EP0945188A2 - Unwuchtrüttler für Steinformmaschinen - Google Patents

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EP0945188A2
EP0945188A2 EP99104739A EP99104739A EP0945188A2 EP 0945188 A2 EP0945188 A2 EP 0945188A2 EP 99104739 A EP99104739 A EP 99104739A EP 99104739 A EP99104739 A EP 99104739A EP 0945188 A2 EP0945188 A2 EP 0945188A2
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shafts
unbalanced shafts
unbalance
shaker according
unbalanced
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Olga Kossmann
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Masa GmbH
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Masa GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/08—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting
    • B28B1/087—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould
    • B28B1/0873—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould the mould being placed on vibrating or jolting supports, e.g. moulding tables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/162—Making use of masses with adjustable amount of eccentricity

Definitions

  • the invention relates to an unbalance shaker for compressing Concrete elements during their manufacture, with a vibrating table the unbalanced shafts arranged with the vibrating table and with these unbalanced shafts assigned to their drive electric motors, the one Device for controlling and / or regulating the speed and / or the relative phase position of the unbalanced shafts.
  • Such a device is known for example from DE-U-297 12 242.
  • a disadvantage of this known device is that asynchronous machines react relatively sluggishly to corresponding control or regulating signals. But since there is already a slight angular offset in the unbalanced shafts in their Neutral position "can lead to an undesirable vibration of the vibrating table, is considered a disadvantage here.
  • DE-A-43 17 351 is also a comparable vibrating device known. There are positions to detect the unbalance to each other have provided incremental encoders, but a very limited one Have resolution so that the system is also limited Has synchronism properties.
  • the object of the present invention is therefore an unbalance shaker specify where the most precise regulation can be achieved, whereby Device and control should have a high dynamic and achieve a high level of control.
  • the electric motors of the device are designed as servomotors having motor control electronics and the device for controlling and / or regulating the speed and / or the relative phase position of the unbalanced shafts Sine-cosine encoder contains that determine the angular position and speed of the unbalanced shafts.
  • the advantage of this invention is that the servo motors are one have higher dynamics than the previously used asynchronous machines. Furthermore, servomotors have the advantage of being essential to be able to deliver higher power than the asynchronous machines same size, so that existing constructions more powerful can be executed. It also includes the adjustment movements Peak load capacity of servomotors only required at short notice cheaper.
  • Sine-cosine encoder are also available with a resolution that is significantly higher than the usual incremental encoders. You get such for demanding control tasks Sine-cosine encoder with a resolution of over 65,000 inc / rev. Even the smallest control deviations can be detected and immediately compensated for due to the good dynamics of the servo motors.
  • Sine-cosine encoders determine the angular position and the speed of the shafts of the electric motors and to connect these shafts to the unbalanced shafts with a rigid transmission ratio.
  • the electric motors can be separated from the vibrating table, for example by means of cardan shafts, so that they themselves are not exposed to vibrations and ultimately also Sine-cosine encoder are exposed to less mechanical stress.
  • the transmission ratio between the electric motor is preferred and unbalance shaft 1: 1, because without further conversion from the Angular position of the motor shaft towards the position of the unbalance shaft is close.
  • the special mechanical connection via toothed belt has the Advantage that the two unbalanced shafts of a regulator specification can optimally follow without, for example, slippage occurring, as with V-belts, or play, as occurs with gear drives or the like.
  • Such a slip or game has an effect disadvantageous on the synchronism of the two coupled waves from what is particularly noticeable in the operating point in which all Centrifugal forces should be released to the vibration table at rest to have. At this operating point, even the smallest deviations occur noticeable from the synchronism of the coupled waves as they set the vibrating table in slight vibrations.
  • Each engine control electronics can have its own evaluation unit for the one assigned to it Sine-cosine encoder which forms the actual values for the individual controllers. This has the advantage that the computing power remains reserved for the actual regulation.
  • FIG 1 is a longitudinal section through an equipped according to the invention Shaker shown.
  • the unbalanced shafts are via PTO shafts 4 connected to driven wheels 5.
  • PTO shafts 4 connected to driven wheels 5.
  • these driven wheels 5 are fixed to the machine frame 6 attached so that the drive shafts 4 the connection between form the rigid and the movable part of the device.
  • the driven wheels 5 are connected to electric motors 8 via toothed belts 7, which are permanent magnet synchronous motors acts, which are commonly referred to as servo motors.
  • the Electric motors 8 are on the corresponding brackets 9 to the the driven wheels 5 supporting carrier plates 10 attached that the Toothed belts 7 are tensioned with adjustment of the brackets 9.
  • Such a carrier plate 10 is in the front view in FIG shown.
  • the servomotor 8 arranged below, the drives the corresponding driven wheels 5 via a toothed belt 7. It is caused by two pulleys 11 that the two Output wheels 5 rotate in opposite directions.
  • the toothed belt 7 thereby ensure that between the two driven wheels no slip or play occurs. This ensures that, as in the figures 4 and 5 can be seen, two lying side by side in the horizontal direction Unbalance shafts rotate in opposite directions.
  • the angle is changed by changing the speed of a motor is briefly increased or decreased and it is reached after the angular offset again at the same speed as the other motor.
  • the waves rotate in the direction indicated by arrows Direction.
  • Sine-cosine encoder 12 are provided, which have a resolution of over 65500 Ink / revolution. As can be seen in FIG. 6, these are not attached to the unbalanced shafts on the vibrating table 1 but to the motor shafts of the servomotors 8.
  • the drive wheels 13 which are mounted on the motor shafts, the have the same size as the driven wheels 5, via which the unbalanced shafts driven, it is achieved that between the motor shaft and Unbalanced shaft ensures a rigid transmission ratio of 1: 1 and thus from the angular position and the speed of the motor shaft immediately concluded on the angular position and speed of the unbalanced shafts can be.
  • the motors are master (8a) and slave (8b) coupled.
  • the control and regulation of the motors is fully digitized with a sampling time in the order of approx. 60 ⁇ sec. In order to is an angle difference of far less than a degree between the individual motors and thus between the unbalanced shafts.
  • the position controller which realizes the synchronization of the slave drive with the master drive, is already integrated in the control electronics for motor control, since short signal transit times between the position controller and the speed controller are possible. Even the evaluation of the individual Sine-cosine encoder is integrated accordingly with each drive, so that the computing power required for the actual control does not have to be branched off.
  • control electronics of the master or Slave drive 8a or 8b upstream of a controller 14 which specifies the setpoints, that is, on the one hand, the speed setpoint 15 for the master drive or the corresponding angle setpoint 16 to the Slave drive.
  • Each servo motor has its own control and rotor angle formed by an encoder evaluation 17 from that of the sine-cosine encoder delivered encoder signals 18.
  • the master or master drive 8a becomes the speed setpoint 15 supplied by the controller 14, which is directly on the speed controller 19 acts.
  • the slave or slave drive gets 8b from the higher-order controller 14 the setpoint of the angular offset 16 specified, which acts on the position controller 22.
  • the position controller 22 continues to receive position information 23 of the master drive.
  • the here Change of angle and speed can be done simultaneously. Is too the direction of rotation is reversible and the phase angle can be either forward or forward lag, which has useful effects in practice to let.
  • the achievable adjustment time to complete the phase position To adjust 180 ° is approximately 125 milliseconds, the times of the Forward and backward but can also be changed as desired.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Unwuchtrüttler zur Verdichtung von Betonelementen während ihrer Fertigung, mit einem Rütteltisch (1) und mit an dem Rütteltisch (1) angeordneten Unwuchtwellen (2,3), denen Elektromotoren (8) zum Antrieb zugeordnet sind, wobei der Elektromotor (8) eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl und/oder der relativen Phasenlage der Unwuchtwellen aufweist. Derartige Unwuchtrüttler sollen extrem schnell regelbar sein, um Fertigungsprozeße abzukürzen. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Elektromotoren als Servomotoren auszuführen und die Vorrichtung mit Sinus-Cosinus-Gebern (12) zu versehen, die die Winkelstellung und Drehzahl der Unwuchtwellen ermitteln, wobei die gesamte Regelung/Steuerung volldigitalisiert erfolgen kann. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Unwuchtrüttler zur Verdichtung von Betonelementen während ihrer Fertigung, mit einem Rütteltisch, an dem Rütteltisch angeordneten Unwuchtwellen und mit diesen Unwuchtwellen zu deren Antrieb zugeordneten Elektromotoren, der eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl und/oder der relativen Phasenlage der Unwuchtwellen hat.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise bekannt aus der DE-U-297 12 242. Dort werden als Elektromotoren asynchrone Drehstrommotoren eingesetzt und die Unwuchtwellensteuerung bzw. -regelung erfolgt über Vektorregler.
Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist, daß Asynchronmaschinen relativ träge reagieren auf entsprechende Steuer- oder Regelsignale. Da aber bereits ein leichter Winkelversatz bei den Unwuchtwellen in deren
Figure 00010001
Neutralstellung" zu einem unerwünschten Vibrieren des Rütteltisches führen kann, wird hierin ein Nachteil gesehen.
Auch aus der DE-A-43 17 351 ist eine vergleichbare Rüttelvorrichtung bekannt. Dort sind zur Erfassung der Lage, die die Unwuchten zueinander haben, Inkrementalgeber vorgesehen, die aber eine sehr beschränkte Auflösung haben, so daß das System ebenfalls nur begrenzte Gleichlaufeigenschaften hat.
Bei einer Rüttelvorrichtung, wie sie aus der DE-A-44 07 013 bekannt ist, wird mit hydraulischen Aktoren und Stellgliedern gearbeitet. Diese sind relativ träge und damit ist diese Anlage in ihrer Dynamik ebenfalls begrenzt. Da die Verstellzeiten länger werden, sind auch die Taktzeiten beispielsweise bei einer Steinfertigung verlängert. Auch die bei diesem Stand der Technik eingesetzten Geber zur Erfassung der Position der Unwuchtwellen sind Inkrementalgeber, die nur eine sehr beschränkte Auflösung haben, was sich ebenso wie die schlechte Dynamik ungünstig auf die Regelgüte der Vorrichtung auswirkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Unwuchtrüttler anzugeben, bei dem eine genaueste Regelung erreichbar ist, wobei Vorrichtung wie Regelung eine hohe Dynamik haben sollen und damit eine hohe Regelgüte erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektromotoren der Vorrichtung als eine Motorregelelektronik aufweisende Servomotoren ausgeführt sind und die Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl und/oder der relativen Phasenlage der Unwuchtwellen Sinus-Cosinus-Geber enthält, die die Winkelstellung und Drehzahl der Unwuchtwellen ermitteln.
Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, daß die Servomotoren eine höhere Dynamik haben als die bisher verwandten Asynchronmaschinen. Desweiteren besitzen Servomotoren den Vorteil, eine wesentlich höhere Leistung abgeben zu können als die Asynchronmaschinen gleicher Baugröße, so daß vorhandene Konstruktionen leistungsfähiger ausgeführt werden können. Dabei ist auch die für Verstellbewegungen nur kurzfristig benötigte Spitzenbelastbarkeit bei Servomotoren günstiger.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen Sinus-Cosinus-Geber sind außerdem mit einer Auflösung erhältlich, die erheblich über den üblichen Inkrementalgebern liegen. Für anspruchsvolle Regelaufgaben erhält man derartige Sinus-Cosinus-Geber mit Auflösung von über 65.000 Ink./Um. Damit sind bereits geringste Regelabweichungen erfaßbar und aufgrund der guten Dynamik der Servomotoren umgehend ausgleichbar.
Es hat sich als vorteilhaft ergeben, mit den Sinus-Cosinus-Gebern die Winkelstellung und die Drehzahl der Wellen der Elektromotoren zu ermitteln und diese Wellen mit einem starren Übersetzungsverhältnis mit den Unwuchtwellen zu verbinden. Zum einen sind so kurze Signalübertragungswege realisierbar, zum anderen können die Elektromotoren beispielsweise über Gelenkwellen etc. vom Rütteltisch getrennt werden, so daß sie selber keinen Vibrationen ausgesetzt sind und letztlich auch die Sinus-Cosinus-Geber einer geringeren mechanischen Belastung ausgesetzt sind.
Bevorzugterweise ist das Übersetzungsverhältnis zwischen Elektromotor und Unwuchtwelle 1:1, da so ohne weitere Umrechnung von der Winkelstellung der Motorwelle auf die Stellung der Unwuchtwelle zu schließen ist.
Es ist günstig, bei insgesamt vier Unwuchtwellen diese paarweise über Zahnriemen gegenläufig zu koppeln. Dabei liegt jedes Paar von miteinander gekoppelten Wellen in einer Horizontalebene und die einzelnen Paare liegen in Vertikalrichtung übereinander. Diese Anordnung ist sehr kompakt und günstig für die durch die Unwuchtwellen resultierende Rüttelkraft.
Die spezielle mechanische Verbindung über Zahnriemen hat den Vorteil, daß die beiden gekoppelten Unwuchtwellen einer Reglervorgabe optimal folgen können, ohne daß beispielsweise Schlupf auftritt, wie bei Keilriemen, oder Spiel, wie es bei Zahnradgetrieben o. ä. auftritt. Ein derartiger Schlupf oder ein derartiges Spiel wirken sich nachteilig auf den Gleichlauf der beiden gekoppelten Wellen aus, was sich besonders in dem Betriebspunkt bemerkbar macht, in dem alle Fliehkräfte aufgehoben sein sollen, um den Vibrationstisch in Ruhe zu haben. In diesem Betriebspunkt machen sich bereits kleinste Abweichungen vom Gleichlauf der gekoppelten Wellen bemerkbar, da sie den Vibrationstisch in leichte Schwingungen versetzen.
Aus Kostengründen ist es günstig, jedes Paar von Unwuchtwellen mit einem eine Motorregelungelektronik aufweisenden Servomotor zu koppeln. Durch den Einsatz von nur zwei Motoren zum Betreiben von insgesamt vier Achsen werden so erhebliche Kosten eingespart für weitere Motoren und weitere zusätzliche Leistungs- und Regelelektronik.
Um hier eine möglichst enge Koppelung von mehreren Motoren zu erreichen, wird vorgeschlagen, bei zwei Motoren einen als MasterAntrieb auszuführen und den anderen als Slave-Antrieb.
Es hat sich dabei als günstig erwiesen, einen den Gleichlauf des Slave-Antriebs realisierenden Lageregler direkt in dessen Motorregelelektronik zu integrieren, da dies kurze Signallaufzeiten zwischen Lagereger und Drehzahlregler zur Folge hat, was eine schnelle Abtastrate der einzelnen Regler unterstützt und so zur guten Regelungsdynamik beiträgt.
Dabei kann jede Motorregelelektronik eine eigene Auswerteeinheit aufweisen für den ihr zugeordneten Sinus-Cosinus-Geber, die die Ist-Werte für die einzelnen Regler bildet. Dies hat den Vorteil, daß die Rechenleistung für die eigentliche Regelung reserviert bleibt.
Dies wirkt sich besonders vorteilhaft aus insbesondere bei der Auslegung der Motorelektronik in volldigitalisierter Form, bei der die Abtastzeiten extrem kurz, vorzugsweise unter 75 µsec gehalten werden. Derart kurze Abtastzeiten sind günstig für eine schnelle dynamische Regelung.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt
Figur 1
die Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgerüsteten Rütteltisches;
Figur 2
die Frontansicht eines erfindungsgemäßen Rütteltisches;
Figur 3
den Rüttelkraftverlauf in Abhängigkeit von Phasenwinkel und Drehzahl;
Figur 4
die Stellung der Unwuchtwellen in Ruhestellung des Rütteltisches;
Figur 5
die Stellung der Unwuchtwellen bei maximaler Rüttelkraft;
Figur 6
die schematische Darstellung der Verschaltung der elektronischen Regler für den erfindungsgemäßen Antrieb.
In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgerüstete Rüttelvorrichtung dargestellt. Man erkennt einen Rütteltisch 1, an dem insgesamt vier Unwuchtwellen angeordnet sind. Diese Unwuchtwellen haben einen Wellenkörper 2, an dem jeweils Unwuchtmassen 3 befestigt sind. Die Unwuchtwellen sind über Gelenkwellen 4 mit Abtriebsrädern 5 verbunden. Während der Rütteltisch mit den Unwuchtwellen beweglich ist, sind diese Abtriebsräder 5 fest am Maschinengestell 6 befestigt, so daß die Gelenkwellen 4 die Verbindung zwischen dem starren und dem beweglichen Teil der Vorrichtung bilden.
Die Abtriebsräder 5 sind über Zahnriemen 7 mit Elektromotoren 8 verbunden, bei denen es sich um permanentmagneterregte Synchronmotoren handelt, die allgemein als Servomotor bezeichnet werden. Die Elektromotoren 8 sind über entsprechende Halterungen 9 so an den die Abtriebsräder 5 tragenden Trägerplatten 10 befestigt, daß die Zahnriemen 7 mit Verstellung der Halterungen 9 zu spannen sind.
In der Figur 2 ist eine derartige Trägerplatte 10 in der Vorderansicht dargestellt. Man erkennt den unten angeordneten Servomotor 8, der über einen Zahnriemen 7 die entsprechenden Abtriebsräder 5 antreibt. Dabei wird über zwei Umlenkrollen 11 bewirkt, daß die beiden Abtriebsräder 5 gegensinnig umlaufen. Über den Zahnriemen 7 wird dabei sichergestellt, daß dabei zwischen den beiden Abtriebsrädern kein Schlupf oder Spiel auftritt. Damit wird erreicht, daß wie in den Figuren 4 und 5 zu erkennen, zwei in Horizontalrichtung nebeneinander-liegende Unwuchtwellen sich exakt gegenläufig drehen.
Da der Antrieb der insgesamt vier Wellen mit zwei Servomotoren 8 erfolgt, wobei jeder Motor zwei Wellen mit Unwuchtgewichten antreibt, ist es möglich, nicht nur die Drehzahl der vier Unwuchtwellen zu verstellen, sondern auch den Winkelversatz von jeweils vertikal übereinander angeordneten Unwuchtwellenpaaren.
Die Änderung des Winkels erfolgt, indem bei einem Motor die Drehzahl kurzzeitig erhöht oder abgesenkt wird und er nach Erreichen des Winkelversatzes wieder mit gleicher Drehzahl wie der andere Motor weiterläuft.
Bei konstanter Drehzahl sind die von den Unwuchtwellen erzeugten Kräfte als rotierende komplexe Zeiger zu betrachten. Diese Zeiger können in um 90° versetzte Sinusschwingungen zerlegt werden, wobei eine Schwingung die horizontale und die andere Schwingung die vertikale Kraftrichtung repräsentiert.
Bei entsprechend symmetrischer Positionierung der einzelnen Unwuchtwellen ist die Abhängigkeit der sich am Rütteltisch ergebenden Rüttelkraft vom Verstellwinkel dann gegeben durch vier in vertikaler Richtung wirkenden Kräfte. Die horizontalen Kräfte heben sich dabei in jedem Zeitpunkt auf.
Die resultierende Kraft ist aber ebenfalls sinusförmig, wobei der Spitzenwert eine Abhängigkeit vom Verstellwinkel hat wie folgt: FR = 4 x FZ x sin(α)
  • mit FR = Spitzenwert der resultierenden Kraft
  • FZ = Betrag der Zentrifugalkraft einer Unwucht
  • α = Verstellwinkel.
    • Damit ergibt sich der in Figur 3 dargestellte Graph für FR als Funktion von Drehzahl n und Verstellwinkel α.
    Durch die ohne Einschränkung einstellbare Drehzahl und den Winkelversatz zwischen 0° und 180° ist damit die Rüttelkraft von 0 bis zum Maximum stufenlos einstellbar. In der Figur 4 ist diesbezüglich die Position dargestellt, bei der keine Rüttelkraft auftritt (α = 0°) während in der Figur 5 die Position dargestellt ist, bei der die maximale Rüttelkraft auftritt (α = 180°). Die Wellen rotieren dabei in der durch Pfeile angedeuteten Richtung.
    Um die genaue Lage der Unwuchtmassen bestimmen zu können, sind Sinus-Cosinus-Geber 12 vorgesehen, die eine Auflösung von über 65500 Ink/Umdrehung haben. Diese sind, wie in der Figur 6 zu erkennen ist, nicht an den Unwuchtwellen am Rütteltisch 1 befestigt sondern an den Motorwellen der Servomotoren 8.
    Indem die Antriebsräder 13, die auf den Motorwellen montiert sind, die gleiche Größe haben wie die Abtriebsräder 5, über die die Unwuchtwellen angetrieben werden, wird erreicht, daß zwischen Motorwelle und Unwuchtwelle ein starres Übersetzungsverhältnis von 1:1 gewährleistet ist und somit aus der Winkelstellung und der Drehzahl der Motorwelle sofort auf die Winkelstellung und Drehzahl der Unwuchtwellen geschlossen werden kann.
    Im dargestellten Beispiel sind die Motoren als Master (8a) und Slave(8b) gekoppelt. Die Steuerung bzw. Regelung der Motoren erfolgt volldigitalisiert mit einer Abtastzeit in der Größenordnung von ca. 60 µsec. Damit ist ein Winkelunterschied von weit weniger als einem Grad zwischen den einzelnen Motoren und damit zwischen den Unwuchtwellen realisierbar.
    Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dabei auch der Lageregler, der den Gleichlauf des Slave-Antriebes mit dem Master-Antrieb realisiert, bereits in die Regelelektronik zur Motorführung integriert, da so kurze Signallaufzeiten zwischen Lageregler und Drehzahlregler möglich sind. Auch die Auswertung der einzelnen Sinus-Cosinus-Geber ist bei jedem Antrieb entsprechend integriert, so daß für die eigentliche Regelung benötigte Rechenleistung hierfür nicht abgezweigt werden muß.
    Wie man aus der Figur 6 erkennt, ist der Regelelektronik des Master- oder Slave-Antriebes 8a bzw. 8b eine Steuerung 14 vorgeschaltet, die die Sollwerte vorgibt, das heißt zum einen den Drehzahlsollwert 15 für den Master-Antrieb bzw. den entsprechenden Winkelsollwert 16 an den Slave-Antrieb. Die dazu weiterhin benötigten Ist-Werte für Lage, Drehzahl und Rotorwinkel werden von jedem Servomotor in der eigenen Regelung durch eine Geberauswertung 17 gebildet aus dem von den Sinus-Cosinus-Gebern gelieferten Gebersignalen 18.
    Zur Motorführung selbst ist kein zusätzlicher Lageregler erforderlich, sie erfolgt nur mit dem Drehzahlregler 19 und dem Stromregler 20. Nach dem Stromregler erfolgt dann, mit einem ausgewählten Motormodell, die Flußregelung der Maschine durch eine Koordinatentransformation der Sollwerte und mit der Rotorlageinformation der Geberauswertung 17. Die dort errechneten Sollwerte werden dann dem Leistungsteil 21 zugeführt.
    Dabei wird dem Leit- oder Masterantrieb 8a wie gesagt der Drehzahlsollwert 15 von der Steuerung 14 zugeführt, der direkt auf den Drehzahlregler 19 wirkt. Dementgegen bekommt der Folge- oder Slaveantrieb 8b von der übergeordneten Steuerung 14 den Sollwert des Winkelversatzes 16 vorgegeben, der auf den Lageregler 22 wirkt. Zur Realisierung des benötigten Gleichlaufes zwischen Master-Antrieb 8a und Slave-Antrieb 8b wird dem Lageregler 22 weiterhin eine Lageinformation 23 des Master-Antriebes zugeführt.
    Alle Regler, bis auf den Lageregler 22, der ein reiner P-Regler ist, sind bei dieser Ausführungsform als PI-Regler ausgebildet, um eine schnelle Ausregelung mit einer geringen Regelabweichung zu erreichen.
    Mit einer derartigen Vorrichtung ist es möglich, gleichzeitig Drehzahl und Winkelversatz während des Betriebes zu verändern, wobei hier die Änderung von Winkel und Drehzahl gleichzeitig erfolgen kann. Auch ist die Drehrichtung umkehrbar und der Phasenwinkel kann wahlweise voroder nacheilen, wodurch sich in der Praxis nützliche Effekte erzielen lassen. Die erreichbare Verstellzeit, um die Phasenlage um komplette 180° zu verstellen, beträgt ca. 125 Millisekunden, wobei die Zeiten des Vor- und Zurückstellens aber auch beliebig veränderbar sind.

    Claims (10)

    1. Unwuchtrüttler zur Verdichtung von Betonelementen während ihrer Fertigung
      mit einem Rütteltisch (1)
      mit an dem Rütteltisch angeordneten Unwuchtwellen (2, 3),
      mit den Unwuchtwellen (2, 3) zugeordneten Elektromotoren (8) zum Antrieb der Unwuchtwellen (2, 3), und
      mit einer Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Drehzahl oder der relativen Phasenlage der Unwuchtwellen (2, 3),
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Elektromotoren (8) eine Motorregelelektronik aufweisende Ser-vomotoren sind und die Vorrichtung Sinus-Cosinus-Geber (12) enthält, die die Winkelstellung und Drehzahl der Unwuchtwellen ermitteln.
    2. Unwuchtrüttler gemäß Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Sinus-Cosinus-Geber (12) die Winkelstellung und Drehzahl der Wellen der Elektromotoren (8) ermitteln und diese mit einem starren Übersetzungsverhältnis mit den Unwuchtwellen (2, 3) verbunden sind.
    3. Unwuchtrüttler gemäß Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Übersetzungsverhältnis 1:1 ist.
    4. Unwuchtrüttler gemäß Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß insgesamt vier Unwuchtwellen (2, 3) vorgesehen sind, die paarweise über Zahnriemen (7) gegenläufig gekoppelt sind.
    5. Unwuchtrüttler gemäß Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß jedes Paar von miteinander gekoppelten Wellen in einer Horizontalebene liegt und die einzelnen Paare liegen in Vertikalrichtung übereinander.
    6. Unwuchtrüttler gemäß Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß jedes Paar von Unwuchtwellen mit einem separaten Servomotor (8) gekoppelt ist.
    7. Unwuchtrüttler gemäß Anspruch 6,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß bei zwei Motoren einer als Master-Antrieb (8a) ausgestattet ist und der andere als Slave-Antrieb (8b).
    8. Unwuchtrüttler gemäß Anspruch 7,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß ein den Gleichlauf des Slave-Antriebes (8a) realisierender Lageregler (22) in dessen Motorregelelektronik integriert ist.
    9. Unwuchtrüttler gemäß Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß jede Motorregelelektronik eine eigene Auswerteeinheit (17) zu einem ihr zugeordneten Sinus-Cosinus-Geber (12) aufweist, die die Ist-Werte für die einzelnen Regler (19, 20, 22) bildet.
    10. Unwuchtrüttler gemäß Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Motorregelelektronik (17, 19, 20, 22) volldigitalisiert ist und eine Abtastzeit von weniger als 75 µsec. hat.
    EP99104739A 1998-03-24 1999-03-10 Unwuchtrüttler für Steinformmaschinen Withdrawn EP0945188A3 (de)

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    DE19812986 1998-03-24
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    Publications (2)

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    EP0945188A2 true EP0945188A2 (de) 1999-09-29
    EP0945188A3 EP0945188A3 (de) 2002-04-17

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    US (1) US6213630B1 (de)
    EP (1) EP0945188A3 (de)
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