DE9117079U1

DE9117079U1 - Unwuchtrüttler

Info

Publication number: DE9117079U1
Application number: DE9117079U
Authority: DE
Original assignee: Hess Maschfab & Co GmbH
Current assignee: Hess Maschfab & Co GmbH
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2001-05-23

Description

Patentanmeldung

Anmelder: Hess Maschinenfabrik GmbH. & Co. KG.

Unwuchtrüttler

Die Erfindung betrifft einen Unwuchtrüttler mit einem Rütteltisch, mit in dem Rütteltisch angeordneten, angetriebenen und mit je einem Unwuchtkörper versehenen Unwuchtwellen, die paarweise einander zugeordnet sind, und mit einer Stelleinrichtung, über die die Rüttelfrequenz und die Winkellage der Unwuchtkörper zueinander veränderbar ist.

Ein verstell- und regelbarer Unwuchtrüttler dient dem Zweck, Betonelemente bei ihrer Produktion optimal zu verdichten. Dies wird erreicht durch programmgesteuerte Anpassung der Betriebsparameter des Unwuchtrüttlers an die produktspezifischen Erfordernisse während des Produktionsvorganges. Hierfür finden sich im Stand der Technik folgende Lösungen: Eins mechanische Verstellung einer Unwuchtmasse aus der Nullage bis zu einem Maximalwert erfolgt bei Außen- oder bei Gegenlaufvibratoren dadurch, daß auf den Unwuchtwellen querbewegliche Zahnspangen angeordnet sind, die über eine schrägverzahnte Schubstange mit einer außerhalb

des Vibrators befindlichen Stelleinrichtung verbunden sind (vgl. StrOmpfel "Mehrfrequenz-Gegenlauf-Schwingungserreger..." in "Betonwerk + Fertigteil-Technik" Heft 10/1988 S. 24 ff.). Eine Phasenverstellung ist mittels eines elektromechanisch verstellbaren Überlagerungsgetriebes (DE 37 08 922 Al); oder mittels eines Phasenverstellgetriebes möglich (DE 37 09 112 Cl).

Der Erfindung liegt folgende Überlegung zugrunde:

Optimal erfolgt die Verdichtung von Betonelementen auf einem Unwuchtrüttler, wenn folgende Verstell- und Regelaufgaben gelöst werden:

a) Veränderung der Rüttlerfrequenz durch Änderung

der Rüttlerwellendrehzahl;
b) Veränderung der Rüttelkraft zwischen Null und

Maximum durch Phasenverstellung von mindestens zwei umlaufenden Unwuchtmassen zueinander; c) Veränderung der Schwingungsamplitude durch

Kombination der unter a) und b) genannten

Maßnahmen.

Danach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zur Erzeugung des optimalen Rütteleffektes ein neues Prinzip anzuwenden. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jede Unwuchtwelle einzeln durch einen Motor angetrieben ist, der mit vorgegebener Drehzahl im Gleichlauf mit den anderen Motoren umläuft,

und als Stelleinrichtung ein elektronischer Regler vorgesehen ist, über den jeder Motor winkelsynchron so regelbar ist, daß zur Änderung der Rüttelfrequenz die Drehzahl der Unwuchtwellen und zur Änderung der Winkellage der Unwuchtkörper zueinander die Drehzahl zumindest der einen der beiden einander zugeordneten Unwuchtwellen kurzzeitig veränderbar ist.

Bei der Erfindung wird die Synchronisierung der einzelnen Unwuchtwellen durch eine elektronische, winkelsynchrone Regelung der Unwuchtantriebe erreicht.

Die Intensität des Rütteleffekts wird gesteuert durch eine elektronische Veränderung des Rotorlagewinkels der

einzelnen Unwuchtantriebe zueinander. 15

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Es zeigen in der Darstellung mit SchaItSymbolen

Fig. 1 einen Rütteltisch mit vier Unwuchtwellen und Einzelantrieb für jede Welle;

Fig. 2 einen zweiteiligen Rüttteltisch mit acht Unwuchtwellen, von denen je zwei Wellen miteinander gekuppelt sind, und mit Einzelantrieb für jede Welle, wobei auch der Regelkreis für die Einzelantriebe dargestellt

ist;

-A-

Fig. 3 einen zweiteiligen Rötteltisch mit acht Unwuchtwellen und Einzelantrieb für jede Welle;

Fig. 4 die Wirkungsweise der Phasenverstellung der

Unwuchtmassen;

Fig. 5 als Ausschnitt aus Fig. 2 den Regelkreis für

einen der Einzelantriebe mit Angabe des Signalflusses.

Vier in einem Rütteltisch 1 angeordnete Unwuchtwellen Wl bis W4 werden einzeln durch zugeordnete Motoren Ml bis M4 über Gelenkwellen Gl bis G4 angetrieben. Die Unwuchtwellen Wl bis W4 sind mit Hilfe von Wälzlagern Ll bis L4 in dem Rütteltisch 1 gelagert. Mit jedem Motor Ml bis M4 ist über eine Kupplung Cl bis C4 ein Resolver Rl bis R4 mechanisch verbunden. Kupplungen sind auch zwischen den Wellen des zweiteiligen Rütteltisches 1 in Fig. 2 vorgesehen. Jeder Motor Ml bis M4 und jeder Resolver Rl bis R4 ist elektrisch mit einem Antriebsumrichter Al bis A4 verbunden, der Bestandteil eines Motorregelkreises Kl bis K4 ist. Den Motorregelkreisen Kl bis K4 übergeordnet ist ein Rotorlageregler 2. &ldquor;

Alle vier Motoren Ml bis M4 drehen ständig mit vorgegebener Drehzahl in absolutem Gleichlauf. Auf den Wellen befestigte Unwuchten Ul bis U4 stehen so zueinander, daß sich die Zentrifugalkräfte gegenseitig aufheben und keine Rüttelwirkung vorhanden ist - Fig. 4, Bild 1 -. Soll gerüttelt werden, ist eine Phasenverstellung der Unwuchten Ul bis U4 auf einen

Wert notwendig, der der gewünschten Rütttelwirkung entspricht. Dies geschieht in der Weise, daß die Motoren M3 und M4 kurzzeitig mit verringerter Drehzahl gegenüber den Motoren Ml und M2, aber im Gleichlauf miteinander drehen, bis die gewünschte Phasenverstellung erreicht ist - Fig. 4, z.B. 100%, Bild 3; 70% Bild 2 -, um dann sofort wieder mit der gleichen Drehzahl wie die Motoren Ml und M2 zu rotieren, sodaß die eingestellte Lage der Unwuchten Ul bis U4 für die Dauer des Rüttelvorgangs erhalten bleibt. Die Rückstellung in die Nullage erfolgt in entgegengesetzt gleicher Weise. Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung ermöglicht den gleichzeitigen Betrieb der Rütteltischhälften mit unterschiedlichen Frequenzen und Rüttelkräften.

Jede Unwuchtwelle Wl bis W4 ist einzeln durch einen der Motoren Ml bis M4 angetrieben. Der Motor Ml bis M4 läuft mit vorgegebener Drehzahl im Gleichlauf mit den anderen Motoren um. Als Stelleinrichtung, über die die Rüttelfrequenz und die Winkellage der Unwuchtkörper Ul bis U4 zueinander veränderbar ist, ist ein elektronischer Regler vorgesehen. Über den elektronischen Regler ist jeder Motor Ml bis M4 winkelsynchron so regelbar, daß zur Änderung der Rüttelfrequenz die Drehzahl der Unwuchtwellen Wl bis W4 und zur Änderung der Winkellage der Unwuchtkörper Ul bis U4 zueinander die Drehzahl zumindest der einen der beiden einander zugeordneten Unwuchtwellen Wl bis W4 kurzzeitig veränderbar ist.

Die Unwuchtkörper Ul bis U4 einander zugeordneter Unwuchtwellen Wl bis W4 weisen eine Winkellage von 180 zueinander auf. Über den einen der beiden einander zugeordnete Unwuchtwellen Wl bis W4 antreibenden Motoren Ml bis M4 ist die eine Unwuchtwelle kurzzeitig mit verringerter Drehzahl, nach Erreichen der von 180° abweichenden, gewünschten neuen Winkellage wieder mit derselben Drehzahl angetrieben wie der die zugeordnete Unwuchtwelle antreibende Motor.
10

Die Regelung der Motoren Ml bis M4 ist über die Motorregelkreise Kl bis K4 und die Rotorlageregelung 2 vorgenommen. Die Rotorlageregelung 2 ist den Motorregelkreisen Kl bis K4 übergeordnet. Jedem Motor Ml bis M4 sind einer der mechanisch gekuppelten Resolver Rl bis R4 und als Bestandteil eines der Motorregelkreise Kl bis K4 einer der Antriebsumrichter Al bis A4 zugeordnet. Der Antriebsumrichter Al bis A4 verändert in Abhängigkeit von Ausgangssignalen sin<^>t und coscOt aus dem Resolver Rl bis R4 und Sollwertsignalen aus dem Rotorlageregler 2 über die Betriebsfrequenz f die Drehzahl des Motors Ml bis M4. Dem Rotorlageregler 2 sind aus den Motorregelkreisen Kl bis K4 Istwerte der Rotorlagen der Motoren Ml bis M4 und Betriebsparameter zugeführt. Zu den Betriebsparametern gehören beispielsweise Sollwinkel, Rütteldauer und Stellzeit.

Einer der Motoren Ml ist als Leitantrieb, die übrigen Motoren M2 bis M4 sind als Folgeantriebe vorgesehen. Für den Leitantrieb ist die Abhängigkeit von der gewählten Drehzahl eine feste Sollwertvorgabe

vorgesehen, wonach der Sollwert für die Folgeantriebe über einen Pl-Stellalgorithmus aus ihrer Abweichung von der Sollage errechnet ist. Der Pl-Stellalgorithmus lautet:

Yn = C

mit

Y_n = Stellgröße für den Zyklus &eegr;

Xdn = Regeldifferenz im Zyklus &eegr;

Xdn - 1 = Regeldifferenz im Zyklus &eegr; -

Ta = Abtastzeit

Tn = Nachstellzeit

Tv = Vorhaltezeit

j_5 Kp = Proportionalkonstante.

Claims

Patentanmeldung Anmelder: Hess Maschinenfabrik GmbH. & Co. KG. ■&Rgr;Ji| &eegr; sprüche

1. Unwuchtrüttler mit einem Rütteltisch, mit in dem Rütteltisch angeordneten, angetriebenen und mit je einem Unwuchtkörper versehenen Unwuchtwellen, die paarweise einander zugeordnet sind, und mit einer Stelleinrichtung, über die die Rüttelfrequenz und die Winkellage der Unwuchtkörper zueinander
veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Unwuchtwelle (Wl bis W4) einzeln durch einen Motor (Ml bis M4) angetrieben ist, der mit vorgegebener Drehzahl im Gleichlauf mit den anderen Motoren

umläuft, und als Stelleinrichtung ein elektronischer Regler vorgesehen ist, über den jeder Motor (Ml bis M4) winkelsynchron so regelbar ist, daß zur Änderung der Rüttelfrsquenz die Drehzahl der Unwuchtwellen (Wl bis W4) und zur Änderung der Winkellage der

Unwuchtkörper (Ul bis U4) zueinander die Drehzahl zumindest der einen der beiden einander zugeordneten Unwuchtwellen (Wl bis W4) kurzzeitig veränderbar
ist.

2. Unwuchtrüttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Unwuchtwellen (Wl bis W4) in dem Rütteltisch (1) angeordnet sind.

3. Unwuchtrüttler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtkörper (Ul bis U4) einander zugeordneter Unwuchtwellen (Wl bis W4) eine Winkellage von 180° zueinander aufweisen, und daß über den einen der beiden einander zugeordnete Unwuchtwellen (Wl bis W4) antreibenden Motoren (Ml bis M4) die eine Unwuchtwelle kurzzeitig mit verringerter Drehzahl, nach Erreichen der von 180 abweichenden, gewünschten neuen Winkellage wieder mit derselben Drehzahl angetrieben ist wie der die zugeordnete Unwuchtwelle antreibende Motor.

4. Unwuchtrüttler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichent, daß die Regelung der Motoren (Ml bis M4) über Motorregelkreise (Kl bis K4) und eine Rotorlageregelung (2) vorgenommen ist, die den Motorregelkreisen (Kl bis K4) übergeordnet ist.

ft · · 1

5. Unwuchtrüttler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichent, daß jedem Motor (Ml bis M4) ein mechanisch gekoppelter Resolver (Rl bis R4) und als Bestandteil des Motorregelkreises (Kl bis K4) ein Antriebsumrichter (Al bis A4) zugeordnet sind, der in Abhängigkeit von Ausgangssignalen (sin t; cos t) aus dem Resolver (Rl bis R4) und Sollwertsignalen aus dem Rotorlageregler (2) über die Betriebsfrequenz (f) die Drehzahl des Motors (Ml bis M4) verändert,

6. Unwuchtrüttler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichent, daß dem Rotorlageregler (2) aus den Motorregelkreisen (Kl bis K4) Istwerte der Rotorlagen der Motoren (Ml bis M4) und Betriebsparameter zugeführt sind.

7. Unwuchtüttler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichent, daß einer der Motoren (Ml) als Leitantrieb, die übrigen Motoren (M2 bis M4) als Folgeantriebe vorgesehen sind.

8. Unwuchtüttler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Leitantrieb in Abhängigkeit von der gewählten Drehzahl eine feste Sollwertvorgabe vorgesehen ist, wonach der Sollwert für die Folgeantriebe über einen Pl-Stellalgorithmus aus ihrer Abweichung von der Sollage errechnet ist.