kan middels een actuator 121, in het bijzonder een hydraulische cilinder, worden gevarieerd voor het onder een gewenste hoek in de bodem brengen van de trilstang 102 en dus het element.

De trilstang 102 kan op verschillende plaatsen door het trilbloklichaam 101 wordt vastgehouden, zoals hierna zal worden uitgelegd. Daartoe zijn geleidingswielen 130 voor de trilstang 102 voorzien.

Thans wordt verwezen naar Fig. 2a en Fig. 2b voor een nadere toelichting op het trilblok 100 volgens de uitvinding. Fig. 2a toont schematisch een gedeeltelijk opengewerkt vooraanzicht op het trilbloklichaam 101. Te zien zijn een behuizing 201 dat als frame 201 fungeert. De behuizing 201 is gevormd uit 25 mmm dik plaatstaal. De behuizing 201 bezit een doorgaande uitsparing 202 (100 x 100 mm), waarin tijdens gebruik van het trilblok 100 de trilstang 102 is gebracht. Deze trilstang 102 kan over ten minste een deel van de lengte ervan op uiteenlopende plaatsen door het trilbloklichaam 101 worden vastgehouden. Daartoe bezit het trilbloklichaam 101 bij de weergegeven uitvoeringsvorm twee samenwerkende klemorganen, te weten een eerste klemorgaan 211 en een niet-beweegbaar tweede klemorgaan 212. Het niet-beweegbare tweede klemorgaan 212 omvat twee bekhelften 212a, 212b met punten van gehard staal.

Het eerste klemorgaan 211 omvat een draaibaar rond een as 215 opgehangen plaat 217, welke as 215 zich uitstrekt tussen, en bij deze uitvoeringsvorm vast verbonden is met, twee tegenoverliggende wanden van de behuizing 201. De as 215 heeft een doorsnede van 50 mm en de plaat 217 heeft een dikte van 25 mm. Het eerste klemorgaan 211 omvat verder twee actuatoren 220 in de vorm van hydraulische cilinders elk met een zuigerstang 221 die met hun vrij uiteinde tegen de plaat 217 drukken. De plaat 217 is aan de naar de trilstang 102 gekeerde zijde voorzien van twee bekhelften 222 welke zijn voorzien van punten van gehard staal. Middels de actuatoren 220 drukken de bekhelften 222 met de punten van gehard staal tegen de trilstang 102 in de doorgaande uitsparing 202. De klemkracht is bijvoorbeeld 40 ton. Hierdoor bevindt het eerste klemorgaan 211 zich in de eerste stand, waarbij de trilstang 102 niet in de lengterichting van de uitsparing 202 beweegbaar is. Wanneer de zuigerstangen 221 worden teruggetrokken, is het eerste klemorgaan 211 in de tweede stand en kan het trilbloklichaam 101 ten opzichte van de trilstang 102 worden verplaatst. Bij het in de bodem brengen van het element zal het trilbloklichaam 101 in de richting van een distaai uiteinde (dat zich buiten de bodem bevindt) van de trilstang 102 worden bewogen en wordt daarna de trilstang 102 weer vastgeklemd door het eerste klemorgaan 211 weer in de eerste stand te brengen voor het verder in de bodem brengen van de trilstang 102 en daarmee van het element.

Door het gebruik van de plaat 217 kunnen de trillingskrachten via het frame, in casu de behuizing 201 aan de trilstang 102 worden doorgegeven op een wijze dat de zuigerstangen 221 worden gespaard omdat de tweede bekhelften 222 over het plaatoppervlak kunnen bewegen.

Voor het opwekken van trillingen zijn twee excenters 241 aanwezig. Deze excentrische gewichten zijn gemonteerd op assen 242. Middels tandwielen 243 (diameter 450 mm) die met de assen 242 zijn verbonden is de stand van de excenters 241 gekoppeld en in wezen spiegelbeeldig, bij voorkeur door een vlak dat samenvalt met de hartlijn door de uitsparing 202 en evenwijdig loopt met de assen 242. Fig. 2a toont drie standen van de excenters 241, waarbij voor elke stand anders onderbroken lijnen zijn gebruikt. De tandwielen 243 draaien binnen een carter 244 dat tijdens gebruik olie zal bevatten.

De plaat 217 is spelingsvrij via lagers 216 aan de as 215 gekoppeld. De as 215 is spelingsvrij via lagers in de behuizing van de excenters 241 opgenomen. Aldus worden trilkrachten doelmatig overgedragen aan de trilstang 102.

Fig. 2a toont ook de geleidingswielen 130.

Fig. 2b toont een doorsnede langs lijn Ilb-IIb van Fig. 2a. Te is dat de assen 242 zich in lagers 250 bevinden. Terzijde, de as 215 voor de plaat 217 (welke in Fig. 2b zijn weggelaten) is op eenzelfde manier opgehangen. Aan de buitenzijde van de behuizing 201 bevinden zich hydromotoren 260 (30 cc), bij deze uitvoeringsvorm een voor elke as 242. Verder is te zien dat de uitsparing 202 zich tussen de zwaartepunten van de excenters 241 bevinden. Het debiet door de hydromotoren is in een kenmerkend geval 130 liter per minuut, met een druk van 250 Bar. Het aantal trillingen per minuut is daarbij ca. 2200 met een slagkracht van 300 kN. Eenzelfde druk staat op de hydraulische cilinders van de actuatoren 220.

Het trilbloklichaam 101 is via, op zich in het vak bekende, rubberen ophangblokken 270 aan de vork 110 bevestigd. Daartoe omvat een ophangblok 270 twee stalen platen 271 die aan de behuizing 201 en U-vormige hulpbeugel 272 zijn bevestigd. De hulpbeugel 272 en de vork 110 zijn via as 120 draaibaar ten opzichte van elkaar verbonden.

Claims (9)

1. Trilblok (100) voor het in de bodem inbrengen van een element, welk trilblok (100) een trilbloklichaam (101) omvat, welk trilbloklichaam (101) - twee excenters (241) waarvan de draaiingsassen parallel staan, en - ten minste een aandrijving (260) voor de twee excenters (241) voor het opwekken van trillingen omvat, waarbij de excenters (241) zijn ingericht voor het synchroon in tegengestelde richting laten roteren ervan teneinde trillingen in een richting - in een vlak dwars op de draaiiingsassen, en - dwars op de lijn tussen de draaiingsassen op te wekken en trillingen in andere richtingen te minimaliseren, waarbij het trilbloklichaam (101) - in de genoemde richting een frame (201) bezit dat tussen de draaiingsassen van de excenters (241) een doorgaande uitsparing (202) bezit, welke doorgaande uitsparing (202) geschikt is voor het opnemen van een trilstang (102), - de doorgaande uitsparing (202) wordt begrensd door aan een eerste zijde een eerste klemorgaan (211) en aan een tweede zijde welke tegenover de eerste zijde is gelegen een tweede klemorgaan (212), waarbij het eerste klemorgaan (211) een klemorgaandeel (222) omvat, welk klemorgaandeel (222) zich in een eerste stand kan bevinden waarin een in de doorgaande uitsparing (202) aanwezige trilstaat vastklembaar is en in een tweede stand waarin de genoemde trilstang (102) in de genoemde richting ten opzichte van het frame (201) van het trilbloklichaam (101) beweegbaar is, en - het eerste klemorgaan (211) een actuator (121) omvat voor het veranderen van de stand van het klemorgaandeel (222), met het kenmerk, dat het eerste klemorgaan (211) een draaibaar in het trilbloklichaam (101) opgehangen plaat (217) omvat, waarbij de actuator (121) is ingericht om het klemorgaandeel (222) met de plaat (217) tussen het klemorgaandeel (222) en een in de doorgaande uitsparing (202) opgenomen trilstang (102) tegen de trilstang (102) te drukken voor het in de eerste stand houden van het eerste klemorgaandeel (222).

2. Trilblok (100) volgens conclusie 1, waarbij het trilblok (100) een vork (110) omvat, het trilbloklichaam (101) draaibaar is opgehangen tussen twee benen van de vork (110), waarbij de vork (110) is voorzien van - de snelkoppeling (111), en - een actuator (121) voor het veranderen van de hoek van het trilbloklichaam (101) ten opzichte van de vork (110) .

3. Trilblok (100) volgens conclusie 1 of 2, waarbij een lijn door de excenterzwaartepunten van de ene draaiingsas naar de andere draaiingsas de uitsparing (202) doorsnijdt.

4. Trilblok (100) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het trilbloklichaam (101) in de doorgaande uitsparing (202) is voorzien van een trilstang (102) .

5. Trilblok (100) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het trilbloklichaam (101) is voorzien van een geleidingswiel voor het in de tweede stand waarin de trilstang (102) is vrijgegeven geleiden van de genoemde trilstang (102).

6. Trilblok (100) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de actuator (121) een hydraulische cilinder omvat.

7. Trilblok (100) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het trilblok (100) een standaard snelkoppeling (111) voor een graafmachine bezit.

8. Werkwijze voor het door trillen in de bodem brengen van een element onder gebruikmaking van een trilblok (100), met het kenmerk, dat trilblok (100) volgens een van de conclusies 1 tot en met 7 wordt gebruikt, en het element met het klemorgaandeel (222) in de eerste stand in de bodem wordt getrild.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij na het in de bodem trillen van het element met het klemorgaandeel (222) in de eerste stand, het eerste klemorgaandeel (222) in de tweede stand wordt gebracht, het trilblok (100) in de lengterechting van de trilstang (102) ten opzichte van de trilstang (102) wordt verplaatst, het eerste klemorgaandeel (222) in de eerste stand wordt gebracht en het element door trillen verder de bodem in wordt gebracht.