DE3421824C2 - Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung bei Vibrationsverdichtungsgeräten - Google Patents
Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung bei VibrationsverdichtungsgerätenInfo
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Abstract
Es wird die Beschleunigung beim Auftreffen des Arbeitsteils des Vibrationsverdichtungsgeräts auf den Boden mittels eines Beschleunigungsaufnehmers erfaßt und mit einer abgestuften Folge von vorgegebenen Beschleunigungswerten verglichen. Während aufeinanderfolgender Beobachtungsintervalle wird festgestellt, welcher dieser Beschleunigungswerte von der in einem Beobachtungsintervall auftretenden maximalen Beschleunigung überschritten werden und welche nicht. Eine Regeleinrichtung zentriert dann die die Klassierung bestimmenden vorgegebenen Beschleunigungswerte zu dieser beobachteten Beschleunigung.
Description
35
45
50 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung bei Vibrationsverdichtungsgeräten, die
einen vibrierenden Arbeitsteil aufweisen, enthakend
(a) einen Beschleunigungsaufnehmer, der an dem vibrierenden
Arbeitsteil des Vibrationsverdichtungsgerätes 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 6 73 215 ist es bekennt, an einer
Rüttelwalze einen oder mehrere Beschleunigungsaufnehmer anzuordnen, deren 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
Das Arbeitsteil von vielen dynamischen Bodenverdichtern
führt keine harmonische Bewegung aus, sondern arbeitet im Sprungbetrieb. Das Arheitsteil beschreibt
dabei unter dem Einfluß der Schwerkraft und eventueller Auflastkräfte 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 Schiagwirkung des Arbeitsteils beim Auftreffen auf den Boden. Die
Schlagwirkung wird geschwächt, wenn die Erregerkräfte zu diesem Zeitpunkt nach 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 Errsge.üctaft und der Auflastkräfte. Ein dem Spitzenwert
der zu erfassenden Schlagkraft entsprechendes Ausgangssignal kann somit von einem Bejchleunigungsaufnehmer
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 vertikal beweglich
geführten Masse vorgesehen ist, der den Anker eines Elektromagneten bildet. Der magnetische Kraftfluß des
Elektromagneten ist rinstellbar, so daß eine bestimmte
Haltekraft des Elektromagneten und damit ein bestimmter Beschleunigungswert vorgegeben werden
kann, bei welchem der Anker von dem Eiektromaene-
ten 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 beobach-
tervall für die Ansprechschwelle einer bestimmten Fraktilgrenze, beispielsweise des Fraktil.s 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 Beschlcunigungswerts innerhalb des Beobachtungsintervalls stellen
Regelmittel zur Nachbildung eines Wertes der Auftreffbeschleunigung des Arbeitsteils dar, der einer bestimmten
Fraktilgrenze 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 zwi-
tet, ob innerhalb eines BeobachtungsintervaHs bei den 20 sehen diesen beiden Grenzwerten liegt. Man kann das
aufeinanderfolgenden Schlagen des vibrierenden Arbeitsteils,
deren Schlagkräfte, wie oben dargelegt, weitgehend statistisch verteilt sind, eine bestimmte Schlagkraft,
die durch einen vorgegebenen Beschleunigungs-
Pendeln zwischen zwei Grenzwerten von einem Beobachtungsintervall zum anderen vermindern, indem der
Anstieg des Erregerstromes des Elektromagneten bzw. des vorgegebenen Beschleunigungswertes verringert
aufnehmer ist dabei so ausgebildet wie in der DE-PS 20 66 015 beschrieben ist. Je nachdem, ob der Beschleunigungsmesser
angesprochen hat, also der vorgegebene Beschleunigungswert überschritten worden ist, oder
nicht, wird eine Spannung mit positivem oder negativem
wert am Beschleunigungsaufnehmer festgelegt ist, we- 25 wird. Dann ergeben sich für aufeinanderfolgende Beobnigstens
einmal überschritten wird. Wenn dies der Fall achtungsintervalle nur langsam sich ändernde Anzeigen,
ist, wird der vorgegebene Beschleunigungswert erhöht. Es kanr. aber bei einem Anstieg der Anzeige nur gesagt
Wenn dies nicht der Fall ist, wird der vorgegebene Be- werden, daß in jedem Beobachtungsintervall Beschleuschleunigungswert
vermindert. Der Beschleunigungs- nigungen 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 Bewe-
Vorzeichen auf einen Integrator geschaltet, dessen Aus- 35 gungsumkehr der Anzeige stattfindet. Es werden dann
gangsspannung über einen Spannungs-Strom-Umsetzer Änderungen des Verdichtungsgrads des Bodens bei der
den Strom in einer Wicklung des Elektromagneten er- Vorbewegung des Vibrationsverdichtungsgerätes nicht
höht oder vermindert. Dadurch wird der Beschleuni- rechtzeitig erfaßt. Es ergibt sich also entweder eine
gungswert erhöht oder vermindert, bei welchem der stark pendelnde Anzeige, wobei der den tatsächlichen
Anker von dem Elektromagneten abreißt. Wenn also in 40 Verdichtungsgrad wiedergebende Wert irgendwo in
einem bestimmten 3eobachtungsintervall der durch den dem Schwankungsintervall liegen kann, oder eine lang-Erregerstrom
des Elektromagneten gerade vorgegebe- sam veränderliche Anzeige, die jedoch noch geringere
ne Beschleunigungswert nicht überschritten wird, dann Aussagekraft hat und schnelle Änderungen der Paramebedeutet
dies, daß das Verdichtungsgut noch nicht bis ter und des Schwingungsverhaltens nicht zu erfassen
zu dem diesem Beschleunigungswert entsprechenden 45 gestattet.
Verdichtungsgrad verdichtet ist. Über den Integrator Durch die US-PS 31 57 045 ist ein Schwingungsprüf
system bekannt, bei welchem eine Probe von einem Erreger beschleunigt wird, der seinerseits von einem
Rauschgenerator über Verstärker gespeist wird. Die
wird dann der Erregerstrom des Elektromagneten und damit der vorgegebene Beschleunigungswert vermindert.
Dies geschieht so lange, bis schließlich in einem
Beobachtungsintervall der verminderte Beschleuni- 50 Beschleunigung wird mit einem Beschleunigungsmesser
gungswert wieder überschritten wird. Dieses Überschreiten
führt zu einer Umschaltung der Eingangsspannung des Integrators und zu einem Anstieg des vorgegebenen
Beschleunigungswertes. Der Erregerstrom des
gemessen. Durch Bandpaßfilter wird ein Beschi:unigungsspektrum
erzeugt, d. h. die Beschleunigungsdichte als Funktion der Frequenz bestimmt. Die vorgegebenen
Intervalle sind hier nicht Beschleunigungsintervalle son-
Elektromagneten wird dabei um einen Wert schwanken, 55 dem Frequenzintervalle.
welcher dem jeweils erreichten Verdichtungsgrad ent- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den
spricht. Dieser Erregerstrom wird als Maß für die erzielte
Verdichtung angezeigt.
Die bei jedem Auftreffen des Arbeitsteils auf den Bo-
FaIl eines quasi-stationären Schwingungsverhaltens das
Mutungsintervall einzuschränken, ohne dadurch die Antwortzeiten auf Schwankungen des Sprungverhalden
auftretenden Stoßkräfte hängen, wie oben schon 60 tens zu verlängern. Insbesondere soll einem quasi-staerläutert,
von verschiedenen Einflüssen ab und sind sta- tionären Schwingungsverhalten ein stationäres Signal
tistisch verteilt Die Beobachtung innerhalb der aufeinanderfolgenden Beobachtungsintervalle entspricht dem
Nehmen von Stichproben. Bei quasi-stationärem
Spmngverhalten des Arbeitsteils des Vibrationsver- 65
dichtungsgeräts entspricht der Schwankungsbereich (f)
des Erregerstroms bzw. der sich daraus ergebenden
Nehmen von Stichproben. Bei quasi-stationärem
Spmngverhalten des Arbeitsteils des Vibrationsver- 65
dichtungsgeräts entspricht der Schwankungsbereich (f)
des Erregerstroms bzw. der sich daraus ergebenden
entsprechen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
vorgegebenen Beschleunigungswerte dem Mutungsin-
durch die Mittel der Vorgabe von Beschleunigungswerten jeweils eine Folge von abgestuften
Beschleunigungswerten vorgebbar ist, durch wel-
ehe dazwischenliegende Beschleunigungsintervalle
definiert sind, und
(g) die Regelmittel durch die auf das Überschreiten oder Nichlüberschreiten der vorgegebenen Beschleunigungswerte
ansprechenden Mittel nach Maßgabe desjenigen Beschleunigungsintervalls gesteuert
sind, das oberhalb des während eines Beob-άΓΪiungsintervalls
gerade noch überschrittenen und anterhalb 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 Zeichnungen erläutert:
F i g. I ist ein Blockschaltbild und zeigt zum besseren Verständnis tier Erfindung Hie vorstehend erwähnte bekannte
Vorrichtung, bei welcher der vorgegebene Beschleunigungswert in Abhängigkeit vom Überschreiten
oder NichtÜberschreiten veränderbar ist.
F i g. 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 Beschleunigungsaiifnehmern.
F i g. 4 zeigt einen Teil einer — im übrigen wie F i g. 3 aufge auten — Vorrichtung, die mit einem als Analogaufnehmer
ausgebildeten Beschleunigungsaufnehmer arbeitet.
Fig.5 zeigt eine Abwandlung der Anzeigeeinrichtung
bei der Ausführung nach F i g. 3 oder F i g. 4.
F i g. 6 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach F i g. 4.
F i g. 7 zeigt eine weitere Abwandlung der Vorrichtung nach Fi g. 4.
F i g. 8 zeigt ebenfalls eine Abwandlung der Vorrichtung nach F i g. 4.
Fig.9 zeigt eine weitere Abwandlung der Vorrichtung
nach Fi g. 4.
Fig. 10 zeigt eine Ausgestaltung der Ausführung nach F i g. 8.
In F i g. 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 Induktionswickiung des Elektromagneten liefert dann ein
Ausgangssignal. Dabei ist die Induktionswicklung durch eine Parallelkapazität zu Eigenschwingungen von etwa
1 Kilohertz Eigenfrequenz befähigt Bei einer Stoßanregung ergeben sich dabei etwa vier Vollschwingungen.
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
ίο mit der einen oder mit der anderen Polarität an den
Eingang eines Integrators 28 angelegt. Der Integrator 28 liefert an seinem Ausgang somit entweder 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 Beobachtungsintervalls 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 verdicntetem Verdichtungsgut arbeitet, zeigt das Ausgangssignal
des Integrators 28 solche Schwankungen.
Die Ausführung nach F i g. 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. 1. Entsprechende Teile sind in F i g. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in F i g. 1.
Die Ausführung nach F i g. 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. 1. Entsprechende Teile sind in F i g. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in F i g. 1.
Bei der Vorrichtung nach F i g. 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 parallelgeschal-
tet. Infolgedessen ist der Erregerstrom, der durch die Erregerwicklung des Elektromagneten im Beschleunigungsaufnehrrf.r
10' fließt, kleiner als der Strom durch die Erregerwicklung des Beschleunigungsaufnehmers
10. Der Beschleunigungsaufnehmer 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.
Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
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 Polaritätsumschaiter 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 Ausgangssignai
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 F i g. 3 sind statt zweier Beschleunigungsaufnehmer 10 und 10' eine Mehrzahl
von Beschleunigungsaufnehmern 10,10'... W" -'), 1OW
vorgesehen. Die Erregerwicklung der Elektromagneten der Beschleunigungsaufnehmer 10, 10'... iW" - '), 1OW
sind in Reihe geschaltet Den Erregerwicklungen der Beschleunigungsaufnehmer 10'... 10M sind abgestufte
Widerstände 36', 36"... 36W 36W als Shunts paralleleschaltet,
derart, daß die Beschleunigungsaufnehmer (ähnlich wie die Beschleunigungsaufnehmer 10,10' von
F i g. 2) abgestufte Empfindlichkeiten zeigen. Der Anker des Beschleunigungsaufnehmers 10 wird bei einer relativ
hohen Beschleunigung von dem Elektromagneten &5 abgerissen, so daß der Beschleunigungsaufnehmer 10
ein Signal abgibt Der Anker des Beschleunigungsaufnehmers 10W wird bei einer relativ niedrigen Beschleunigung
von dem Elektromagneten abgerissen, so daß der BeschleunijjUngsauinehmer IOW ein Signal abgibt.
Die Beschleunigungsaufnehmer 10 bis 1OW geben also eine abgestufte Folge von Beschleunigungswerten vor,
bei deren Überschreitung die einzelnen Beschlcunigungsaufnehmer ansprechen. Die Beschleunigungsaufnehmer
10 bis 10W sind starr miteinander und mit dem Arbeitsteil des Vibrationsverdichtungsgeräts verbunden
und haben die gleiche Ansprechrichtung, ähnlich wie bei der Anordnung nach F i g. 2.
Die von den Beschleunigungsaufnehmern 10 bis 1OW bei deren Ansprechen abgegebenen Signale werden in
je einer Schaltung verarbeitet, die den Bauteilen 14,16, 20,22 und 24 von F i g. 1 oder 2 entspricht. Je nach dem
Ansprechen oder Nichtansprechen eines Beschlcunigungsaufnehmers, z. B. 10', wird der zugehörige Polaritätsumschalter
24' während des darauffolgenden Beobachtungsintervalls so geschaltet, daß er die daran anlit·
gende Spannung mit negativem oder positivem Vorzeichen auf die Summierschaltung 38 schaltet. Statt einer
einzigen Spannungsquelle 26 von F i g. 1 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. 1OW zugeordneten Polaritätsumschalter 24 bzw. 24W mit der
höchsten Spannung beaufschlagt sind, die dem zweithöchsten und dem zweitniedrigsten Beschleunigungswert, also den Beschleunigungsaufnehmern 10' und
IOC"-') , zugeordneten Polaritätsumschalter 24' bzw. 24ί"-') mit der zweithöchsten Spannung beaufschlagt
sind usw. Vorzugsweise ist eine gerade Anzahl von Beschleunigungsaufnehmern 10 bis 1OW vorgesehen. Das
Ausgangssignai der Summierschaitung 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 1OW
mit maximaler Steilheit verringert. Bei hohen Beschleunigungen sprechen alle Beschleunigungsaufnehmer 10
bis 1OWan. In diesem Fall ergibt sich an dem Ausgang 40
der Summierschaltung 38 ein maximales negatives Signal. Der Erregerstrom der Beschleunigungsaufnehmer
10 bis 1OW 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 ... 10W anspricht, dann heben
sich die über den Polaritätsumschalter 24 zugeführte negative und die über den Polaritätsschalter 24(n)
zugeführte positive Spannung auf. Entsprechend heben sich die über den Polaritätsumschalter 24' zugeführte
negative Spannung und die über den Polaritätsumschalter 24^" -') 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 Vibrations-
verdic!:tungsgeräts ein konstantes Ausgangssignal, da das Eingangssignal am Integrator 28 verschwindet. Zusatzlich
wird die Änderung der abgestuften Beschleun.igungswerte 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 F i g. 2 ist als Beschleunigungsaufnehmer 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'... 46W
versehenen Potentiometers 48, über welches der Ausgangsstrom des Spannungs-Strom-Wandlers 30 (F i g. 1)
geleitet wird. Als Mittel, die auf das Überschreiten oder NichtÜberschreiten der vorgegebenen Beschleunigungswerte
ansprechen, sind eine Folge von Dioden 50 ... 5OW, Widerstände 52,52'... 52W und Kondensatoren
54, 54' ... 54W vorgesehen. Die Dioden sind von dem Signal des Beschleunigungsfühlers in Durchlaßrichtung
beaufschlagt. Über die Widerstände 52, die mit je einem Abgriff 46 bzw. 46' ... 46W verbunden sind, sind die
Dioden von dem an den Abgriffen 46 ... 46W liegenden Potentialen, die eine abgestufte Folge von Potentialen
bilden, unterschiedlich im sperrenden Sinne vorgespannt. Über die Kondensatoren 54 ... 54W sind die
Dioden 50 ... 50<n' und Widerstände 52 ... 52W mit je
einer Signalleitung 56,56'... 5Θ-? verbunden. In Durchlaßrichtung
liegt an den Dioden 50 ... 50W eine Konstantspannungsquelle
54 über eine Diode 60. Das Signal des Beschleunigungsfühlers 44 liegt über einen Kondensator
62 und einen Widerstand 64 parallel zu der Konstantspannungsquelle 58 und der Diode 60. Die überlagerte
Spannung im Punkt 66 liegt über einen Kondensator 68 in Durchlaßrichtung an den Dioden 50... 5OW an.
über Widerstände 70 und 72 ist eine Verbindung des
Punktes zwischen Kondensator 62 und Widerstand 64 bzw. zwischen den Dioden 50 ... 50W und Masse hergestellt.
Diese Widerstände dienen als Potentialhalter.
Die Signalleitungen 56,56'... 56W liegen wie die Ausgänge
der Beschleunigungsaufnehmer 10... 10W an den
einzelnen Kanälen einer Signalverarbeitungsschaltung der in F i g. 2 oder 3 dargestellten Art.
Der Beschleunigungsfühler 44 liefert analoge Beschleunigungssignale.
Der Kondensator 62 sorgt dafür, daß der Gleichstromanteil des Ausgangssignals des Beschleunigungsfühlers,
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 F i g. 1 und 2. Die so erhaltenen Signale werden durch
die unterschiedlich vorgespannten Dioden 50 ... 50/"·'
mit den Potentialen der Abgriffe 46,46'... 46W verglichen, durch welche so eine abgestufte Folge von Beschleunigungswerten
bestimmt wird. Wenn das Signal, das von dem analogen Beschleunigungsmesser 44 auf
die Dioden 50... 5OW 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
Signalleitung 56 erscheint ein Signal, welches in der beschriebenen Weise die erste bistabile Kippstufe 16 des
entsprechenden Kanals der Signalverarbeitungsschaltung anstößt.
Im übrigen ist die Wirkungsweise der Anordnung so, wie dies im Zusammenhang mit F i g. 3 beschrieben ist
Die einzelnen Beschleunigungsaufnehmer mit Elektro magneten sind ersetzt durch einen einzigen analogen
Beschleunigungsmesser 44 und einer Schwellwertschaltung mit Dioden 50 ... 50W und einer Folge von vorgegebenen
Potentialen an den Abgriffen 46,46'... 46W.
Eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach den F i g. 2 bis 4 zeigt F i g. 5.
In F i g. 5 ist der Ausgang 40 der Summierschaltung 38 mit einem Differentiationsglied 60 verbunden. Die Zeitkonstante
des Differentiationsgliedes 60 ist im wesentlichen gleich der Zeitkonstante des Integrators 28. Die
Ausgänge 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 Drukker verbunden. Die Anzeigevorrichtung 66 entspricht
der Anzeigevorrichtung 34 von Fig. 1. An dem Anschluß 68 treten im wesentlichen rechteckförmige Impulse
auf mit Sprungsteüen beim Auftreten der impulse des Impulsgenerators 18 (F i g. 1 oder 2). Dabei kann die
Rechteckspannung in mehreren aufeinanderfolgenden Beobachtungsintervallen konstant bleiben. Die Größe
der Rechteckspannung in jedem dieser Beobachtungs-Intervalle 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 F i g. 2 oder 3 bzw. der Signalleitungen 56... 56W ein Signal geliefert
haben.
F i g. 6 zeigt eine Ausführung ähnlich F i g. 3 und entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen wie dort.
Bei der Ausführung nach F i g. 4 wird ebenso wie bei der Ausführung nach Fig.3 bei der Veränderung der
vorgegebenen 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 Klarierung vor als bei kleinen. Das ist manchmal unerwünscht.
F i g. 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 F i g. 4.
Der Strom von dem Spannungs-Strom-Wandler 30 in F i g. 6 steuert eine Spannungsquelle 74. Die Spannungsquelle 74 liegt an einer Diagonale einer Brückenschal-
tung, 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 Brückendiagonaien 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'... 5OW 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 Span-
nungsquelle 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 ... 46W bleiben auf ihren kon-
stanten Potentialen gegen Masse. Auch die Spannungen zwischen benachbarten Potentiometerabgriffen 46 ...,
46^ bleiben unverändert und somit auch die Größen der
Klassierungsmtervalle.
Fi g. 7 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführung nach Fi g. 4, bei welcher die Klassierung, d. h. die
Abstände benachbarter Beschleunigungswerte der abgestuften Folge, unabhängig vom Meßwert, & h. dem
beobachteten Maximalwert der Beschleunigung, ist. Das Potentiometer 48 ist von einem konstanten Strom
von einer Konstantstromqueüe 90 gespeist Mit dem
Potentiometer 48 liegt ein Festwiderstand 92 in Reihe. Der Strom von dem Spannungs-Strom-Wandltr 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'... 4&") des Potentiometers 48. Die
an dem Potentiometer 48 abfallende Spannung und die Spannung zwischen benachbarten Abgriffen bleiben
konstant
F i g. 8 zeigt eine Anordnung, die funktionsgleich mit
der Anordnung nach Fi g. 7 ist, bei der aber statt einer
Konstantstromquelle eine Konstantspannungsquelle 94 verwendet wird.
Das Potentiometer 48 mit den Abgriffen 46, 46' ... 46C^ liegt an einer Konstantspannungsquelle 94. Parallel
zu dem Potentiometer 48 und der Konstantspannungsquelle 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' ... 46W
verändert, ohne daß sich die Spannung zwischen den Abgriffen ändert
F i g. 9 zeigt eine Anordnung ähnlich F i g. 6, bei weleher die Potentiale der Signale des Beschleunigungsmessers 44 durch eine einstellbare Spannungsquelle 74
veränderbar sind. Entsprechende Teile tragen in F i g. 9 die gleichen Bezugszeichen wie in Fig.6. Bei der Ausführung nach F i g. 9 liegt das Potentiometer 48 an einer ss
einstellbaren Spannungsquelle 1OZ 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 Ausführungsbeispiel
nach F i g. 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 Konstantspannungsquelle, 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' ... 46fa>, d. h. die Stufen der abgestuften Folge von vorgegebenen Beschleunigungswerten, also die Klassierung.
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 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 abgebildeten Bodenkenngröße, ist eine solche, die bei unbegrenzter Fortsetzung
der Beobachtung gegen einen eindeutigen Wert konvergiert Wenn man einmal eine völlig gleichmäßige
VerdichiiiRgsstrccke unterstellt, ist es bei den bisher beschriebenen Anordnungen 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 F i g. 8, und entsprechende Teile sind in F i g. 10 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort bzw. wie in F i g. 3.
Das Ausgangssignal am Ausgang 40 der Summierschaltung 38 ist in F i g. 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 parallelgeschalteten 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 Potentiometers 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:
15
Bei einem stationären Verlauf des Signals des Beschleunigungsaufnehmers
44 wird nach Abklingen des Einregelvorganges der Ausgang der Summierschsltung
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 KJassierungsgrenzen 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 Ober 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 F i g. 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 F i g. 9 dargestellt ist.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
45
50
55
60
65
Claims (16)
1. Vorrichtung zur Kontrolle der Verdichtung bei Vibrationsverdichtungsgeräten, die einen vibrierenden
Arbeitsteil aufweisen, enthaltend
(a) einen Beschleunigungsaufnehmer, der an dem vibrierenden Arbeitsteil des Vibrationsverdichtungsgerätes
angebracht ist,
(b) Mittel zur Vorgabe von Beschleunigungswerten,
(c) Mittel zur Vorgabe von aufeinanderfolgenden Beobachtungsintervallen,
(d) Mittel, die auf das Oberschreiten oder Nichtüberschreiten
des vorgegebenen Beschleunigungswertes innerhalb jedes Beobachtungsintervalls ansprechen und
(e) Regelmittel zur Erhöhung oder Verminderung
des vorgegebenen Beschleunigungswertes in AbhäGjpgkeit von dem Auftreten oder Nichtauftreten
einer solchen Beschleunigung, wobei ein Ausgangssignal der Regelmittel ein Maß für
die erreichte Verdichtung bildet,
25
dadurch gekennzeichnet, daß
(f) durch die Mittel zur Vorgabe von Beschleunigungswerten jeweils eine Folge von abgestuften
Beschleunigungswerten vorgebbar ist, durch welche dazwischenliegende Beschleunigungsinujrvalle
definiert sind, und
(g) die Regelmittel durch diei;,af das Überschreiten
oder Nichtüberschrp iten der vorgegebenen Beschleunigungswerte auspreisenden 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.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgabe der Beschleunigungswerte
an dem Arbeitsteil zwei oder mehr schwellwertbehaftete Beschleunigungsaufnehmer (10,10'...) 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 Beschleunigungsaufnehmer 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 Überschreit-·η oder
NichtÜberschreiten der vorgegebenen Beschleunigungswerte ansprechen,
(ei) eine Folge von Dioden (50,50'...), die von
dem Signal des Beschleunigungsmessers (44) in Durchlaßrichtung beaufschlagt sind,
enthalten sowie
(C2) Widerstände (52, 52' ...), über weiche je
eine der Dioden (50,50'...) von einem Potential der Folge im sperrenden Sinne vorgespannt
ist, und
(C3) Kondensatoren (54,54'...) über welche die
Dioden und die Widerstände mit je einer Signalleitung (56,56'...) verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) die Signale χοή den Mitteln, die auf das 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 ersten bistabilen 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, 20'...) 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 Summierschaitung (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 Polaritätsum-
schalter (24 ...) mit der Summierschaltung (38) verbunden sind, derart, daß die dem höchsten
und dem niedrigsten der besagten vorgegebenen Beschleunigungswerte zugeordneten Polaritätsumschalter
(24, 24^ ) mit der höchsten Spannung beaufschlagt sind, die dem zweithöchsten
und dem zwtitniedrigsten Beschleunigungswert zugeordneten Polaritätsumschalter
(24,24·'"-') mit der zweithöchsten Spannung usw.
10
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Integrators
(28) über ein Glättungsglied an einem Anzeigeinstrument (34) anliegt
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang des Integrators (28) auf einen Spannungs-Strom-Wandfer(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 Regeimiitel 2ur 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 tiner steuerbaren Spannungsquelle (120) anliegt und
(c) die Spannung der Spannungsquelle (120) durch Abweichungen der in einem Beobachtungsintervall
auftretendem 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 Sumrnierschaltung (38) gesteuert ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Summierschaltung
(38) auf einen Steuereingang der Spannungsquelle (120) über ein Zeitglied (116,118) aufgeschaltet
ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anzeigeinstrument
(122) für die Spannung der steuerbaren Spannungsquelle (120) vorgesehen ist.
30
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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