DE4341387C2 - Rütteltisch zum Rütteln einer zu verdichtenden Masse, insbesondere Beton - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rütteltisch zum Rütteln einer zu verdichtenden Masse, insbesondere Beton.

Unter einem Rütteltisch im Sinne der vorliegenden Erfindung ist nicht nur ein Tisch im klassischen Sinne zu verstehen, d. h. eine eine durchgehende Tischplatte aufweisende Vorrichtung, sondern es sollen auch alle diejenigen Bauform hierunter verstanden werden, die sich der den zu verdichtenden Beton enthaltenden Form als Bestandteil des Rütteltisches bedienen. So sind beispielsweise Rütteltische bekannt, die lediglich einen auf Stützen ruhenden Rahmen zur Aufnahme der Form aufweisen oder die gänzlich ohne Rahmen auskommen und eine entsprechend biegesteife Form voraussetzen, die auf zwei Böcken o. ä. aufliegt. Der Begriff Rütteltisch im Sinne der vorliegenden Erfindung soll also allgemein alle Vorrichtungen umfassen, die zum Rütteln einer aufliegenden Form geeignet sind.

In vielen Bereichen der Technik ist es notwendig, in Behältern befindliche Massen zu verdichten. Hierbei kann es sich beispielsweise um Schüttgüter handeln, deren Volumina reduziert werden sollen; insbesondere tritt diese Aufgabenstellung aber auf, wenn Beton zur Herstellung von Fertigbauteilen in Formen vergossen wird.

Um hohe Festigkeitswerte zu realisieren, ist es vor Abbinden des Betons unbedingt erforderlich, eine hohe Verdichtung zu erzielen. In Fertigbetonwerken werden verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Verdichten von flüssigem Beton eingesetzt, denen allen im wesentlichen die Grundidee zu eigen ist, der den zu verdichtenden Beton enthaltenden Form eine oszillierende oder umlaufende Bewegung aufzuprägen, die zu Scherspannungen im Beton führt. Auf diese Weise wird im Beton enthaltene Luft ausgetrieben und der Beton entsprechend verdichtet.

Der Vorgang, dem flüssigen Beton über die Formwände eine Bewegung aufzuprägen, wird als Rütteln, Vibrieren oder Schütteln bezeichnet. Die hierzu verwendeten Vorrichtungen werden je nach hauptsächlich verwendetem Frequenzbereich und der Schwingungsamplitude als Rütteltische oder Rüttelbalken bezeichnet, bisweilen auch als Vibrationstische. Im Sinne dieser Erfindung sollen diese Begriffe als Synonym verwendet verstanden werden, d. h., im Sinne dieser Erfindung allein entscheidend ist, daß ein eine zu verdichtende Masse enthaltender Behälter, insbesondere eine Beton enthaltende Form, eine wiederkehrende Bewegung durchläuft.

Die in Betonwerken verwendeten Rütteltische arbeiten entweder mit sog. Unwuchterregern, bei denen eine umlaufende Unwucht eine Erregerkraft erzeugt, die die Tischplatte und die auf ihr aufgespannte Form zu Schwingungen anregt, oder mit linearen Antrieben, wie beispielsweise Hydraulikzylindern o. ä., die durch eine entsprechende Steuerung periodisch betätigt werden. Bekannte und üblicherweise verwendete Unwuchterreger bestehen dabei aus einer an dem Rütteltisch gelagerten Welle, an der exzentrisch ein Gewicht befestigt ist. Die Welle wird elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder aber auch über Keilriemen o. ä. angetrieben.

Bei den linearen Antrieben hat sich als Stand der Technik durchgesetzt, in zwei in der Tischebene liegenden senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen, d. h. in der Horizontalen, zu rütteln. Aus diesem Grunde sind zwei Hydraulikzylinder mit Steuerung, zwei Schubkurbeltriebe o. ä. notwendig. Die Rüttelbewegung wird zeitlich konsekutiv ausgeführt, d. h., es wird beispielsweise zunächst in Richtung einer X-Achse gerüttelt, anschließend in Richtung der Y-Achse. Die in der horizontalen Ebene arbeitenden bzw. angeregten Rütteltische werden auch als horizontale Vibrationstische bezeichnet. Eine Abhandlung über die günstigsten Schwingungsparameter solcher Vibrationstische und die erreichbaren Verdichtungsergebnisse findet sich in Bauzeitung 1973, 10. Ausgabe, S. 510 ff.

Um bei mittels Horizontalrütteltischen verdichteten Betonmassen die notwendige Verdichtung zu erzielen, ist es notwendig, Wellen mit hoher Energiedichte in der flüssigen Betonmasse zu erzeugen. Hierzu werden die meisten aus dem Stand der Technik bekannten Rütteltische mit hohen Frequenzen erregt, da die Energiedichte proportional zum Quadrat der Frequenz ist. Der üblicherweise verwendete Frequenzbereich erstreckt sich von 25-300 Hz, d. h., er liegt im hörbaren Bereich. Daher kommt es zu einer starken Lärmentwicklung, die für in Betonwerken beschäftige Arbeiter eine Gesundheitsgefährdung darstellt. Es sind daher große Anstrengungen unternommen worden, um den gleichen Verdichtungseffekt auch im Frequenzbereich von unter 15 Hz realisieren zu können, d. h. in einem Frequenzbereich, der vom menschlichen Ohr kaum erfaßt wird. So sind beispielsweise Vorrichtungen konstruiert worden, die im Bereich zwischen 3- 10 Hz arbeiten. Um die zur Verdichtung von Beton erforderliche Mindestbeschleunigung zu erreichen, sind jedoch zum Ausgleich der niedrigeren Frequenzen höhere Amplituden erforderlich, beispielsweise bei einer Frequenz von 5 Hz eine Amplitude von 5-6 mm. Da die herzustellenden Beton-Fertigteile und somit die Gesamtmasse der den flüssigen Beton enthaltenden Form sehr groß ist, beispielsweise im Bereich von 10-20 t, ist die Erzeugung entsprechender Parameter wegen der hohen einzuleitenden Kräfte schwierig.

Es sind weiterhin Rütteltische bekannt, bei denen die auf der Tischfläche aufliegende, den zu verdichtenden Beton enthaltende Form in senkrechter Richtung in Schwingungen versetzt wird. Bei lediglich kraftschlüssig auf dem Tisch befestigter Form kann es hierbei zu Prellschlägen kommen, wenn nämlich die Beschleunigung der Form größer ist als 1 g. Bei formschlüssig mit dem Tisch verbundener Form lassen sich zwar die Prellschläge vermeiden, zur Erzielung eines guten Verdichtungseffektes sind jedoch hohe Frequenzen notwendig, die mit den bereits geschilderten erheblichen Lärmbelästigungen und Gesundheitsschäden für die in den Betonwerken beschäftigten Arbeiter einhergehen.

Aus der DE-PS 41 16 647 ist eine Rüttelvorrichtung bekannt, bei der vier waagerecht angeordnete Erregerwellen mit je einem exzentrisch angeordneten Gewicht, d. h. einer Unwucht versehen sind. Jede der vier Erregerwellen weist einen eigenen Antrieb auf, der mit einer Steuerung verbunden ist. Einer der vier Antriebe arbeitet als Leitantrieb, und die Phasenlage der Unwuchten der drei anderen Antriebe wird in Bezug auf den ersten Antrieb ausgeregelt, so daß durch Überlagerung der Fliehkräfte der insgesamt vier umlaufenden Unwuchtmassen eine resultierende Erregerkraft in senkrechter Richtung (Z-Achse) erzeugt werden kann, deren Amplitude durch Verstellung der Phasenlage von mindestens zwei umlaufender Unwuchtmassen relativ zueinander beeinflußt werden kann.

An dieser Ausführungsform ist der vergleichsweise hohe bauliche Aufwand nachteilig, der lediglich dazu genutzt wird, eine Erregerkraft in einer Richtung zu erzeugen, mithin lediglich ein Schwingungsmuster, was zu teilweise unbefriedigenden Verdichtungsergebnissen führt.

Während die senkrecht arbeitenden Rütteltische den horizontal arbeitenden Rütteltischen insbesondere im Hinblick auf die Lärmentwicklung unterlegen sind, so sind die bisher bekannten horizontalen Rüttelverfahren mit dem Nachteil behaftet, daß die Verdichtungsdauer größer ist als bei vertikalen Verfahren bzw. Rütteltischen.

DE 41 38 565 A1 beschreibt einen Kipptisch zur Herstellung von Betonfertigteilen, dessen Plattform sich über Gummielemente an einem Untergestell abstützt. Die Plattform ist mit mehreren Vorrichtungen versehen, die zur Verdichtung des Betons die Plattform bei ruhendem Untergestell in schwingende Bewegungen versetzen. Die Vorrichtungen bestehen aus mit dem Untergestell fest verbundenen Exzentern, an denen Pleuel angebracht sind, die mit der Plattform verbunden sind. Die Wirkungsrichtungen der Schüttelbewegungen können bei dem bekannten Rütteltisch in verschiedene waagerechte Richtungen, aber auch senkrecht dazu erfolgen. Nachteilig ist, daß die senkrechten Schwingungen, die bei dem bekannten Kipptisch möglich sind, zu einer Instabilität des Systems führen können. Ferner sind relativ große Kräfte erforderlich, um die auf den Gummielementen gelagerte Plattform in eine Schüttelbewegung zu versetzen.

Bei einem Rütteltisch mit einer oder mehreren senkrecht gelagerten Erregerwellen, die Unwuchtmassen tragen, können aufgrund der umlaufenden Massen Schwerpunktsverlagerungen des Gesamtsystems auftreten, die Momente um die Y-Achse oder um die X-Achse erzeugen, die wiederum das Auftreten vertikaler Amplituden nach sich ziehen. Ein Nachteil dieser von den genannten Momenten erzeugten vertikalen Schwingungen ist insbesondere, daß es sich hierbei um Drehschwingungen um die X-Achse oder um die Y-Achse handelt, wobei naturgemäß die senkrechten Amplituden im äußeren Bereich der Form größer sind als in Schwerpunkt bzw. Achsennähe, was dazu führt, daß der Verdichtungseffekt in den Außenbereichen der Form relativ gut ist, in Schwerpunkt oder Achsennähe jedoch unzureichend.

Neben der ungleichmäßigen Verdichtungswirkung besteht beim Auftreten von vertikalen Schwingungsanteilen weiterhin das große Problem, daß die Eigenfrequenz des Gesamtsystems in vertikaler Richtung so nah an den Erregerfrequenzen liegen kann, daß das Gesamtsystem, bestehend aus Rütteltisch, aufgesetzter Form mit zu verdichtendem Beton und dem Gesamtgewicht der Erregerwellen in Resonanz gerät, wobei die auftretenden großen Amplituden dann den Beton aus der Form schwappen lassen können und zu einer Beschädigung des Rütteltisches führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rütteltisch mit einer verbesserten Verdichtungswirkung bei geringer Lärmbelästigung zu schaffen, der sich durch einen einfachen konstruktiven Aufbau auszeichnet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß zur Erzielung ausreichender Scherkräfte im Beton für eine ausreichende Verdichtungswirkung es keinesfalls notwendig ist, in senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen zu rütteln, sondern daß eine gleich- und kreisförmige Bewegung zum Erzeugen von Scherspannungen im zu verdichtenden Beton ausreichend ist, die zu der gewünschten ausreichenden Verdichtung des Betons führen.

Zur praktischen Realisierung der erfindungsgemäß vorgesehenen Lagerung des Rütteltisches, d. h. mit zwei senkrecht aufeinanderstehenden Freiheitsgraden (X-, Y-Achse) in der Hauptebene, jedoch einer im wesentlichen starren Lagerung in Richtung des Erdschwerefeldes (Z-Achse), ist erfindungsgemäß vorgesehen, zumindest drei, vorzugsweise jedoch vier oder mehr einwertige Lager zu verwenden, die vorzugsweise rotationssymmetrisch zueinander angeordnet sind, die in Form von Zug- oder Druckelementen ausgeführt sind.

Unter einem einwertigen Lager ist dabei ein Lager zu verstehen, daß lediglich in Richtung einer Wirkungslinie Kräfte aufnehmen kann, in anderen Ebenen jedoch keine Lagerkräfte aufnehmen kann. Solche einwertigen Lager sind in Form von Zugelementen ausgeführt, die bei einer besonders einfachen Ausführungsform Seile sind.

Die Seile können beispielsweise an zumindest drei Punkten, vorzugsweise jedoch vier Punkten des Rütteltisches angeordnet sein und beispielsweise an der Hallendecke des jeweiligen Fabrikraums angeschlagen sein. Diese Anordnung bzw. Ausführungsform der einwertigen Lager ist jedoch insofern mit Nachteilen behaftet, als der über dem Rütteltisch zur Verfügung stehende Raum beansprucht wird und damit der freie Durchgang von anderen Fabrikationsanlagen, Materialvorschubwegen etc. behindert wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rütteltisches weist der Rütteltisch genau eine Erregerwelle auf, die unter dem Schwerpunkt des Rütteltisches angeordnet ist. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch ihren einfachen Aufbau aus und erlaubt die Induzierung einer kreisförmigen Schwingung der den zu verdichtenden Beton enthaltenden Form. Vorzugsweise wird ein solcher Tisch bzw. die einzige senkrecht angeordnete Erregerwelle bei einer Frequenz von 0-10 Hz betrieben, d. h. im Bereich schlecht hörbarer oder gar nicht hörbarer Frequenzen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können auch mehrere Erregerwellen, beispielsweise zwei oder vier, rotationssymmetrisch zueinander an dem Rütteltisch gelagert sein.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Rütteltisch oberhalb einer in einen Fabrikboden eingelassenen Grube angeordnet ist und daß die Lager und die zumindest eine senkrechte Erregerwelle unterhalb der Tischebene in der Grube angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine gegenüber der zuletzt beschriebenen Ausführungsform kompakte und platzsparende Anordnung von Rütteltisch und Lagerung sowie Antrieb realisiert.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß das Unwuchtgewicht aus zwei Unwuchtgewichten zusammengesetzt ist, die im Querschnitt kreissektorförmig ausgeführt sind und von denen eines auf der Erregerwelle verdrehbar angeordnet ist und durch einen auf dem anderen Unwuchtgewicht angeordneten Mitnehmerstift mitgenommen wird. Der Mitnehmerstift läuft dabei in einer Nut, so daß sich je nach Drehrichtung der Erregerwelle verschiedene Überdeckungswinkel der beiden im Querschnitt kreissektorförmigen Unwuchtgewichte ergeben. Bei stärkerer Überdeckung ist die Unwucht entsprechend größer, so daß bei einer bestimmten Drehzahl der Erregerwelle eine größere Fliehkraft und damit Erregerkraft erzeugt wird. Auf diese Weise lassen sich zwei verschiedene Erregermomente bei gleicher Drehzahl realisieren, das vorteilhaft ist, wenn beispielsweise Betonformteile in mehreren Schichten gegossen werden. Beim Vibrationsverdichten bzw. Rütteln der ersten aufgebrachten Schicht wird dann mit einem geringeren Moment, d. h. mit einer kleineren Erregerkraft gerüttelt als beim Aufbringen der zweiten Betonschicht, die die Gesamtmasse des Systems entsprechend erhöht.

Bei einer solchen Anordnung mit oberhalb einer Grube angeordnetem Rütteltisch sind die vorzugsweise in den vier Eckbereichen des Rütteltisches vorgesehenen Lager dergestalt ausgeführt, daß von der Unterseite des Rütteltisches aus nach unten sich erstreckend im wesentlichen L-förmig ausgebildete Halterungen angeordnet sind, daß vom Grubenboden aus nach oben sich erstreckend im wesentlichen L-förmig ausgebildete Träger so angeordnet sind, daß deren kürzere (Quer-)Schenkel jeweils einen kürzeren (Quer-)Schenkel der von der Rütteltisch-Un­ terseite nach unten sich erstreckenden L-förmigen Halterungen überdeckend angeordnet sind, und daß die Zugelemente jeweils zwischen zwei sich überdeckenden (Quer-)Schenkeln senkrecht gespannt sind.

Durch diese erfindungsgemäße Ausführungsform wird mit vergleichsweise einfachen baulichen Maßnahmen ein Rütteltisch geschaffen, mit dem sich schwere Betonmassen bei niedrigen Frequenzen wirkungsvoll verdichten lassen, ohne daß eine Lärmbelästigung entsteht und ohne daß Schwerpunktverlagerungen der senkrecht angeordneten Erregerwellen senkrechte Schwingungsanteile bzw. Drehschwingungen um die X- und Y-Achse erzeugen, die zu Resonanzen und damit einer Störung des gesamten Systems führen können.

Vorzugsweise ist insbesondere vorgesehen, daß die Zugkräfte aufnehmenden Elemente Zugstäbe sind. Gegenüber ebenfalls möglichen Seilen als Zugelementen weisen die Zugstäbe den Vorteil auf, daß sie auch gegenüber Druckbelastung eine gewisse Eigensteifigkeit aufweisen, wodurch die Resonanzfrequenz des Gesamtsystems in senkrechter Richtung weiter nach oben verschoben wird, d. h. aus dem bevorzugten Betriebsbereich unterhalb der Hörschwelle aus dem bevorzugten Bereich der Erregerfrequenz hinaus.

Die vorgeschlagene Lagerung weist weiterhin den Vorteil auf, daß sie gegenüber den in Betonwerken stets vorhandenen abrasiven Steinstäuben unempfindlich ist.

Außerdem kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß insgesamt zwei oder vier senkrecht angeordnete Unwuchtwellen rotationssymmetrisch zueinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung bietet den Vorteil, daß einerseits die erfindungsgemäß bevorzugte, kreisförmige Rüttelbewegung leicht erzeugt werden kann, indem sämtliche zwei oder vier Unwuchten mit gleicher Phasenlage betrieben werden, andererseits aber durch Phasenwinkel zwischen den zwei oder vier Unwuchten lineare Schwingungsmuster erzeugt werden können.

So ist beim Betrieb von vier Unwuchtwellen, die rotationssymmetrisch zueinander in den vier Quadranten der durch X- und Y-Achse unterteilten Haupttischebene angeordnet sind, ein Betrieb dergestalt möglich, daß eine hin- und hergehende Bewegung des Rütteltisches in X-Richtung oder in Y-Richtung erzeugt wird. Darüberhinaus ist es bei einer Anordnung von vier Erregerwellen auch denkbar, jeweils zwei Erregerwellen, die einander diagonal gegenüberliegen, stillzulegen und die beiden rotierenden Erregerwellen mit einer Differenzphasenlage der Unwuchten zu betreiben, so daß Rüttelrichtungen erzielt werden können, die unter einem spitzen Winkel zur X- bzw. Y-Achse verlaufen.

Vorzugsweise werden die Erregerwellen durch Drehstromasynchronmotoren angetrieben, wobei einer der Motoren als Leitantrieb betrieben wird und die übrigen Motoren als Folgeantriebe geregelt werden, so daß die gewünschte Differenzphasenlage der Unwuchten auf die umlaufende Unwucht des Leitantriebs definiert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen, in einer Grube eines Fabrikbodens angeordneten Rütteltisch mit einer senkrecht unter dem Schwerpunkt der Tischhauptebene angeordneten Erregerwelle;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Rütteltisches mit vier rotationssymmetrisch zueinander angeordneten Erregerwellen in schematischer Darstellung, wobei die Phasenlage der Unwuchten aller vier Wellen gleich ist,

Fig. 3 Phasenlage und Umlaufrichtung der vier Erregerwellen für eine translatorische Anregung in der X-Achse,

Fig. 4 Phasenlage und Laufrichtung der vier Erregerwellen für eine translatorische Anregung in Richtung der Y-Achse,

Fig. 5 eine schematische Darstellung von Phasenlage und Umlaufrichtung zweier diagonal einander gegenüberliegender Wellen für eine translatorische Anregung unter einem Winkel von 45° zur X- bzw. Y-Achse in schematischer Darstellung; und

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Rütteltisch 10 mit einer Tischplatte 12, die auf vier Lagern 14 gelagert ist. Die Lager 14 stehen auf dem Boden 16 einer in einen Fabrikboden 18 eingelassenen Grube 20 auf bzw. sind dort verschraubt oder in anderer Form befestigt.

Auf der Tischplatte 12 liegt eine durch Strichlinien schematisch angedeutete Form 22 auf, die durch formschlüssige Haltemittel 24 festgelegt sein kann. Die Form 22 enthält zu verdichtenden Beton, der zu einem Beton-Fertigbauteil abbinden soll.

Jedes der vier Lager 14 weist zunächst eine von der Unterseite 26 der Tischplatte 12 senkrecht nach unten sich erstreckende L-förmige Halterung 28 auf, deren längerer Schenkel senkrecht nach unten verläuft. Der kürzere Schenkel 30 verläuft waagerecht zur Horizontalen, d. h. parallel zur Bodenfläche 16 der Grube 20 des Fabrikbodens 18. Von dem Grubenboden 16 erstreckt sich ein ebenfalls L-förmiger Träger 32 senkrecht nach oben, dessen kürzerer Schenkel 34 so angeordnet ist, daß sich die jeweils kürzeren (Quer-)Schenkel 30 der sich von der Unterseite 26 des Rütteltisches senkrecht nach unten erstreckenden Halterung 28 und der kürzere (Quer-)Schenkel 34 des von dem Grubenboden 16 nach oben sich erstreckenden Trägers 32 einander überdeckend angeordnet sind. Zwischen den beiden genannten (Quer-)Schenkeln 30 und 34 ist ein Zugkräfte aufnehmendes Element 36 gespannt, das beispielsweise ein Drahtseil sein kann, oder aber bevorzugt eine Zugstange. Die Zugstange kann an ihrem oberen und unteren Ende Gewindehereiche aufweisen, mit denen sie mittels aufgesetzter Muttern 38 verschraubt werden kann.

In Fig. 1 ist weiterhin ein karthesisches Koordinatensystem eingezeichnet, wobei sich die X-Achse in Richtung der Zeichenebene nach rechts erstreckt, während die Y-Achse senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Die positive Koordinatenrichtung auf der Z-Achse ist dem Erdschwerefeld entgegengerichtet. Es ist unmittelbar offensichtlich, daß im Ruhezustand des Rütteltisches jedes Zugelement 36 ein Viertel des Gesamtgewichts aufzunehmen hat, so lange man das zusätzliche Gewicht der Unwucht der Erregerwelle unberücksichtigt läßt.

Senkrecht unterhalb des Schwerpunktes, d. h. in der Z-Achse angeordnet, ist eine Erregerwelle 40, die eine Unwuchtmasse 42 trägt, die um eine Exzentrizität e versetzt über der Z-Achse angeordnet ist. Die Erregerwelle 40 ist in Lagern 44 gelagert, die über ein Lagerrohr 46 abgestützt sind und mit der Tischplatte 12 verbunden sind. Die Erregerwelle 40 wird durch einen in Fig. 1 nicht näher dargestellten Antrieb angetrieben, der beispielsweise ein mit der Welle direkt verbundener Elektromotor sein kann, ein Riementrieb o. ä.

Bei umlaufender Erregerwelle erzeugt die auf einer Kreisbahn beschleunigte Unwuchtmasse 42 eine Fliehkraft mrω², die die gewünschte Rüttelbewegung in der X-Y-Ebene erzeugt. Zusätzlich erzeugt die Unwucht ein unerwünschtes Moment m g e, das ebenfalls umläuft. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung erzeugt die Unwucht 42 ein statisches Moment der Größe m g e um die Y-Achse, das bei einem herkömmlichen Rütteltisch zu einem Verkanten der Tischplatte 12 um die Y-Achse, d. h. in der durch Pfeile angedeuteten Richtung führen würde. Aufgrund der Tatsache, daß es sich um ein umlautendes Moment handelt, schwankt das um die Y-Achse wirkende Moment periodisch, so daß die Gefahr einer Resonanz besteht. Durch die erfindungsgemäßen Lager 14 ist die Tischplatte 12 des Rütteltisches gegenüber Bewegungen um die Y-Achse und um die X-Achse so steif gelagert, daß die Resonanzfrequenzen so hoch liegen, daß der gesamte Rütteltisch in der Z-Achse, d. h. in Richtung des Erdschwerefeldes, bei den in Frage kommenden Umlauffrequenzen der Unwuchtwelle 40 als im wesentlichen starr betrachtet werden kann. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäßen Lager 14 des erfindungsgeinäßen Rütteltisches sichergestellt, daß eine Rüttel- bzw. Schwingbewegung in der X-Y-Ebene problemlos möglich ist.

Der erfindungsgeinäße Rütteltisch ermöglicht so erstmals eine kreisförmige Rüttelbewegung zur Verdichtung von Beton für Beton-Fertigelemente, die sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat, da sie sowohl zu hervorragenden Verdichtungsergebnissen führt, wie auch eine geringe Lärmbelästigung ermöglicht.

Wenngleich sich erfindungsgemäß die kreisförmige Rüttelbewegung für Beton als am zweckmäßigsten herausgestellt hat, kann es unter Umständen wünschenswert sein, auch translatorische Bewegungen zu erzeugen. Unter diesem Gesichtspunkt ist in Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rütteltisches schematisch dargestellt, bei dem vier Erregerwellen 40a-40d rotationssymmetrisch zueinander angeordnet sind. Fig. 2 zeigt schematisch die Tischplatte 12 des Rütteltisches sowie vier Zugelemente 36 der nicht näher dargestellten Lager 14. Fig. 2 zeigt weiter schematisch den Betrieb der vier Erregerwellen 40a-40d zur Erzeugung der gleichen kreisförmigen Rüttelbewegung, wie sie mittels einer einzigen, größeren Unwucht bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ermöglicht wird. Die vier Unwuchten 42a-42d der vier Erregerwellen 40a-40d laufen bei dieser Betriebsweise mit gleicher Phasenlage und Drehrichtung um. Der in Fig. 2 dargestellte Belastungsfall hinsichtlich der Zugelemente 36 stellt sich daher im wesentlichen genauso dar wie in Fig. 1, d. h., der Schwerpunkt des Gesamtsystems ist in positiver Richtung der X-Achse verschoben, wobei ein positives Moment um die Y-Achse erzeugt wird, das im wesentlichen durch eine höhere Belastung der in Fig. 2 auf der rechten Seite liegenden Zugelemente 36 aufgefangen wird. Es kommt nicht zu Drehschwingungen um die Y-Achse, da erfindungsgemäß Lager der Ausführungsform, wie in Fig. 1 anhand des Lagers 14 dargestellt, verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die vier Erregerwellen durch vier einzelne Drehstromasynchronmotoren angetrieben werden, dabei ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, daß einer der Drehstromasynchronmotoren, im vorliegenden Falle beispielsweise der der Erregerwelle 40a zugeordnete, als Leitantrieb fungiert, d. h., daß die umlaufende Unwucht 42a als umlaufendes Koordinatensystem gesehen wird, auf das die Phasendifferenzwinkel der anderen Erregerwellen definiert und reguliert werden.

Wie in Fig. 2 durch die Strichlinie 43 angedeutet ist, kann in dem Fall, daß lediglich eine Kreisbewegung erzeugt werden soll, auch eine mechanische Synchronisation der vier Erregerwellen in Form eines umlautenden Zahnriemens 43 o. ä. an die Stelle der Synchronisation mittels elektrischer Steuerungsmittel treten.

Fig. 3 zeigt einen alternativen Betrieb der vier Erregerwellen, bei dem die unteren beiden Erregerwellen 40c und 40d weiterhin im mathematisch positiven Umlaufsinn betrieben werden, während die Erregerwellen 40a und 40b gegenläufig drehen. Dabei laufen jeweils zwei Wellen einer Drehrichtung ohne Phasendifferenzwinkel um, während zwischen den beiden Wellenpaaren ein Differenzwinkel von π eingestellt ist. Auf diese Weise kommt es zu einer translatorischen Anregung in Richtung der X-Achse. Denkt man sich die Unwuchten aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung um einen Drehwinkel von π/2 weitergedreht, so wird ein statisches Moment um die Y-Achse erzeugt, das dem in Fig. 2 dargestellten entspricht. Dieses wird wiederum durch die Lagerung abgestützt, so daß es nicht zu unerwünschten senkrechten Schwingungsanteilen aufgrund von Drehschwingungen um die Y-Achse kommt.

Fig. 4 zeigt entsprechend die Betriebsweise der vier Erregerwellen für eine translatorische Anregung des erfindungsgemäßen Rütteltisches in der Y-Achse.

Wie Fig. 5 zeigt, öffnet die erfindungsgemäße Anordnung von vier senkrechten Erregerwellen darüberhinaus die Möglichkeit, zwei diagonal einander gegenüberliegende Wellen stillzusetzen, beispielsweise wie in Fig. 5 schematisch angedeutet, die Erregerwellen 40a und 40d. Läßt man dann die beiden verbleibenden Erregerwellen 40b und 40c gegenläufig mit einem Phasendifferenzwinkel von π rotieren, so ergibt sich eine translatorische Anregung, deren Wirkungslinie unter einem spitzen Winkel zur Y- und X-Achse verläuft.

Der erfindungsgemäße Rütteltisch erlaubt ein kreisförmiges Rütteln von zu verdichtendem Beton, ohne daß dieser Rüttelbewegung durch vertikale Schwingungsanteile gestört wird.

Bezugszeichenliste

10 Rütteltisch
12 Tischplatte
14 Lager
16 Grubenboden
18 Hallenboden
20 Grube
22 Form
24 Haltemittel
26 Unterseite (von 12)
28 (erste) L-förmige Halterung
30 kurzer (Quer-)schenkel (von 28)
32 (zweite) L-förmige Halterung
34 kürzer (Quer-)schenkel (von 32)
36 Zugelement
38 Mutter
40 Erregerwelle
40a-40d vier Erregerwellen
42 Unwucht
42a-42d Unwuchten (von 40a-40d)
43 Zahnriemen
44 Lager
46 Halterung

Claims (12)

1. Rütteltisch (10) zum Rütteln einer zu verdichtenden Masse - insbesondere Beton-, dessen Hauptebene (12) im Betrieb im wesentlichen waagerecht angeordnet ist, der eine die zu verdichtende Masse enthaltende Form (22) trägt, und an dem mindestens eine eine rotierbare Unwuchtmasse (42, 42a-d) tragende und senkrecht angeordnete angetriebene (Erreger-)Welle (40, 40a-d) zum Erzeugen einer Erregerkraft gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rütteltisch (10) auf mindestens drei einwertigen Lagern (14) in Form von Zugelementen (36) so gelagert ist, daß er in der Hauptebene (12) zwei senkrecht aufeinander stehende Freiheitsgrade aufweist (X-, Y-Achse), in Richtung des Erdschwerefeldes (Z-Achse) jedoch im wesentlichen starr gelagert ist.

2. Rütteltisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rütteltisch (10) auf vier einwertigen Lagern (14) gelagert ist, die im wesentlichen rotationssymmetrisch zueinander angeordnet sind.

3. Rütteltisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (36) Zugstäbe sind.

4. Rütteltisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente Seile (36) sind.

5. Rütteltisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rütteltisch (10) oberhalb einer in einen Fabrikboden (18) eingelassenen Grube (20) angeordnet ist, und daß die Lager (14) unterhalb der Tischebene (12) in der Grube (20) angeordnet sind.

6. Rütteltisch nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß von der Unterseite (26) des Rütteltisches (10) aus nach unten sich erstreckend im wesentlichen L-förmig ausgebildete Halterungen (28) angeordnet sind, daß vom Grubenboden (16) aus nach oben sich erstreckend im wesentlichen L-förmig ausgebildete Träger (32) so angeordnet sind, daß deren kürzere (Quer-)Schenkel (34) jeweils einen kürzeren (Quer-)Schenkel (30) der von der Rütteltisch-Unterseite (26) nach unten sich erstreckenden L-förmigen Halterungen (28) überdeckend angeordnet sind und daß die Zugelemente (36) jeweils zwischen zwei sich überdeckenden (Quer-)Schenkeln (30, 34) senkrecht gespannt sind.

7. Rütteltisch nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rütteltisch (10) genau eine Erregerwelle (40) aufweist, die unter dem Schwerpunkt des Rütteltisches (10) angeordnet ist.

8. Rütteltisch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß insgesamt vier senkrechte Erregerwellen (40a-d) rotations­ symmetrisch zueinander angeordnet sind.

9. Rütteltisch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vier senkrecht angeordneten Erregerwellen (40a-d) durch Drehstromasynchronmotoren angetrieben sind.

10. Rütteltisch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstromasynchronmotoren mit einer Steuerung verbunden sind, daß einer der Motoren als Leitantrieb und die übrigen Motoren als Folgeantriebe regelbar sind und daß die Steuerung so programmierbar ist, daß durch Überlagerung der vier umlaufenden Unwuchtkräfte verschiedene Rüttelmuster erzeugbar sind.

11. Rütteltisch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so einstellbar ist, daß alle vier Unwuchtwellen (40a-d) mit gleichem Pha­ senwinkel umlaufen und so eine kreisförmige Rüttelbewegung erzeugt wird.

12. Rütteltisch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Erregerwellen durch ein umlaufendes Zugmittelgetriebe mechanisch miteinander synchronisiert sind.