DE2421705A1 - Compacting of concrete using vibrating blocks - involves using electric motor-driven imbalance vibrators using three phase current - Google Patents

Abstract

Concrete is compacted by using a three-phase current having a frequency which varies either continuously or in small steps, to drive the electric motors of imbalance vibrators. The amplitude of the current is variable in dependence upon the frequency. The vibrators comprise at least one imbalance weight mounted non-rotatably on the electric motor shaft and at least one other imbalance weight which rotates in an adjacent region on the shaft defined by a stop fixed to the shaft and ends stops. The rotating weight moves freely between the fixed stop and its opposite end position, or is released against an elastic retaining force, and is also freely movable in its rotational area, so that centrifugal force of the vibrator may be controlled by changing the direction of rotation or countercurrent braking of the motor by reversing the current phases.

Description

Arbeitsverfahren für die Verdichtung von Beton od.dgl.Working method for the compaction of concrete or the like.

Die Erfindung bezieht sich auf das Arbeiten mit Rüttelböcken, Rütteltischen od. dgl., die von mittels jeweils eines Elektromotors angetriebenen Unwuchtvibratoren in Schwingung versetzt werden, wobei die Drehzahl des Elektromotors von der Frequenz des Speisestromes abhängt Rüttelböcke, Rütteltische od. dgl. werden zum Verdichten , insW besondere von Beton benutzt. Sie finden beispielsweise in Fertigbauteilwerken umfangreich Verwendung.The invention relates to working with vibrating stands, vibrating tables Od. The like., each driven by an electric motor driven unbalance vibrators are set in vibration, the speed of the electric motor depending on the frequency the feed flow depends on vibrating blocks, vibrating tables or the like are used to compress , especially used by concrete. You can find them in prefabricated component plants, for example extensive use.

Es ist bekannt, daß die Rüttelfrequenz einen maßgeblichen Einfluß auf den Ablauf und die Qualität des Verdichtungsvorgangs hat. Für die Verdichtungsarbeit werden vorzugsweise verhältnismäßig hohe Frequenzen verwendet, die mit den handelsüblichen Elektromotoren bei Netzfrequenzen nicht erzielbar sind.It is known that the vibration frequency has a significant influence has on the process and quality of the compaction process. For compaction work are preferably used relatively high frequencies that with the commercially available Electric motors are not achievable at mains frequencies.

Demzufolge werden die Elektromotoren gewöhnlich von einem Frequenzumformer gespeist, der die Netzfrequenz heraufsetzt. Gemäß dem Stand der Technik wird mit einer gegenüber der Netzfrequenz frequenz zwar heraufgesetzten im übrigen aber unveränderbaren installierten Frequenz des Speisestromes gearbeitet und eine Änderung der Vibrationsfrequenz ggf. durch eine Polumschaltung am Elektromotor herbeigeführt. Auf diese Weise ist aber die Vibratorfrequenz nur in sehr großen Stufen veränderbar und kann demzufolge in dem gewählten Bereich nur in den seltensten Fällen für die zahlreichen unterschiedlichen Gegebenheiten wie die Dicke, die Länge und die Breite sowie die Beschaffenheit des zu verdichtenden Materials, die Beschaffenheit der Form, in die dieses während der Verdichtungsarbeit eingefüllt ist, und dgl. mehr, optimal gewählt werden. Eine gewisse Anpassungsmöglichkeit ist nur hinsichtlich der Fliehkraft gegeben, die durch Verstellen der Unwuchten variierbar ist und auch von der Drehzahl der Unwuchten , also der Vibratorfrequenz, abhängt.As a result, the electric motors are usually powered by a frequency converter fed, which increases the network frequency. According to the prior art, with one opposite the line frequency frequency although increased im remaining but unchangeable installed frequency of the supply current worked and a change in the vibration frequency, possibly by changing the pole on the electric motor brought about. In this way, however, the vibrator frequency is only very large Levels can be changed and can therefore only be changed in the rarest of cases in the selected area Cases for the numerous different circumstances such as the thickness, the length and the width and the nature of the material to be compacted, the nature the shape in which this is filled during the compression work, and the like. more, to be chosen optimally. A certain amount of customization is only possible in terms of given the centrifugal force, which can be varied by adjusting the unbalances and also depends on the speed of the unbalances, i.e. the vibrator frequency.

Die Vibratorfrequenz als solche ist aber dadurch als von der Fliehkraft unabhängiger maßgeblicher Faktor für den Verdichtungsvorgang nicht beeinflußbar.The vibrator frequency as such is, however, dependent on the centrifugal force independent decisive factor for the compaction process cannot be influenced.

Das Arbeiten mit nur in großen Stufen veränderbarer Vibratorfrequenz und einziger Anpassungsmöglichkeit aufgrund einer Änderung der Fliehkraft hat zur Folge, daß meistens weit von den für die jeweilige Operation optimalen Betriebsbedingungen entfernt gearbeitet wird, was sich, wie die Erfindung erkannt; hat, nicht nur auf die Qualität des Endprodukts, die Verdichtungszeit und den Wirkungsgrad, sondern auch auf die Lärmbelästigung der Umwelt sehr nachteilig auswirkt.Working with a vibrator frequency that can only be changed in large steps and the only possibility of adjustment due to a change in centrifugal force has to Consequence that mostly far from the optimal operating conditions for the respective operation what is worked away, as recognized by the invention; has, not just on the quality of the end product, the compression time and the efficiency, but rather also has a very detrimental effect on the noise pollution of the environment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Arbeiten mit Rüttelböcken, Rütteltischen od. dgl., die mittels jeweils von einem Elektromotor angetriebener Unwuchtvibratoren in Schwingung versetzt werden, zu optimieren. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel erreicht durch die Verwendung eines Speisestromes von willkürlich in Feinstufen oder kontinuierlich veränderbarer Frequenz zum Speisen der Elektromotoren von Unwuchtvibratoren an Rüttelböcken, Rütteltischen od. dgl. für die Verdichtung insbesondere insbesondere von Beton.The invention is based on the task of working with vibrating blocks, Vibrating tables or the like, each driven by an electric motor Unbalance vibrators are set in vibration to optimize. According to the invention this goal is achieved by using a feed stream of arbitrary in fine stages or continuously variable frequency for feeding the electric motors of unbalance vibrators on vibrating stands, vibrating tables or the like for compression in particular especially of concrete.

Die Erfindung gestattet es, neben der im Stand der Technik vorgesehenen Anpassungsmöglichkeit der Fliehkraft unter den sehr unterschiedlichen Betriebsbedingungen, die in der Praxis auftreten, Vibratorfrequenzen aufzufinden und einzustellen, die nach Wunsch die verschiedensten Effekte ergeben. Als Beispiele seien genannt: a) Auffinden und Einstellen der Resonanzfrequenz an den verschiedensten befüllten Formen mit dem Ergebnis größtmöglicher Verdichtungskräfte bei vergleichsweise kleiner Vibratorleistung, b) Herausfahren aus dem Resonanzbereich nach der Hauptverdichtung in den für die Sichtflächenbearbeitung günstigsten Frequenzbereich, c) Einstellen und flurchlaufen eines breiteren Vibratorfrequenzbereichs zwecks optimaler Beaufschlagung verschiedener, im Verdichtungsgut vorkommender Körnungen, d) Aufsuchen und Einstellen von Frequenzen, die zu Schwebungen führen und damit das beim Arbeiten mit Kreisschwingungsvibratoren auftretende Kreisen des Verdichtungsgutes in sich verhindern, und e) Aufsuchen~und Einstellen von Frequenzen, die den Vèrdichtungsvorgang mit geringstmöglicher Lärmentwicklung vonstatten gehen lassen.The invention makes it possible, in addition to that provided in the prior art Possibility of adapting the centrifugal force under the very different operating conditions, which occur in practice to find and set vibrator frequencies that result in a wide variety of effects as desired. Examples are: a) Finding and setting the resonance frequency on a wide variety of filled shapes with the result of the greatest possible compression forces with comparatively low vibrator power, b) Moving out of the resonance range after the main compression in the for the Machining of visible surfaces in the most favorable frequency range, c) Adjust and run through a wider vibrator frequency range for the purpose of optimal application of different, grain sizes occurring in the compaction material, d) searching for and setting frequencies, which lead to beats and thus when working with circular vibration vibrators prevent the material to be compacted from forming circles, and e) seek out ~ and Setting of frequencies that make the compression process with the least possible noise let go.

All diese verschiedenen Effekte konnten mit nur einer installierten Frequenz, mit der bisher üblicherweise gearbeitet wird de, in ihrer Gesamtheit selbst dann nicht erreicht werden, wenn unveränderliche Betriebsbedingungen, wie dies in der Praxis Praxis die Regel ist, sehr häufig änderten. Diesen Mangel übert windet jetzt erstmalig die Erfindung.All of these different effects could be installed with just one Frequency that has usually been used until now, in its entirety itself then cannot be achieved if unchangeable operating conditions, as described in practice The rule of practice is to change very frequently. This defect The invention is now overcoming for the first time.

Das Aufsuchen und Einstellen der jeweiligen Frequenz zur Erzielung eines bestimmten gewünschten Effekts kann eine Bedienungsperson von einem Steuerpult aus für die an einem Rüttelbock od. an einem ganzen Rütteltisch angeordneten mehreren Vibratoren gemeinsam vornehmen. In diesem Zusammenhang besteht eine vorteilhafte Weiterhildung der Erfindung darin, daß Vibratoren verwendet werden, deren Fliehkraft elektrisch fernsteuerbar ist und daß das Bedienungselement für diese Fernsteuerung in das Steuerpult eingebaut ist. Auf diese Weise können alle für die Optimierung einer bestimmten Verdichtungsarbeit nötigen Steuerungen von einer einzigen Bedienungsperson an einem ein zigen Steuerpult mühelos vorgenommen werden, so daß gewährleistet ist, daß keine dieser Steuerungen aus Bequemlichkeit unterbleibt.Searching for and setting the respective frequency to achieve it a certain desired effect can be achieved by an operator from a control panel from for the several arranged on a vibrating block or on a whole vibrating table Perform vibrators together. In this context there is an advantageous one Further development of the invention is that vibrators are used whose centrifugal force is electrically remotely controllable and that the control element for this remote control is built into the control panel. That way everyone can go for optimization controls required by a single operator for a specific compaction work can be carried out effortlessly on a single control panel, so that it is ensured that none of these controls are omitted for convenience.

Zur Steuerung der Frequenz eignen sich frequenzsteuerbare und phasensteuerbare Frequenzumformer beliebiger Bauart.Frequency controllable and phase controllable are suitable for controlling the frequency Frequency converter of any type.

Die Motoren der Unwuchtvibratoren sind vorzugsweise Drehstrommotoren. Im Zusammenhang mit der Verwendung solcher Drehstrom-l motoren wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Amplitude des Drehstromes in Abhängigkeit von der Frequenz so zu verändern, daß diese Motoren niemals unter übermäßiger Wärmeentwicklung arbeiten.The motors of the unbalance vibrators are preferably three-phase motors. In connection with the use of such three-phase-oil motors is being developed proposed the invention, the amplitude of the three-phase current as a function of the To change the frequency so that these motors never generate excessive heat work.

Die Fernsteuerung derFliehkraft der Unwuchtvibratoren erfolgt vorzugsweise gemäß einem älteren nicht vorveröffentlichten Vorschlag durch Drehrichtungswechsel oder Gegenstrombremsen der Elektromotoren vermittels einer Umschaltung der Stromphasen. Die Unwuchtvibratoren weisen gemäß dem älteren Vorschlag zu diesem Zweck mindestens eine Unwucht, die drehfest fest auf der Welle des Elektromotors sitzt, und mindestens eine andere Unwucht, die über einen durch einen wellenfesten Anschlag und Endanschläge an ihr begrenzten Drehbereich auf der Motorwelle drehbar ist, auf, wobei die drehbare Unwucht von dem wellenfesten Anschlag in die jeweils andere Endlage frei oder unter Überwindung einer elastischen Haltekraft lösbar und im übrigen über ihren Drehbereich frei beweglich ist.The centrifugal force of the unbalance vibrators is preferably controlled remotely according to an older, not previously published proposal by changing the direction of rotation or countercurrent braking of the electric motors by switching the current phases. According to the older proposal, the unbalance vibrators have at least for this purpose an imbalance that cannot rotate firmly on the shaft of the electric motor sits, and at least one other imbalance that is fixed over one by a shaft Stop and end stops can be rotated at their limited range of rotation on the motor shaft is on, the rotatable unbalance from the stop fixed on the shaft in the respective other end position freely or releasable by overcoming an elastic holding force and is otherwise freely movable over its range of rotation.

In diesem Zusammenhang besteht eine wesentliche Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ferner darin, daß der Polumschalter für die Umschaltung der Stromphasen in das Steuerpult für die Frequenzwahl eingebaut ist, so daß die Bedienungsperson von dem Steuerpult aus jede mögliche Phase des Verdichtungsvorganges beherrscht.In this context, there is an essential further development of the The present invention is also that the pole-changing switch for switching the Current phases is built into the control panel for frequency selection, so that the operator every possible phase of the compaction process is mastered from the control panel.

PatentansprücheClaims

Claims (4)

P a-t e n t a n s p r ü c h e Verwendung eines Speisestromes von willkürlich in Feinstufen oder kontinuierlich veränderbarer Frequenz zum Speisen der Elektromotoren von Unwuchtvibratoren an Rütteltischen, Rüttelböcken od. dgl. für die Verdichtung insbesondere von Beton. P a-t e n t a n s p r ü c h e Use of a feed current of arbitrarily in fine stages or continuously variable frequency for dining the electric motors of unbalance vibrators on vibrating tables, vibrating stands or the like. for the compaction of concrete in particular. 2. Verwendung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Speisestrom ein Drehstrom ist. 2. Use according to claim 1, d a d u r c h characterized in that the supply current is a three-phase current. 3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Amplitude des Speisestromes in Abhängigkeit von der Frequenz veränderbar ist. 3. Use according to claim 1 or 2, d a d u r c h characterized, that the amplitude of the supply current can be changed as a function of the frequency is. 4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d ad u r c h gekennzeichnet, daß die Unwuchtvibratoren mindestens eine Unwucht, die drehfest auf der Welle des Elektromotors sitzt und mindestens eine andere Unwucht, die über einen durch einen wellenfesten Anschlag und Endanschläge an ihr begrenzten Drehbereich auf der Welle des Elektromotors drehbar ist , aufweist, wobei die drehbare Unwucht von dem wellenfesten Anschlag in die jeweils andere Endlage frei oder unter Überwindung einer elastischen Haltekraft lösbar und im übrigen über ihren Drehbereich frei beweglich ist, so daß die Fliehkraft der Unwuchtvibratoren durch Drehrichtungswechsel oder Gegenstrombremsen der Elektromotoren zufolge einer Umschaltung der Stromphasen steuerbar ist, und daß der Polumschalter in das Steuerpult für die Frequenzwahl eingebaut ist. 4. Use according to one of the preceding claims, d ad u r c h characterized that the unbalance vibrators have at least one unbalance that is non-rotatable sitting on the shaft of the electric motor and at least one other unbalance that is about a rotation range limited to it by a stop fixed to the shaft and end stops is rotatable on the shaft of the electric motor, wherein the rotatable unbalance from the shaft-fixed stop in the respective other end position freely or under overcoming releasable with an elastic holding force and otherwise freely movable over its range of rotation is, so that the centrifugal force of the unbalance vibrators by changing the direction of rotation or Countercurrent braking of the electric motors can be controlled as a result of switching the current phases and that the pole-changing switch is built into the control panel for frequency selection is.