DE3421824A1

DE3421824A1 - Vorrichtung zur kontrolle der verdichtung bei vibrationsverdichtungsgeraeten

Info

Publication number: DE3421824A1
Application number: DE19843421824
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr. 5600 Wuppertal König
Original assignee: Losenhausen Maschinenbau AG and Co KG; Losenhausen Maschinenbau AG
Current assignee: Vibromax Bodenverdichtungsmaschinen GmbH
Priority date: 1984-06-13
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1985-12-19
Also published as: SE8502516D0; SE8502516L; US4734846A; DE3421824C2; SE466173B

Description

Patentanmeldung

Losenhausen Maschinenbau Aktiengesellschaft & Co
Kommanditgesel1 schaft

SchlUterstraße 13-19, D-4000 Düsseldorf 1

Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung bei

Vibrationsverdichtungsgeräten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung bei Vibrationsverdichtungsgeräten, die einen vibrierenden Arbeitsteil aufweisen, enthaltend

(a) einen Beschleunigungsaufnehmer, der an dem vibrierenden Arbeitsteil des Vibrationsver-

dichtungsgerätes angebracht ist,

(b) Mittel zur Vorgabe von Beschleunigungswerten,

(c) Mittel zur Vorgabe von aufeinanderfolgenden Beobachtungsintervallen,

(d) Mittel, die auf das Überschreiten oder Nichtüberschreiten des vorgegebenen Beschleunigungswertes innerhalb jedes Beobachtungsintervalls ansprechen und

(e) Regelmittel zur Erhöhung oder Verminderung des vorgegebenen Beschleunigungswertes in Abhängigkeit von dem Auftreten oder Nichtauftreten einer solchen Beschleunigung, wobei ein Ausgangssignal der Regelmittel ein Maß für die erreichte Verdichtung bildet.

Durch die BE-PS 673 215 ist es bekannt, an einer Rüttelwalze einen Beschleunigungsaufnehmer anzuordnen, dessen Ausgangssignal in einer Auswertevorrichtung ein der Amplitude des Arbeitsteils entsprechendes Signal erzeugt. Bei Erreichen einer bestimmten Größe des Ausgangssignals wird ein Anzeige- oder Steuersignal ausgelöst. Diese Vorrichtung geht von der Annahme aus, daß die Verdichtungswirkung des Bodenverdichters optimal ist, wenn das Arbeitsteil mit der Resonanzfrequenz des jeweils bearbeiteten Bodens schwingt, weil dann die Schwingungsamplitude des Arbeitsteils maximal und somit seine Einwirkung auf den zu bearbeitenden Boden am größten ist. Diese Annahme ist jedoch keineswegs immer berechtigt. Sie setzt nämlich voraus, daß das Arbeitsteil eine harmonische Bewegung ausführt.

Das Arbeitsteil von vielen dynamischen Bodenverdichtern führt keine harmonische Bewegung aus sondern arbeitet im Sprungbetrieb. Das Arbeitsteil beschreibt dabei unter dem Einfluß der Schwerkraft und eventueller Auf1astkräfte im wesentlichen Wurfparabeln. Die harmonischen Erregerkräfte des Schwingungserzeugers können zum Zeitpunkt des Auftreffens des Arbeitsteils auf den Boden verschieden gerichtet sein. Sind die Erregerkräfte zu diesem

Zeitpunkt nach unten gerichtet, so unterstützen sie die Schlagwirkung des Arbeitsteils beim Auftreffen auf den Boden. Die Schlagwirkung wird geschwächt, wenn die Erregerkräfte zu diesem Zeitpunkt nach

5 oben gerichtet sind. Die Schwingungsamplitude des Arbeitsteils ist dann kein zutreffendes Maß für die mit dem Vibrationsverdichtungsgerät erzielte Verdichtung .

Von den am Arbeitsteil des Bodenverdichters angreifenden Kräften, nämlich der zwischen Arbeitsteil und Boden wirksamen Schlagkraft, der Trägheitskraft des Arbeitsteils, der Erregerkraft und Auflaßkräfte, die in einem Gleichgewicht stehen, stellt der Maximalwert der Schlagkraft, der beim Auftreffen des Arbeitsteils auf den Boden erreicht wird, den für die Verdichtung maßgeblichen Wert dar. In dem Kräftegleichgewicht ist jedoch der Spitzenwert der Schlagkraft ein Vielfaches der Erregerkraft und der Auf 1 astkräf te. Ein dem Spitzenwert der zu erfassenden Schlagkraft entsprechendes Ausgangssignal kann somit von einem Beschleunigungsaufnehmer erzeugt werden, dessen Signal der Trägheit des Arbeitsteils proportional ist.

Durch die DE-PS 20 66 015 ist eine Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung bei Vibrationsverdichtungsgeräten bekannt, bei welcher an dem Arbeitsteil ein Beschleunigungsaufnehmer mit einer vertikai beweglich geführten Masse vorgesehen ist, der den Anker eines Elektromagneten bildet. Der magnetische Kraftfluß des' Elektromagneten ist einstellbar, so daß eine bestimmte Haltekraft des Elektromagneten und damit ein bestimmter Beschleunigungswert vorgegeben werden kann, bei welchem der Anker

von dem Elektromagneten abreißt. Eine Induktionswicklung auf dem Elektromagneten liefert ein Signal, welches das Erreichen eines durch die Haltekraft des Elektromagneten vorgegebenen Verdichtungsgrades signalisiert. Die maximale Schlagkraft beim Auftreffen des Arbeitsteils auf den Boden hat dann nämlich einen vorgegebenen Wert überschritten, was auf eine bestimmte Verdichtung des Bodens hindeutet .

Diese bekannte Vorrichtung signalisiert, wenn ein bestimmter Verdichtungsgrad erreicht ist, der durch eine bestimmte maximale Auftreffkraft definiert ist, die durch das Überschreiten eines bestimmten Beschleunigungswertes an dem Beschleunigungsaufnehmer festgestellt wird. Es wird dadurch aber noch nicht eine Anzeige des jeweils erreichten Verdichtungsgrades ermöglicht.

Es ist weiterhin eine Vorrichtung der vorliegenden Art bekannt, bei welcher aufeinanderfolgende Beobachtungsintervalle vorgegeben werden. Es wird beobachtet, ob innerhalb eines Beobachtungsintervalls bei den aufeinanderfolgenden Schlagen des vibrierenden Arbeitsteils, deren Schlagkräfte, wie oben dargelegt, weitgehend statistisch verteilt sind, eine bestimmte Schlagkraft, die durch einen vorgegebenen Beschleunigungswert am Beschleunigungsaufnehmer festgelegt ist, wenigstens einmal überschritten wird. Wenn dies der Fall ist, wird der vorgegebene Beschleunigungswert erhöht. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der vorgegebene Beschleunigungswert vermindert. Der Beschleunigungsaufnehmer ist dabei so ausgebildet wie in der DE-PS 20 66 015 beschrieben ist. Je nachdem, ob der Be-

schleunigungsmesser angesprochen hat, also der vorgegebene Beschleunigungswert überschritten worden ist, oder nicht, wird eine Spannung mit positivem oder negativem Vorzeichen auf einen Integrator geschaltet, dessen Ausgangsspannung über einen Spannungs-Strom-Umsetzer den Strom in einer Wicklung des Elektromagneten erhöht oder vermindert. Dadurch wird der Beschleunigungswert erhöht oder vermindert, bei welchem der Anker von dem Elektromagneten abreißt. Wenn also in einem bestimmten Beobachtungsintervall der durch den Erregerstrom des Elektromagneten gerade vorgegebene Beschleunigungswert nicht überschritten wird, dann bedeutet dies, daß das Verdichtungsgut noch nicht bis zu dem diesem Beschleunigungswert entsprechenden Verdichtungsgrad verdichtet ist. Über den Integrator wird dann der Erregerstrom des Elektromagneten und damit der vorgegebene Beschleunigungswert vermindert. Dies geschieht so lange, bis schließlieh in einem Beobachtungsintervall der verminderte Beschleunigungswert wieder überschritten wird. Dieses Überschreiten führt zu einer Umschaltung der Eingangsspannung des Integrators und zu einem Anstieg des vorgegebenen Beschleunigungswertes. Der Erregerstrom des Elektromagneten wird dabei um einen Wert schwanken, welcher dem jeweils erreichten Verdichtungsgrad entspricht. Dieser Erregerstrom wird als Maß für die erzielte Verdichtung angezei gt.

Die bei jedem Auftreffen des Arbeitsteils auf den Boden auftretenden Stoßkräfte hängen, wie oben schon erläutert, von verschiedenen Einflüssen ab und sind statistisch verteilt. Die Beobachtung innerhalb der aufeinanderfolgenden Beobachtungs-

Intervalle entspricht dem Nehmen von Stichproben. Bei quasi-stationärem Sprungverhalten des Arbeitsteils des Vibrationsverdichtungsgeräts entspricht der Schwankungsbereich des Erregerstroms bzw. der sich daraus ergebenden vorgegebenen Beschleunigungswerte dem Mutungsintervall für die Ansprechschwelle einer bestimmten Frakti1 grenze, beispielsweise des Fraktils von 90%, der Verteilung der relativen Maxima der Beschleunigungen des Arbeitsteils beim Auftreffen auf das Verdichtungsgut. Die Erhöhung oder Verminderung des Erregerstroms in Abhängigkeit von dem Überschreiten oder NichtÜberschreiten des vorgegebenen Beschleunigungswerts innerhalb des Beobachtungsintervalls stellen Regelmittel zur Nachbildung eines Wertes der Auftreffbeschleunigung des Arbeitsteils dar, der einer bestimmten Frakti!grenze der in der Stichprobe auftretenden Werte entspricht.

Die auf diese Weise angezeigte Verdichtung ist mit einer Unsicherheit behaftet, die der Schwankungsbreite des durch den Erregerstrom vorgegebenen Beschleunigungswertes entspricht. Ein Anzeigeinstrument pendelt praktisch zwischen zwei Grenzwerten, und man kann nur sagen, daß der den tatsächlichen Verdichtungsgrad wiedergebende Beschleunigungswert irgendwo zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt. Man kann das Pendeln zwischen zwei Grenzwerten von einem Beobachtungsintervall zum anderen vermindern, indem der Anstieg des Erregerstromes des Elektromagneten bzw. des vorgegebenen Beschleunigungswertes verringert wird. Dann ergeben sich für aufeinanderfolgende Beobachtungsintervalle nur langsam sich ändernde Anzeigen. Es kann aber bei einem Anstieg der Anzeige nur gesagt werden, daß in jedem

Beobachtungsintervall Beschleunigungen auftreten, die über den jeweils vorgegebenen Beschleunigungswerten liegen. Eine Obergrenze für die auftretenden Beschleunigungen des Arbeitsteils ergibt sich erst nach einer Mehrzahl von Beobachtungsintervallen, wenn der jeweils vorgegebene Beschleunigungswert nicht mehr überschritten wird und eine Bewegungsumkehr der Anzeige stattfindet. Es werden dann Änderungen des Verdichtungsgrads des Bodens bei der Vorbewegung des Vibrationsverdichtungsgerätes nicht rechtzeitig erfaßt. Es ergibt sich also entweder eine stark pendelnde Anzeige, wobei der den tatsächlichen Verdichtungsgrad wiedergebende Wert irgendwo in dem Schwankungsintervall liegenden kann, oder eine langsam veränderliche Anzeige, die jedoch noch geringere Aussagekraft hat und schnelle Änderungen der Parameter und des Schwingungsverhaltens nicht zu erfassen gestattet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den Fall eines quasi-stationären Schwingungsverhaltens das Mutungsintervall einzuschränken, ohne dadurch die Antwortzeiten auf Schwankungen des Sprungverhaltens zu verlängern. Insbesondere soll einem quasi-stationären Schwingungsverhalten . ei η stationäres Signal entsprechen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(f) durch die Mittel zur Vorgabe von Beschleunigungswerten jeweils eine Folge von abgestuften Beschleunigungswerten vorgebbar ist, durch welche dazwischenliegende Beschleunigungs-Intervalle definiert sind, und

(g) die Regel mittel durch dio auf das Ütu'rschroiten oder NichtÜberschreiten der vorgegebenen Beschleunigungswerte ansprechenden Mittel nach Maßgabe desjenigen Beschleunigungsintervalls gesteuert sind, das oberhalb des während eines Beobachtungsintervalls gerade noch überschrittenen und unterhalb des während dieses Beobachtungsintervalls gerade nicht mehr überschrittenen vorgegebenen Beschleunigungswertes liegt.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild und zeigt zum

besseren Verständnis der Erfindung die vorstehend erwähnte bekannte Vorrichtung, bei welcher der vorgegebene Beschleunigungswert in Abhängigkeit vom Überschreiten oder NichtÜberschreiten

desselben veränderbar ist.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung mit zwei an dem Arbeitsteil angebrachten,

bei unterschiedlichen Beschleunigungen ansprechenden Beschleunigungsaufnehmern.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung ähnlich Fig.2 mit einer größeren Anzahl von beschl eunigungsaufnehmern .

Fig. 4 zeigt einen Teil einer - im übrigen wie

Fig.3 aufgebauten - Vorrichtung, die mit einem als Analogaufnehmer ausgebildeten Beschleunigungsaufnehmer arbeitet.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Anzeigeeinrichtung bei der Ausführung nach Fig.3 oder Fig.4.

Fig. 6 eigt eine Abwandlung der Vorrichtung

nach Fig.4.

Fig. 7 zeigt eine weitere Abwandlung der Vorrichtung nach .Fig.4.

Fig. 8 zeigt ebenfalls eine Abwandlung der

Vorrichtung nach Fig.4.

Fig. 9 zeigt eine weitere Abwandlung der Vorrichtung nach Fig.4.

Fig.10 zeigt eine Ausgestaltung der Ausführung nach Fig.8.

In Fig. 1 ist zum besseren Verständnis der Erfindung eine bekannte Vorrichtung dargestellt, die

eingangs zum Stand der Technik beschrieben ist. Die Vorrichtung enthält einen Beschleunigungsaufnehmer 10, der nach Art der DE-PS 20 66 015 aufgebaut ist. Der Beschleunigungsaufnehmer enthält eine vertikal beweglich geführte Masse, die den Anker eines Elektromagneten bildet. Der Elektromagnet erhält über einen Strompfad 12 einen Erregerstrom, welcher die Haltekraft des Elektromagneten bestimmt und damit denjenigen Beschleunigungswert, bei welchem die auf die Masse, also den Anker des Elektromagneten, wirkende Beschleunigung den Anker von dem Elektromagneten abreißt. Eine Induktionswicklung des Elektromagneten liefert dann ein Ausgangssignal. Dabei ist die Induktionswicklung durch eine Paral1 el kapazität zu Eigenschwingungen von etwa 1 Kilohertz Eigenfrequenz befähigt. Bei einer Stoßanregung ergeben sich dabei etwa vier VoI1schwingungen. Diese Schwingungen werden durch einen Diskriminator 14 gleichgerichtet und mit einem Festwert verglichen. Auf diese Weise werden zufällige Impulse und über die Leitung zum Beschleunigungsaufnehmer eingestreute Signale unterdrückt. Der Diskriminator 14 stößt eine bistabile Kippstufe 16 an. Die bistabile Kippstufe 16 ist durch einen Impuls von einem Impulsgenerator 18 rücksetzbar. Beim Zurückkippen der bistabilen Kippstufe 16 wird durch ein Differenzierglied 20 ein Impuls erzeugt, durch den eine zweite bistabile Kippstufe 22 gesetzt wird, die von einem Impuls des Impulsgenerators 18 ebenfalls rücksetzbar ist. Die bistabile Kippstufe 22 steuert einen Polaritätsumschalter 24. Durch den Polaritätsumschalter wird eine Spannungsquelle 26 entweder mit der einen oder mit der anderen Polarität an den Eingang eines Integrators 28 angelegt. Der Integrator 28 liefert an seinem Ausgang somit ent-

weder ein ansteigendes oder ein abfallendes rampenartiges Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal wird über einen Spannungs-Strom-Wandler 30 in einen entsprechend ansteigenden oder abfallenden Strom umgesetzt. Dieser Strom wird im Strompfad 12 des Beschleunigungsaufnehmers 10 dem Strom einer Feststromquelle 32 überlagert. Das Ausgangssignal des Integrators 28 wird mittels einer Anzeigevorrichtung 34 angezeigt.

Der Strompfad 12 mit der Feststromquelle 32 und dem Spannungs-Strom-Wandler 30 stellen Mittel zur Vorgabe von Beschleunigungswerten dar, nämlich von denjenigen Beschleunigungswerten, bei denen der Anker von dem Elektromagneten im Beschleunigungsaufnehmer 10 abreißt. Der Impulsgenerator 18 bildet Mittel zur Vorgabe von aufeinanderfolgenden Beobachtungsintervallen. Die bistabilen Kippstufen 16 und 22 und das Differenzierglied 20 bilden Mittel, die auf das Überschreiten oder NichtÜberschreiten des vorgegebenen Beschleunigungswertes innerhalb jedes Beobachtungsintervalls ansprechen. Der Polaritätsumschalter 24 und der Integrator 28 stellen schließlich Regelmittel dar zur Erhöhung oder Verminderung des vorgegebenen Beschleunigungswertes in Abhängigkeit von dem Auftreten oder Nichtauftreten einer solchen Beschleunigung. Das Ausgangssignal der Regelmittel, nämlich das Ausgangssignal des Integrators 28 bildet ein Maß für die erreichte Verdichtung. Das Ausgangssignal des Integrators 28 schwankt jedoch um den Betrag, um den sich das jeweilige Integral der Eingangsspannung innerhalb eines Beobachtungsintervall s ändert. Ein geglätteter Mittelwert dieser Ausgangsspannung ist mit einer entsprechenden Unsicherheit

behaftet, da nicht vorhersehbar ist, zu welchem Zeitpunkt innerhalb des Beobachtungsintervalls und damit bei welchem Erregerstrom des Elektromagneten im Beschleunigungsaufnehmer 10 tatsächlich ein Überschreiten des durch den Erregerstrom vorgegebenen Beschleunigungswertes stattfand. Auch bei quasi-stationärem Schwingungsverhalten, wenn also das Vibrationsverdichtungsgerät auf gleichmäßig verdichtetem Verdichtungsgut arbeitet, zeigt das Ausgangssignal des Integrators 28 solche Schwankungen .

Die Ausführung nach.Fig.2 sieht ebenfalls einen Beschleunigungsfühler 10 nach Art der DE-PS 20 66 015 am Arbeitsteil vor. Das Signal des Beschleunigungsaufnehmers 10 wird zunächst in gleicher Weise verarbeitet wie bei der Ausführungsform nach Fig.l. Entsprechende Teile sind in Fig.2 mit den gleiche Bezugszeichen versehen wie in Fig.!..

Bei der Vorrichtung nach Fig.2 ist jedoch an dem Arbeitsteil des Vibrationsverdichtungsgeräts ein zweiter Beschleunigungsfühler 10' angebracht. Die beiden Beschleunigungsfühler 10 und 10' sind starr miteinander verbunden und haben gleiche Ansprechrichtungen. Die Signale des Beschleunigungsfühlers 10' werden in gleicher Weise wie die Signale des Beschleunigungsfühlers 10 durch Signalverarbeitungsmittel 14', 16', 20', 22' und 24' verarbeitet.

Die Erregerwicklung des Elektromagneten im Beschleunigungsaufnehmer 10' liegt in Reihe mit der Erregerwicklung des Beschleunigungsfühlers 10. Jedoch ist zu der Erregerwicklung des Beschleunigungsfühlers 10' ein Widerstand 36 als Shunt parallelgeschaltet. Infolgedessen ist der Erreger-

strom, der durch die Erregerwicklung des Elektromagneten im Beschleunigungsaufnehmer 10' fließt, kleiner als der Strom durch die Erregerwicklung des Beschleunigungsaufnehmers 10. Der Beschleunigungs-B aufnehmer 10' ist daher "empfindlicher": Ein Abreißen des Ankers und damit eine Signalgabe erfolgt schon bei geringeren Beschleunigungen. Über die Polaritätsumschalter 24 und 24' wird die Spannung der Spannungsquelle 26 mit positiven oder negativen Vorzeichen je nach dem Ansprechen oder Nichtansprechen des zugehörigen Beschleunigungsaufnehmers auf eine Summierschaltung 38 geschaltet. Der Ausgang 40 der Summierschaltung 38 liefert das Eingangssignal für den Integrator 28.

η/ 1 ι

22 0 4 <ι I b

Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Bei kleinen Beschleunigungen spricht keiner der Beschleunigungsaufnehmer 10 und 10' an. In diesem Falle wird die Spannung der Spannungsquelle 26 von beiden Polaritätsumschaltern 24 und 24' mit negativen Vorzeichen auf die Summierschaltung 38 geschaltet. Die Summierschaltung 38 liefert an ihrem Ausgang 40 ein negatives Ausgangssignal. Das Ausgangssignal des Integrators 28 bildet dann eine abfallende Rampe. Tritt in dem Beobachtungsintervall eine Beschleunigung auf, bei welcher zwar der Beschleunigungsaufnehmer 10' aber nicht der Beschleunigungsaufnehmer 10 anspricht, dann schaltet der Polaritätsumschalter 24 die Spannung der Spannungsquelle 26 weiterhin mit negativem Vorzeichen auf die Summierschaltung 38. Der Polaritätsumschalter 24' schaltet jedoch diese Spannung mit positivem Vorzeichen auf. Die Spannung am Ausgang 40 der Summierschaltung 38 wird daher null. Das Ausgangssignal des Integrators 28 bleibt unverändert. Treten Beschleunigungen auf, die beide Beschleunigungsaufnehmer 10 und 10' zum Ansprechen bringen, dann schalten beide Polaritätsumschalter 24 und 24' die Spannung der Spannungsquelle 26 mit positivem Vorzeichen auf die Summierschaltung 38, so daß eine positive Ausgangsspannung am Ausgang 40 erscheint und das Ausgangssignal des Integrators 28 im darauffolgenden Beobachtungsintervall ansteigt. Bei quasi-stationärem Schwingungsverhalten des Vibrationsverdichtungsgeräts stellt sich ein Zustand ein, in welchem in den Beobachtungsintervallen in der Regel der Beschleunigungsaufnehmer 10' anspricht und der Beschleunigungsaufnehmer 10 noch nicht anspricht, so daß sich ein stationäres Ausgangssignal ergibt.

Bei der Ausführungsform nach Fig.3 sind statt zweier Beschleunigungsaufnehmer 10 und 10' eine Mehrzahl von Beschleunigungsaufnehmern 10,10'.... 10 (^η~^Ί) , 10 vorgesehen. Die Erregerwicklung der Elektromagneten der Beschleunigungsaufnehmer 10,10' 10 (""¹^, ίο ⁽ⁿ'sind in Reihe

geschaltet. Den Erregerwicklungen der Beschleunigungsaufnehmer 10'... 10 sind abgestufte Widerstände 36',36'' 36 ⁽ⁿ⁾ , 36 ⁽ⁿ⁾ als Shunts

paral1 el geschaltet, derart, daß die Beschleunigungsaufnehmer (ähnlich wie die Beschleunigungs-. aufnehmer 10,10' von Fig.2) abgestufte Empfindlichkeiten zeigen. Der Anker des Beschleunigungsaufnehmers 10 wird bei einer relativ hohen Be- schleunigung von dem Elektromagneten abgerissen, so daß der Beschleunigungsaufnehmer 10 ein 'Signal abgibt. Der Anker des Beschleunigungsaufnehmers 10

wird bei einer relativ niedrigen Beschleunigung von dem Elektromagneten abgerissen, so daß der Beschleunigungsaufnehmer 10 ein Signal abgibt. Die Beschleunigungsaufnehmer 10 bis 10 geben also eine abgestufte Folge von Beschleunigungswerten vor, bei deren Überschreitung die einzelnen Beschleunigungsaufnehmer ansprechen. Die Beschleunigungsaufnehmer 10 bis 10 sind starr miteinander und mit dem Arbeitsteil des Vibrationsverdichtungsgeräts verbunden und haben die gleiche Ansprechrichtung, ähnlich wie bei der Anordnung nach Fi g.2.

, . Die von den Beschleunigungsaufnehmern 10 bis 10 bei deren Ansprechen abgegebenen Signale werden in je einer Schaltung verarbeitet, die den Bauteilen 14,16,20,22 und 24 von Fig.l oder 2 entspricht. Je nach dem Ansprechen oder Nichtansprechen eines

Beschleunigungsaufnehmers, z.B. 10', wird der zugehörige Polaritätsumschalter 24' während des darauffolgenden Beobachtungsintervalls so geschaltet, daß er die daran anliegende Spannung mit negativem oder positivem Vorzeichen auf die Summierschaltung 38 schaltet. Statt einer einzigen Spannungsquelle 26 von Fig.l oder 2 ist eine Spannungsquellenanordnung 38 vorgesehen, die an Abgriffen 40 eine abgestufte Folge von Spannungen liefern. Die Abgriffe 40 sind über je zwei der Polaritätsumschalter 24,24'.... mit der Summierschaltung verbunden. Das geschieht derart, daß die dem höchsten und dem niedrigsten der vorgegebenen Beschleunigungswerte, also dem unempfindlichsten und dem empfindlichsten Beschleunigungsaufnehmer 10 bzw. 10 zugeordneten Polaritätsumschalter 24 bzw. 24 mit der höchsten Spannung beaufschlagt sind, die dem zweithöchsten und dem zweitniedrig.sten Beschleunigungswert, also den Beschleunigungsaufnehmern 10' und 10 , zugeordneten Polaritätsumschalter 24' bzw. 24⁽ⁿ~^mit der zweithöchsten Spannung beaufschlagt sind usw. Vorzugsweise ist eine gerade Anzahl von Beschleunigungsaufnehmern 10 bis 10 vorgesehen. Das Ausgangs- signal der Summierschaltung ist wieder auf einen Integrator 28 geschaltet. Die Anordnung entspricht der von Fig.2 und ist in Fig.3 der Übersichtlichkeit halber nicht nochmals dargestellt.

Bei sehr niedrigen Beschleunigungen spricht keiner der Beschleunigungsaufnehmer an. In diesem Fall ergibt sich an dem Ausgang 40 der Summierschaltung 38 ein maximales negatives Ausgangssignal. Während des anschließenden Beobachtungsintervalls wird daher der Erregerstrom der Beschleunigungsaufnehmer

10 bis 10 mit maximaler Steilheit verringert. Bei hohen Beschleunigungen sprechen alle Beschleunigungsaufnehmer 10 bis 10 an. In diesem Fall ergibt sich an dem Ausgang 40 der Summierschaltung 38 ein maximales negatives Signal. Der Erregerstrom der Beschleunigungsaufnehmer 10 bis 10 wird mit maximaler Steilheit vermindert. Spricht nur ein Teil der Beschleunigungsaufnehmer an, so ergeben sich am Ausgang 40 der Summierschaltung 38 zwischen

diesen Extremen liegende positive oder negative Spannungen. Wenn genau die Hälfte der Beschleunigungsaufnehmer 10 10 ^ⁿ' anspricht, dann heben

sich die über den Pol aritätsumschal ter 24 zugeführte negative und die über den Polaritätsumschalter 24(n) zugeführte positive Spannung auf. Entsprechend heben sich die über den Polaritätsumschalter 24' zugeführte negative Spannung und die über den Polaritätsumschalter 24 ^¹¹"'' zugeführte positive Spannung auf usw. Es ergibt sich eine Ausgangsspannung null am Ausgang 40 der Summierschaltung 38.

Auch bei dieser Anordnung ergibt sich somit bei einem quasi-stationären Sprungverhalten des Vibrationsverdichtungsgeräts ein konstantes Ausgangssignal, da das Eingangssignal am Integrator 28 verschwindet. Zusätzlich wird die Änderung der abgestuften Beschleunigungswerte im Verlauf des nächstfolgenden Beobachtungsintervalls davon abhängig gemacht, wie stark die im vorhergehenden Beobachtungsintervall beobachtete maximale Beschleunigung von dem mittleren Wert der vorgegebenen Beschleunigungswerte abweicht.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist als Beschleu-

nigungsaiifnehmer ein einziger, analoger Beschleunigungsmesser 44 vorgesehen. Zur Vorgabe einer Folge von abgestuften Beschleunigungswerten wird eine abgestufte Folge von Potentialen erzeugt. Das geschieht mittels eines mit mehreren Anzapfungen 46,46'.... 46 versehenen Potentiometers 48, über welches der Ausgangsstrom des Spannungs-Strom-Wandlers 30 (Fig.!) geleitet wird. Als Mittel, die auf das Überschreiten oder Nichtüberschreiten der vorgegebenen Beschleunigungswerte ansprechen, sind eine Folge von Dioden 50....50

Widerstände 52,52'....52 ^ und Kondensatoren 54,54'.... 54 ^ⁿ' vorgesehen. Die Dioden sind von dem Signal des Beschleunigungsfühlers in Durchlaßrichtung beaufschlagt. Über die Widerstände 52, die

mit je einem Abgriff 46 bzw. 46' 46 *ⁿ'

verbunden sind, sind die Dioden von dem an den

Abgriffen 46 46 * liegenden Potentialen,

die eine abgestufte Folge von Potentialen bilden, unterschiedlich im sperrenden Sinne vorgespannt. Über die Kondensatoren 54.... 54 *ⁿ' sind die

Dioden 50 50^ und Widerstände 52 52*ⁿ⁾

mit je einer Signalleitung 56,56'.... 56 'ⁿ'
verbunden. In Durchlaßrichtung liegt an den Dioden 50.... 50 *ⁿ' eine KonstantspannungsquelIe 54 über eine Diode 60. Das Signal des Beschleunigungsfühlers 44 liegt über einen Kondensator 62 und einen Widerstand 64 parallel zu der Konstantspannungsquel Ie 58 und der Diode 60. Die überlagerte Spannung im Punkt 66 liegt über einen Kondensator 68 in Durchlaßrichtung an den Dioden

50 50^ an. Über Widerstände 70 und 72 ist

eine Verbindung des Punktes zwischen Kondensator 62 und Widerstand 64 bzw. zwischen den Dioden 50....

50 ^ⁿ' und Masse hergestellt. Diese Widerstände dienen als Potential halter.

Die Signalleitungen 56,56' 56 liegen wie

die Ausgänge der Beschleunigungsaufnehmer 10

10 an den einzelnen Kanälen einer Signalverarbeitungsschaltung der in Fig.2 oder 3 dargestellten Art.

Der Beschleunigungsfühler 44 liefert analoge Beschleunigungssignale. Der Kondensator 62 sorgt dafür, daß der Gleichstromanteil des Ausgangssignals des Beschl eunigungsf UhI ers, der auf die Erdbeschleunigung zurückzuführen ist, unterdrückt wird. Durch die Spannungsquelle 58 wird dem so erhaltenen Signal eine definierte Gleichspannung überlagert. Die Spannungsquelle 58 entspricht in ihrer Funktion der Feststromquelle 32 in Fig.l und 2. Die so erhaltenen Signale werden durch die unterschiedlich vorgespannten Dioden 50... 50 ^ⁿ'

mit den Potentialen der Abgriffe 46,46' 46'ⁿ'

verglichen, durch welche so eine abgestufte Folge von Beschleunigungswerten bestimmt wird. Wenn das Signal, das von dem analogen Beschleunigungsmesser 44 auf die Dioden 50.... 50 ^ⁿ' gegeben wird, für eine bestimmte Diode, z.B. 50, höher wird als das Potential am Abgriff 46, dann fließt über die Diode 50 ein Strom. Auf der Si gnal leitung 56 erscheint ein Signal, welches in der beschriebenen Weise die erste bistabile Kippstufe 16 des entsprechenden Kanals der Signal Verarbeitungsschaltung anstößt.

Im übrigen ist die Wirkungsweise der Anordnung so, wie dies im Zusammenhang mit Fig.3 beschrieben ist. Die einzelnen Beschleunigungsaufnehmer mit Elektromagneten sind ersetzt durch einen einzigen analogen Beschleunigungsmesser 44 und einer Schwellwert-

schaltung mit Dioden 50.... 50 und einer Folge

von vorgegebenen Potentialen an den Abgriffen

46,46' 46⁽ⁿ⁾ .

Eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach den Fig.2 bis 4 zeigt Fig. 5.

In Fig. 5 ist der Ausgang 40 der Summi erschal tung 38 mit einem Differentiationsglied 60 verbunden.

Die Zeitkonstante des Differentiationsgliedes 60 ist im wesentlichen gleich der Zeitkonstante des Integrators 28. Die Ausgange des Integrators 28 und des Differentiationsgliedes 60 liegen an einer Summierschaltung 62. Der Ausgang 64 der Summierschaltung 62 ist einmal mit einer analogen Anzeigevorrichtung 66 und zum anderen mit einem Anschluß 68 für einen Schreiber oder Drucker verbunden. Die Anzeigevorrichtung 66 entspricht der Anzeigevorrichtung 34 von Fig.l. An dem Anschluß 68 treten im wesentlichen rechteckförmige Impulse auf mit Sprungstellen beim Auftreten der Impulse des Impulsgenerators 18 (Fig.l oder 2). Dabei kann die Rechteckspannung in mehreren aufeinanderfolgenden Beobachtungsintervallen konstant bleiben. Die Größe der Rechteckspannung in jedem dieser Beobachtungsintervalle entspricht dem Beobachtungswert für die Verdichtung in bezug auf die von dem Vibrationsverdichtungsgerät in dem vorangegangenen Beobachtungsintervall überfahrenen Strecke. Das gilt nur dann nicht, wenn in diesem Beobachtungsintervall alle oder keiner der Beschleunigungsaufnehmer nach Fig.2

oder 3 bzw. der Signal1eitungen 56 56 ein

Signal geliefert haben.

Fig. 6 zeigt eine Ausführung ähnlich Fig.3 und

entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort.

Bei der Ausführung nach Fig.4 wird ebenso wie bei der Ausführung nach Fig.3 bei der Veränderung der vorgebenen Beschleunigungswerte nach oben oder unten durch den Strom von dem Spannungs-Strom-Wandler 30 zugleich der Abstand der Beschleunigungswerte voneinander verändert. Das bedeutet, daß die Regelmittel auch die Größe der Klassierungsintervalle für die auftretenden Spitzenbeschleunigungen beeinflußen. Bei großen Meßwerten liegt eine gröbere Klassierung vor als bei kleinen. Das ist manchmal unerwünscht. Fig.6 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Größe der Klassierungsintervalle von den Regelmitteln unbeeinflußt bleibt. Zu diesem Zweck wird der Strom von dem Spannungs-Strom-Wandler 30 nicht auf das Potentiometer 48 gegeben. Vielmehr steuert der Strom die Spannung der Spannungsquelle 58 in Fig.4.

Der Strom von dem Spannungs-Strom-Wandler 30 in Fig.6 steuert eine Spannungsquelle 74. Die Spannungsquelle 74 liegt an einer Diagonale einer Brückenschaltung, die von einem Paar von Widerständen 76 und 78 und einem Paar von Dioden 80 und 82 gebildet ist, die in Sperrichtung im Stromkreis der Spannungsquelle 74 angeordnet sind. An der anderen Brückendiagonalen liegt der Beschleunigungsmesser 44 über den Kondensator 62. Parallel zu der Spannungsquelle 74 in der ersten Diagonale der Brückenschaltung liegen in Reihe zwei Widerstände 84 und 86. Zwischen den Widerständen 84 und 86 wird über eine Leitung 88 das Ausgangssignal abgegriffen, das in Durchlaßrichtung auf die Dioden

50,50'.... 50^ⁿ' geschaltet wird.

Das Potentiometer 48 wird bei dieser Anordnung von einer Konstantspannungsquelle 90 gespeist.

Die der Beschleunigung am Arbeitsteil proportionale Spannung wird je nach Polarität entweder über die Diode 80 und Widerstand 84 oder über Diode 82 und Widerstand 86 auf die Leitung 88 gegeben. Das Potential der Leitung 88 und des Punktes zwischen den Widerständen 84 und 86 gegen Erde wird durch die Spannungsquelle 74 bestimmt. Es werden so die Potentiale der Beschleunigungssignale des Beschleunigungsmessers 44 gegen Masse nach Maßgabe des Stromes von den Spannungs-Strom-Wandler 30 verschoben. Die Potentiometerabgriffe 46.... 46
bleiben auf ihren konstanten Potentialen gegen Masse. Auch die Spannungen zwischen benachbarten Potentiometerabgriffen 46. ...,46 bleiben unverändert und somit auch die Größen der Klassierungsinterval1e.

Fig.7 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführung nach Fig.4, bei welc.her die Klassierung, d.h. die Abstände benachbarter Beschleunigungswerte der abgestuften Folge, unabhängig vom Meßwert, d.h. dem beobachteten Maximalwert der Beschleunigung, ist. Das Potentiometer 48 ist von einem konstanten Strom von einer Konstantstromquelle 90 gespeist. Mit dem Potentiometer 48 liegt ein Festwiderstand 92 in Reihe. Der Strom von dem Spannungs-Strom-Wandler 30 fließt nur durch den Festwiderstand 90 und nicht durch das Potentiometer 48. Auf diese Weise bewirkt dieser Strom eine gemeinsame Verschiebung der

Potentiale der Abgriffe 46,46' 46 ⁽ⁿ⁾ des

Potentiometers 48. Die an dem Potentiometer 48 abfallende Spannung und die Spannung zwischen benachbarten Abgriffen bleiben konstant.

gg Fig.8 zeigt eine Anordnung die funktionsgleich mit

der Anordnung nach Fig.7 ist, bei der aber statt einer Konstantstromquelle eine Konstantspannungsquelle 94 verwendet wird.

Das Potentiometer 48 mit den Abgriffen 46,46'.... 46 liegt an einer Konstantspannungsquel1e 94. Parallel zu dem Potentiometer 48 und der Konstantspannungsquel 1 e 94 liegt die Reihenschaltung zweier Widerstände 96 und 98. Der Strom von dem Spannungs-Strom-Wandler 30 fließt durch einen Widerstand 100. Der Punkt zwischen den Widerständen 96 und 98 ist mit dem Strompfad zwischen dem Spannungs-Strom-Wandler 30 und dem Widerstand 100 verbunden. Durch den Spannungsabfall an dem Widerstand 100 kann das Potential des Punktes zwischen den Widerständen 96 und 98 gegenüber Masse verändert werden, und damit werden auch die Potentiale der Abgriffe 46,46'....46 verändert, ohne daß sich die Spannung zwischen den Abgriffen ändert.

Fig.9 zeigt eine Anordnung ähnlich Fig.6, bei welcher die Potentiale der Signale des Beschleunigungsmessers 44 durch eine einstellbare Spannungsquelle 74 veränderbar sind. Entsprechende Teile tragen in Fig.9 die gleichen Bezugszeichen wie in Fig.6. Bei der Ausführung nach Fig.9 liegt das Potentiometer 48 an einer einstellbaren Spannungsquelle 102. Parallel zu der einstellbaren Spannungsquelle 102 und zu dem Potentiometer 48 liegt die Reihenschaltung zweier Widerstände 104,106. Eine Konstantstromquelle 108 liefert einen Strom durch einen Widerstand 110, der mit einer Klemme des Beschleunigungsmessers 44 und dem Widerstand 72 verbunden ist. Die Anordnung des Potentiometers 48 ist hier ähnlich wie bei dem Ausführungs-

beispiel nach Fig.8. Durch den Widerstand 110 fließt aber nicht der Strom von dem Spannungs-Strom-Wandler 30. Dieser Strom steuert die Spannungsquelle 74. Vielmehr fließt durch den Widerstand 110 ein konstanter Strom. Die Spannungsquelle 102 ist keine Konstantspannungsquel1e sondern einstellbar. Es lassen sich auf diese Weise einmal die Potentiale der Signale des Beschleunigungsmessers 44 verändern und unabhängig davon die Spannungen zwischen benachbarten Abgriffen 46,46'... 46 (") ,d.h. die Stufen der abgestuften Folge von vorgegebenen Beschleunigungswerten, also die Klassierung.

■j^g Die bekannten und auch die bisher beschriebenen Ausführungen von Vorrichtungen der vorliegenden Art liefern kein Ausgangssignal, das eine "passende" Schätzung des zu bestimmenden Parameters ist. Sie liefern auch, wenn eine passende Schätzung des zu

2Q bestimmenden Parameters wegen der durchgängigen Schwankungen der Bodeneigenschaften nicht möglich ist, kein Maß für diese Schwankungen. Eine "passende" Schätzung eines Parameters einer Verteilung, hier der durch die Auftreffbeschleunigungen

2g abgebildeten Bodenkenngröße, ist eine solche, die bei unbegrenzter Fortsetzung der Beobachtung gegen einen eindeutigen Wert konvergiert. Wenn man einmal eine völlig gleichmäßige Verdichtungsstrecke unterstellt, ist es bei den bisher beschriebenen Anord-

g₀ nungen zwar möglich, einen schwankungsfreien Wert der Anzeige zu erhalten. Dieser Wert kann aber nicht eindeutig dem Boden zugeordnet werden. Er stellt daher keine eindeutige Parameterschätzung dar. jeder andere Schätzwert innerhalb des Regelungs- und Klassierungsintervalls führt zu der

gleichen Anzeige. Soweit andererseits Schwankungen der Bodeneigenschaften vorliegen, gilt dies ebenfalls, denn jeder irgendwie gebildete Durchschnittswert muß innerhalb zumindest der kleinsten Klasse unbestimmt bleiben. Hierdurch besitzt die Parameterschätzung ein nur endliches Auflösungsvermögen, welches letztlich apparativ bestimmt ist.

Der Anordnung nach Fig.10 liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung bei Vibrationsverdichtungsgeräten zu schaffen, deren Ausgangssignal eine "passende" Schätzung des zu bestimmenden Parameters ist oder wenigstens, wo dies wegen der durchgängigen Schwankungen der Bodeneigenschaften nicht möglich ist,auf einem zweiten Signalausgang ein Maß für diese Schwankungen ausgibt.

Die Ausführung nach Fig.10 ist ähnlich aufgebaut wie die Ausführung nach Fig.8, und entsprechende Teile sind in Fig.10 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort bzw. wie in Fig.3.

Das Ausgangssignal am Ausgang 40 der Summierschaltung 38 ist in Fig.10 zusätzlich auf einen Vollweggleichrichter 112 geschaltet. Dadurch wird ein dem Absolutbetrag dieses Signals entsprechendes Signal erhalten. Dieses Signal wird über einen Widerstand 114 auf ein Zeitglied geschaltet, das aus einem Kondensator 116 und einem dazu paral1 el geschalteten Widerstand 118 besteht. Das Zeitglied 116,118 hat eine durch den Widerstand 114 bestimmte Anstiegszeit. Dadurch soll vermieden werden, daß durch schnelle Änderungen des (noch zu beschreibenden) Steuersignals für die Spannungsquelle des Potentio-

meters 48 an den Signalausgängen 56 ein Signal vorgetäuscht wird. Die Abfallzeit des Zeitglieds 116,118 beträgt einige Sekunden.

Die Spannungsquelle, an welcher das Potentiometer 48 liegt, ist hier eine steuerbare Spannungsquelle 120. Die Spannungsquelle 120 wird von der an dem Zeitglied 116,118 anliegenden Spannung gesteuert. Die jeweilige Spannung der Spannungsquelle 120 wird durch ein Anzeigeinstrument 122 angezeigt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:

Bei einem stationären Verlauf des Signals des Beschleunigungsaufnehmers 44 wird nach Abklingen des EinregelVorganges der Ausgang der Summierschaltung 38 und auch der des Zeitglieds 116,118 zu null. Dementsprechend wird auch die Spannung der steuerbaren Spannungsquelle 120 auf null geregelt. An dem Potentiometer 48 fällt keine Spannung mehr ab. Die durch die daran abgegriffenen Potentiale vorgegebenen Beschleunigungswerte fallen zusammen. Das bedeutet, daß die Klassierungsgrenzen zu ihrer Mitte hin zusammenrücken. Damit wird die Unbestimmtheit der Parameterschätzung asymptotisch aufgehoben. Die Anzeige der Spannung der Spannungsquelle 120 am Anzeigeinstrument 122 wird null. Es liegen keine Schwankungen vor.

Bei Auftreten einer Störung, d.h. wenn in einem Beobachtungsintervall eine von dem stationären Wert abweichendes Beschleunigungsmaximum beobachtet wird, wird die Spannungsquelle 120 fast spontan aufgesteuert. Soweit, womit in der Regel zu rechnen

ist, die Störung in etwa gleicher Stärke erhalten bleibt, ist die Vorrichtung in der oben beschriebenen Weise über den Integrator 28 und den Spannungs-Strom-Wandler 30 bestrebt die Klassiergrenzen zu "zentrieren" und dabei über den Ausgang des Zeitgliedes 116,118 die Klassiergrenzen nur soweit zu spreizen, wie dies für die Stabilität der Zentrierung notwendig ist. Bei stärkeren Störungen gibt das Anzeigeinstrument 122 die überproportionalen Ausgangssignale der Summierschaltung mit großen Ausschlägen wieder. Daraus kann der Benutzer erkennen, daß die Anzeige der Anzeigevorrichtung 34 nur Kurzzeitwerte darstellt. Durch das Aufspreizen der Klassengrenzen werden die Anzeigen verhältnismäßig schnell wieder stabil. Das Anzeigeinstrument 122 weist dann aber auf die dabei noch bestehende vergrößerte Unsicherheit hin.

Statt nach Art von Fig.8 die Potentiale der Abgriffe 46 des Potentiometers 48 durch den Strom über den Widerstand 110 zu verändern, kann man auch bei einer Anordnung nach Art von Fig.10 die Potentiale der Beschleunigungsmessersignale verändern, wie das in Fig.9 dargestellt ist.
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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung bei Vibrationsverdichtungsgeräten, die einen vibrierenden Arbeitsteil aufweisen, enthaltend

(a) einen Beschleunigungsaufnehmer, der an dem

vibrierenden Arbeitsteil des' Vibrationsverdi chtungsgerätes angebracht ist,

(b). Mittel zur Vorgabe von Beschleunigungswerten,

(c) Mittel zur Vorgabe von aufeinanderfolgenden Beobachtungsintervallen

(d) Mittel, die auf das Überschreiten oder

NichtÜberschreiten des vorgegebenen Beschleunigungswertes innerhalb jedes Beobachtungsintervalls ansprechen und

(e) Regelmittel zur Erhöhung oder Verminderung

des vorgegebenen Beschleunigungswertes in Abhängigkeit von dem Auftreten oder Nichtauftreten einer solchen Beschleunigung, wobei ein Ausgangssignal der Regelmittel ein Maß für die erreichte Verdichtung bil

det,

dadurch gekennzeichnet, daß

(f) durch die Mittel zur Vorgabe von Beschleunigungswerten jeweils eine Folge von abgestuften Beschleunigungswerten vorgebbar

ist, durch welche dazwischenliegende Beschleunigungsintervalle definiert sind,und

(g) die Regelmittel durch die auf das Überschreiten oder NichtÜberschreiten der vorgegebenen Beschleunigungswerte ansprechenden Mittel nach Maßgabe desjenigen Beschleunigungsintervalls gesteuert sind, das oberhalb des während eines Beobachtungsintervalls gerade noch überschritte-

nen und unterhalb des während dieses Beobachtungsintervalls gerade nicht mehr überschrittenen vorgegebenen Beschleunigungswertes. 1iegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgabe der Beschleunigungswerte an dem Arbeitsteil zwei oder mehr schwel 1 wertbehaftete Beschleunigungsaufnehmer (10,1O¹...) angeordnet sind, die auf abgestuft unterschiedliche Beschleunigungswerte mit einer Signalgabe ansprechen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) jeder Beschleunigungsaufnehmer (10,10'...) eine vertikal beweglich geführte Masse aufweist, die den Anker eines Elektromagneten bildet,

(b) die Elektromagneten der verschiedenen Beschleunigungsaufnehmer zur Erzeugung abgestuft unterschiedlicher Kraftflüsse zwecks Erzeugung entsprechend unterschiedlicher Haltekräfte eingerichtet sind und

(c) an jedem Elektromagneten eine Induktionswicklung vorgesehen ist, durch die beim Abreißen des Ankers von dem Elektromagneten ein Signal erzeugbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Beschleunigungsaufnehmer (44) ein

einziger, analoger Beschleunigungsmesser ist und

(b) die Mittel zur Vorgabe einer Folge von abgestuften Beschleunigungswerten Mittel

zur Erzeugung einer abgestuften Folge von Potentialen enthalten und

(c) die Mittel, die auf das Überschreiten oder Nichtüberschreiten der vorgegebenen Beschleunigungswerte ansprechen,

(c,) eine Folge von Dioden (50,5O¹...), die von dem Signal des Beschleunigungsmessers (44) in Durchlaß

richtung beaufschlagt sind, enthalten sowie

(C2) Widerstände (52,52'...), über welche 35

je eine der Dioden (50,5O¹...) von

einem Potential der Folge im sperrenden Sinne vorgespannt ist, und

(c J Kodensatoren (54,54'....) über

welche die Dioden und die Widerstände mit je einer Signal1 eitung (56,56'...) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Signale von den Mitteln, die auf das !5 Überschreiten oder NichtÜberschreiten der

Beschleunigungswerte ansprechen, auf je eine erste bistabile Kippstufe (16,16'...) geschaltet sind,

(b) die Mittel zur Vorgabe von aufeinanderfolgenden Beobachtungsintervallen von einem Impulsgenerator (18) gebildet sind,

(c) die erste bistabile Kippstufen (16,16'...) durch die Impulse des Impulsgenerators

(18) rücksetzbar sind,

(d) den ersten bistabilen Kippstufen (16,16'...) je ein Differenzierglied (20,20'...) nachgeschaltet ist, das bei

der Rückflanke des Ausgangssignals der ersten bistabilen Kippstufe (16,16'...) einen Impuls liefert,

(e) die Impulse von den Differenziergliedern

(20,2O¹...) auf je eine zweite bistabile

Kippstufe (22,22'...) geschaltet sind,

(f) die zweiten bistabilen Kippstufen (22,22'...) ebenfalls durch die Impulse

des Impulsgenerators (18) rücksetzbar sind,

(g) von jeder der zweiten bistabilen Kippstufen (22,22'...) ein Polaritätsumschalter (24,24'...) steuerbar ist,

(h) über jeden der Polaritätsumschalter (24,24'...) eine Spannung auf eine Summierschaltung (38) aufschaltbar ist,

(i) der Ausgang der Summierschaltung (38) als Integratoreingangssignal auf einen Integrator (28) geschaltet ist und

(j) die besagten vorgegebenen Beschleunigungswerte von dem Ausgang des Integrators (28) gesteuert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) eine Spannungsquellenanordnung (39) vorgesehen ist, die an Abgriffen (42) eine abgestufte Folge von Spannungen liefert,

(b) die Abgriffe (42) über je zwei der Polaritätsumschalter (24...) mit der Summierschaltung (38) verbunden sind, derart, daß die dem höchsten und dem niedrigsten der

besagten vorgegebenen Beschleunigungswerte

zugeordneten Polaritätsumschalter (24,24
(ⁿ) mit der höchsten Spannung beaufschlagt sind, die dem zweithöchsten und dem zweitniedrigsten Beschleunigungswert zugeord

neten Polaritätsumschalter (24,24 ^ ) mit der zweithöchsten Spannung usw..

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Integrators (28) über ein Gl ättungsglied an einem Anzeigeinstrument (34) anliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Integrators (28) auf einen Spannungs-Strom-Wandler (30) geschaltet ist.

. 9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung einer abgestuften Folge von Potentialen von einem Potentiometer (48) mit einer Mehrzahl von Abgriffen (46,46'...) gebildet sind.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (48) von dem Strom des Spannungs-Strom-Wandlers (30) durchflossen ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) ein Widerstand (90) mit dem Potentiometer (48) in Reihe geschaltet ist,

(b) der Strom von dem Spannungs-Strom-Wandler (30) nur durch diesen Widerstand (90) fließt und

(c) das Potentiometer (48) von dem Strom einer Konstantstromquelle (91) durchflossen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelmittel zur Veränderung des Potentials der Signale des Beschleunigungsmessers (44) eingerichtet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Mittel zur Erzeugung einer abgestuften Folge von Potentialen einen Spannungsteiler (48) mit einer Mehrzahl von Abgriffen (46,46'...) aufweisen,

(b) der Spannungsteiler (48) an einer steuerbaren Spannungsquelle (120) anliegt und

(c) die Spannung der Spannungsquelle (120) durch Abweichungen der in einem Beobachtungsintervall auftretenden maximalen Beschleunigungen von einem stationären Wert gesteuert ist.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle (120) vom Ausgang der Summierschaltung (38) gesteuert ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn-

1 zeichnet, daß der Ausgang der Summierschaltung (38) auf einen Steuereingang der Spannungsquelle (120) über ein Zeitglied (116,118) aufgeschaltet ist. 5

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anzeigeinstrument (122) für die Spannung der steuerbaren Spannungsquelle (120) vorgesehen ist. IO