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Transduktor für seismische Zwecke
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statische Last des Lastwagens ist. Wie ersichtlich ist, ist also eine höhere statische Durchbiegung erforderlich, um einen Wert für die Eigenfrequenz--fn--zu erhalten, der merklich unter 10 liegt. Das
Federsystem muss stark durchgebogen sein, aber doch eine schwere Last tragen können.
Das theoretisch ideale System wäre also eine Feder mit unendlicher Länge, die unendlich durchgebogen ist.
In der Praxis ist dies jedoch nicht möglich, da das Schwingungsdämpfungssystem die einzige
Verbindung zwischen Lastwagen und Transduktor ist und demzufolge die gesamte seitliche Abstützung bilden muss, die erforderlich ist, um den Lastwagen über der Grundplatte zu halten. Die am
Dämpfungssystem angreifenden Seitenkräfte sind häufig sehr gross, da die Räder der bekannten Lastwagen vom Boden abgehoben werden, und der Transduktor nicht selten auf einem Gelände betrieben wird, das bis zu 15 geneigt ist.
Die Anordnung der Gegenmasse über der Kardanwelle gestattet das Anheben und Senken der
Grundplatte und hebt auch den Schwerpunkt des Transduktors von der Grundplatte derart, dass das
Rotationsträgheitsmoment des Transduktors beträchtlich erhöht und seine Neigung, sich vom Boden zu lösen, verringert wird.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen Transduktor zu schaffen, der in ein Kraftfahrzeug mit Hinterachsenantrieb und'10m liegendem Motor eingebaut werden kann und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte unterhalb und die Gegenmasse oberhalb der Kardanwelle des Hinterachsenantriebes des Fahrzeuges angeordnet und mittels eines Rahmens verbunden sind, durch den die Kardanwelle verläuft.
Durch diese Anordnung des erfindungsgemässen Transduktors auf dem Kraftfahrzeug wird die Grundplatte während des Betriebes des Transduktors durch das ganze Fahrzeug zusätzlich belastet, da durch den vorn liegenden Motor und das hinten angeordnete Antriebssystem eine richtige Gewichtsverteilung gegeben ist. Die Verwendung eines normalen Lastwagens verbilligt natürlich das Arbeiten mit dem erfindungsgemässen Transduktor.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Rahmen aus je zwei zu beiden Seiten der Kardanwelle angeordneten, mit der Grundplatte verbundenen Säulen gebildet und sind die Säulen oberhalb der Kardanwelle durch zwei im Abstand angeordnete Armkreuze verbunden, an welchen die zwischen ihnen vorgesehene Kolbenstange des Kolbens zur Betätigung der Gegenmasse befestigt ist.
Erfindungsgemäss ist zu beiden Seiten der Kardanwelle je eine der Hebevorrichtungen angeordnet, die mit dem Fahrzeugrahmen fest verbunden sind und sich unter Zwischenschaltung einer Vorrichtung zur Dämpfung der Schwingungen gegen die Grundplatte abstützen. Jede der Hebevorrichtungen weist gemäss der Erfindung eine Schubstange auf, die in einer am Fahrzeugrahmen befestigten Lagerbüchse geführt und durch einen an der Lagerbüchse angelenkten, hydraulischen Hebezylinder verschiebbar ist, dessen Kolbenstange mit der Kolbenstange eines an der Lagerbüchse angelenkten hydraulischen Gleichlaufzylinders über einen am oberen Ende der Schubstange angeordneten Querträger gelenkig verbunden ist, und die Gleichlaufzylinder der beiden Hebevorrichtungen sind mit Ein- bzw.
Auslassöffnungen versehen und die Auslassöffnungen durch eine Leitung und die Einlassöffnung durch eine Leitung verbunden.
Der erfindungsgemässe Transduktor ist mit einer Dämpfungsvorrichtung versehen, die eine grosse Last bei wirksamer Dämpfung von Schwingungen mit Frequenzen unter 10 Hz tragen kann. Sie weist erfindungsgemäss in an sich bekannter Weise zwischen der Grundplatte und einer oberhalb dieser vorgesehenen Platte angeordnete federnde Elemente mit verschiedenen Federkonstanten auf, von welchen das zentrisch angeordnete Element mit der höheren Federkonstanten als Blockfeder ausgebildet ist, und die Platten sind in an sich bekannter Weise durch Gliederketten verbunden.
Weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen erläutert, in denen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt ist. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Kraftfahrzeuges mit zum Transport angehobenem Transduktor, Fig. 2 eine Seitenansicht des Fahrzeuges nach Fig. l mit auf den Boden herabgelassener Grundplatte des Transduktors, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. l, Fig. 4 eine Seitenansicht des Transduktors ohne Hebevorrichtung, Fig. 5 eine Draufsicht auf den Transduktor, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5, Fig. 7 eine Seitenansicht der Hebevorrichtung, Fig. 8 eine schematische Darstellung des hydraulischen Gleichlaufsystems der Hebevorrichtung, Fig. 9 eine schematische Darstellung zur Erörterung der Arbeitsweise und der Vorteile
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des Transduktors, Fig.
10 eine vergrösserte Seitenansicht teilweise im Schnitt der Vorrichtung zur Dämpfung der Schwingungen, Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 10 und Fig. 12 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäss Fig. 10.
Einen Teil des in Fig. 1 und 2 gezeigten Aufbaues --10-- des transportablen seismischen Transduktors bildet ein normaler Lastwagen --11-- mit den Vorder ; und Hinterrädern-12 und 14-sowie mit einem Chassis aus dem Rahmen-16-, einem Führerhaus-18-und einer Motorhaube --20--, die einen üblichen Motor bedeckt. Der Motor ist mit den hinteren Antriebsrädern --14--
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und Kardanwelle --22-- verbunden.- -26-- - ist mit den U-Trägern-16-des Fahrzeugrahmens durch Versteigungs-U-Träger --28-verbunden.
Zwischen den Vorder- und Hinterrädern ist der seismische Transduktor --30-- angeordnet und durch eine nachfolgend beschriebene Hebevorrichtung mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Ein Antriebsmotor, eine hydraulische Pumpe und eine damit verbundene hydraulische Anlage können im hinteren Teil des Lastwagens auf der Ladefläche --26-- bei --32-- angeordnet sein.
Die üblichen, die Achse der Hinterräder-14-mit dem Fahrzeugrahmen verbindenden Federn werden vorzugsweise durch steifere Federn ersetzt, so dass beim Anheben des Fahrzeuges (Fig. 2) die Hinterräder nicht in bezug auf das Fahrzeugchassis absinken und die Entfernung, um die der Transduktor herausgestreckt werden muss, um die Hinterräder vom Boden abzuheben, auf ein Minimum reduziert wird.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besitzt der Transduktor --30-- eine Grundplatte --34--, die in geeigneter Weise, z. B. aus U-Eisen oder Doppel-U-Träger und Blech unter Bildung einer flachen, vorzugsweise rechteckigen Unterseite zum Angriff am Erdboden hergestellt ist.
Ein Transduktorrahmen --36-- erstreckt sich von der Grundplatte --34-- nach oben bis zu einem beträchtlich über der Antriebswelle --22-- liegenden Punkt. Der Rahmen --36-- besitzt vorzugsweise vier senkrecht angeordnete Doppel-T-Träger --38,40,42 und 44--. Die unteren Hälften der
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geeigneter Weise aus I-Trägern hergestellt sein und haben keilförmige Stegteile, die mit der Mitte der äusseren Flansche der entsprechenden I-Träger verschweisst sind und von denen Flansche mit den keilförmigen Stegteilen verbunden sind. Fussplatten --52-- sind unten mit den vier senkrechten 1-Trägern und Eckversteifungen verbunden, und der Rahmen ist mittels der Bolzen ---54-- mit der Grundplatte --34-- verbunden.
Oben tragen die I-Träger-38, 40, 42 und 44-obere Fussplatten --58-- und werden durch Eckeversteifungsplatten --66-- versteift.
Ein oberer armkreuzartiger Teil --74-- besteht aus vier I-Trägern-76, 78, 80 und 82--, wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, die mit einem Zentralblock--84--verschweisst sind. Die äusseren Enden der I-Träger des Armkreuzes-74-sind mittels der Bolzen --86-- mit den oberen Fussplatten --58-- verschraubt. Ein unterer, armkreuzartiger Teil-88-ist ähnlich gebaut wie das Armkreuz --74-- u.zw. aus vier 1-Trägern-90, 92, 94 und 96--, wie aus Fig. 3 und 6 hervorgeht, die mit einem Zentralblock --98-- verschweisst sind.
Die äusseren Enden der I-Träger-90, 92, 94 und 96-sind mit
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Oberseite des unteren Zentralblocks-98-sind jeweils mit Vertiefungen-100 bzw. 102-zur Aufnahme der Enden eines röhrenförmigen Kolbenteils-104-mit einer Kolbenstange an jedem Ende versehen. Das obere Ende des Kolbenteils --104-- ist mit dem oberen Zentralblock-84-durch sechs eingesenkte Innensechskantschrauben --106-- fest verbunden.
Das untere Ende des Kolbenteils --104- ist in ebensolcher Weise durch sechs Innensechskantschrauben --108-- mit dem unteren Zentralblock-98-verbunden. Es ist also ersichtlich, dass die Grundplatte--34, die vier aufrechten 1-Träger-38, 40, 42 und 44--, der obere armkreuzartige Teil-74--und der untere armkreuzartige Teil --88-- sowie der Kolbenteil --104-- einen einzigen starren Aufbau bilden, der ganz allgemein gesehen als der mit der Erde in Verbindung stehende Teil anzusehen ist.
Der Kolbenteil --104-- besitzt einen Kolben --110--, der gleitend in einem Zylinder --112- sitzt. Dieser Zylinder ist in der Gegenmasse--114--ausgebildet. Der Kolben --110-kann von beliebiger geeigneter Bauweise sein und mit üblichen Kolbenringen zur Gewährleistung eines gleitenden, flüssigkeits-oder gasdichten Sitzes im Inneren des Zylinders --112-- versehen sein. Der Zylinder --112-- kann im die Gegenmasse bildenden Körper --114-- durch mehrere dem Fachmann
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wohlbekannte Büchsen und Abdichtringe gebildet sein. Diese sind zusammen mit --115 und 116-dargestellt.
Ein hydraulisches Mittel wird abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens -110-- über ein Steuerventil--118-- und eine obere und untere Öffnung --120 und 122-auf an sich bekannte Weise eingelassen. Die Einsätze bzw. Zylinderbrücksen --115 und 116-- können durch Halteplatten-124 und 126-verankert sein, die mit dem Körper --128-- der Gegenmasse --114-- verschraubt sind. Wird also ein hydraulisches Mittel durch den unteren Einlass --122-- zu der im Zylinder --112-- unter dem Kolben --110-- gebildeten Kammer zugelassen, so wird die Gegenmasse-114-in bezug auf den Kolbenteil --104-- und demzufolge in bezug auf die Grundplatte -34-- nach unten bewegt.
Umgekehrt wird die Gegenmasse-114-nach oben bewegt, wenn ein hydraulisches Mittel durch den oberen Einlass --120-- in den Zylinder oberhalb des Kolbens --110-- eingelassen wird. Wenn die Gegenmasse nach unten bewegt wird, so wirkt auf die Grundplatte eine nach oben gerichtete Gegenkraft und eine nach unten gerichtete, wenn die Gegenmasse nach oben bewegt wird.
Bei normalem Betrieb wird die Hin- und Herbewegung der Gegenmasse --114-- zwischen den oberen und unteren Armkreuzen-74 und 88-durch ein geeignetes elektrisches, nicht dargestellten Steuersystem in der Mitte gehalten. Um jedoch die Möglichkeit auszuschliessen, dass die Gegenmasse - -114-- diese Zentrierung verliert und gegen eines der Armkreuze stösst, erstrecken sich vier Puffer - 130-abwärts von der Unterseite der I-Träger des oberen Armkreuzes-74-und ebenso vier Puffer --132-- aufwärts von der Oberseite der I-Träger des unteren Armkreuze-88-. Die Gegenmasse-114-ist oben mit einem Satz Vertiefungen-134-, von denen nur eine in Fig. 6 gezeigt ist, versehen, von denen jede auf einen Puffer --130-- ausgerichtet ist.
Eine Schraubenfeder --136-- sitzt in jeder Vertiefung --134-- und drückt eine Prallplatte --138-- von der Vertiefung nach aussen gegen eine Halteplatte-140-, die am Körper --128-- der Gegenmasse --114-- zwischen angeschraubt ist.
Die Halteplatte --140-- besitzt eine Öffnung zur Aufnahme des Puffers-130-, wenn er gegen die Prallplatte stösst und die Schraubenfeder zusammendrückt, wenn die Gegenmasse am Kolbenteil zu weit nach oben läuft. Die Anordnung der Schraubenfedern--136--in bezug auf die I-Träger des oberen Armkreuzes--74-geht am besten aus Fig. 5 hervor. Ein ähnlicher Satz Vertiefungen-142- (Fig. 6)
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durch mit Öffnungen versehene Halteplatten --148-- in den Vertiefungen gehalten werden.
Die Verhinderung einer Rotation der Gegenmasse-114-um den Kolbenteil --104-- ist wichtig. Dies wird durch sich längs erstreckende Kanäle oder Nuten --150-- in der Aussenfläche des zylindrischen Körpers --128-- erreicht, welche die senkrechten I-Träger-38, 40, 42 und 44-aufnehmen. Auflageplatten aus Messing --152-- können an den Seiten der jeweiligen I-Träger befestigt sein, um eine gut gleitende Auflagefläche zwischen der Gegenmasse und den I-Trägern zu bilden.
Ein synchronisiertes hydraulisches Hebesystem verbindet den Transduktor --30-- mit dem Fahrzeugchassis. Das Hebesystem besitzt zwei identische auf gegenüberliegenden Seiten des Transduktors
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Belastungen zwischen Lastwagen und Transduktor.
In den jeweiligen Buchsen --164-- der Lagerbuchsen --160 und 162-sitzen gleitend Ständer - 180 und 182--. Die unteren Enden dieser Ständer (Fig. 3) sind mit den Enden der Grundplatte
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nach unten haltende Kraft aufzubringen und ihr dabei eine freie Hin- und Herbewegung in bezug auf den Lastwagen zu gestatten, und zweitens eine Zugkraft von den senkrechten Ständern --180 und 182-auf die Grundplatte --34-- zu übertragen, so dass der Transduktor-30-zum Transport angehoben werden kann. Einzelheiten über die Bauweise der Vorrichtungen --184,186-- werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 10 bis 12 ausgeführt.
Obere Querträger --204 und 206-- (Fig. 3) sind mit den oberen Enden der Ständer-180 und 182-jeweils verbunden. Eine Kolbenstange --208-- eines hydraulischen Hebezylinders --212-- ist
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eines zweiten Gabelgelenks --214-- verbunden. Es sind obere und untere Zu- und Ableitungsöffnungen - 216 und 218--für die Zuführung des hydraulischen Mittels zum Zylinder --112-- vorgesehen. Wie aus Fig. 3 und 5 hervorgeht, ist ein zweiter Hebezylinder --213-- ebenso mittels Gabelgelenken mit dem
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entsprechenden oberen und unteren Öffnungen für das hydraulische Mittel versehen.
Die Hebezylinder - 212 und 213-- dienen zum Anheben und Senken des Transduktors --30-- und zum Pressen der Grundplatte --34-- gegen den Boden, wie nachstehend beschrieben wird.
Ein hydraulisches Gleichlaufsystem--219--, das in Fig. 8 schematisch dargestellt wird, dient zum Synchronisieren der Arbeit der Hebezylinder --212 und 213-und deshalb zum Anheben und Senken der gegenüberliegenden Enden der Grundplatte--34--. Das Gleichlaufsystem--219--besitzt im wesentlichen zwei hydraulische Zylinder--224 und 236-- mit durchgehender Kolbenstange und oberen Ein- und Auslässen für das hydraulische Mittel-228 und 240--, die über Kreuz mit den unteren Einund auslässen --242 und 230-mittels der Leitungen-248 und 246-verbunden sind.
Die Leitungen --248 und 246-- sind durch eine Leitung --250-- mit einem Gleichlaufventil-252-- miteinander verbunden, das manuell geöffnet werden kann, um das hydraulische Mittel in den beiden Hälften des Gleichlaufsystems auszugleichen, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird. Das hydraulische Mittel kann, falls notwendig, von einer Druckmittelquelle der Leitung --246-- durch ein handbetätigtes Ventil --254--, das Rückschlagventil-256-und die Leitung --258-- zugeführt werden und ebenso der Leitung --248-- durch das Rückschlagventil-260-und die Leitung --262--.
Die Kolbenstange --220-- des Gleichaufyzlinders --224-- ist durch ein Gabelgelenk --222-- (Fig. 7) mit dem Querträger --204 verbunden. Das untere Ende des Zylinders-224-
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--160-- verbunden.(Fig. 3) mit dem Querträger --206-- oben an der Säule-182-verbunden. Das untere Ende des
Zylinders --236-- ist mit einem nicht dargestellten Gabelgelenk mit der Lagerbüchse--162-- verbunden.
Das Gleichlaufsystem kann durch Füllen der Zylinder und sämtlicher Verbindungsleitungen mit einem hydraulischen Mittel in betriebsbereiten Zustand versetzt werden. Dies kann durch öffnen des Ventils --254-- und Durchleiten von Druckmittel durch die Rückschlagventile --256 und 260-erreicht werden. Es ist wichtig, dass keine Luft im System eingeschlossen wird, und es sollten geeignete Vorrichtungen vorgesehen werden, um Luft aus dem System abzulassen. Die von den Leitungen-246 und 248-gebildeten Querverbindungen zwischen dem oberen Ein-und Auslass jedes Zylinders und dem unteren des andern Zylinders gewährleisten, dass die Bewegung eines der Gleichlaufkolben eine entsprechende oder gleichlaufende Bewegung des andern Gleichlaufkolbens ergibt.
Deshalb ist es von Bedeutung, dass die Kolben-232 und 244-in der gleichen Stellung sind, wenn das hydraulische Mittel in das System eingeführt wird. Dies kann durch öffnen des Gleichlaufventils --252-- erreicht werden, um ausgeglichene Volumina an hydraulischem Mittel und Drücke zwischen den Zylindern zu erreichen, während der Transduktor von den Tragrahmen-266 und 268-getragen wird.
Ein Paar Tragrahmen --266 und 268-- (Fig. 3) sind zum Tragen des Transduktors in angehobener Stellung für den Transport ohne Unterstützung durch das hydraulische Hebesystem vorgesehen. Diese Tragrahmen sind in ihrer Bauweise identisch (Fig. 4) und bestehen jeweils aus den Rohren-270, 272, 274 und 276--, die an einer unteren Hohlwelle --278-- und an einem oberen Rohr-280angeschweisst sind, das zweckmässigerweise einen quadratischen Querschnitt hat. Die Enden der Hohlwelle - 278-- sind durch ein Paar Lagerbügel--282--unmittelbar oberhalb des Lastwagenrahmens schwenkbar mit der Ladefläche --26-- des Lastwagens verbunden.
Ein paar Anschläge --286-- sind mit den senkrechten 1-Trägern-38 und 42--derart verbunden, dass sie am oberen Rohr--280-angreifen und den Transduktor in der richtigen Höhe tragen. Ein ebensolcher Satz Anschläge--288-- (Fig. 3) ist mit den 1-Trägern-40 und 44-verbunden, so dass der Transduktor --30-- gleichmässig getragen wird. An den Rahmen-266 und 268-sind geeignete Ohren --290-- befestigt und so
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nicht durch das Eigengewicht gegen die jeweiligen I-Träger zurückfallen können und das Absenken des Transduktors verhindern.
Die Vorrichtungen --184,186-- zur Dämpfung der Schwingungen besitzen die gleiche Bauweise,
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daher wird nur die Vorrichtung --184-- im einzelnen beschrieben.
Die Vorrichtung --184-- besitzt einen länglichen Teil--314--, der, wie aus Fig. 10 hervorgeht, im wesentlichen parallel zur Grundplatte --34-- und in einem Abstand davon angeordnet ist. Der längliche Teil --314-- besteht zweckmässigerweise aus einem U-Träger--316--. An diesem sind Endflansche-318 und 320-zur Versteifung angeschweisst. Die seitlichen Versteifungsflansche --322 und 324-werden von den Schenkeln des U-Trägers-316-gebildet, die durch daran angeschweisste Streifen --322a und 324a-- verlängert werden.
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dargestelltes unteres Ende, das mit dem U-Träger--316--durch den Kragen --327-- verbunden ist.
Er ist mit dem Steg des U-Trägers--316--verschweisst und wird durch vier Verstrebungsplatten --328-- verstrebt. Diese sind am Kragen-327-, am Steg des U-Trägers-316-und an den Flanschen --322 und 324-- angeschweisst, wie am besten aus Fig. 12 hervorgeht. Die Flansche eines Buchsenpaars-330 und 332-sind mit dem Steg des U-Trägers --316-- verschraubt. Die Buchsen - 330 und 332-sind mit geeigneten Buchsenlagem-334 und 336--(Fig.11) versehen. Der Steg des U-Trägers-316-ist mit öffnungen versehen, die auf die Buchsen-330 und 332-ausgerichtet sind und zur Aufnahme von Zapfen dienen, die nachfolgend beschrieben werden.
Der längliche Teil --314-- wird von der Grundplatte --34-- durch ein Paar Zugglieder-340 und 342--innerhalb eines vorausbestimmten Höchstabstandes gehalten. Die Zugglieder bestehen zweckmässigerweise aus Gliederketten. Die Ketten sind mittels der Schäkel --344 und 346-mit dem länglichen Teil --314-- verbunden. Diese gehen durch die Endplatten-318 und 320-jeweils und sind mit dem Steg des U-Trägers --316-- verschweisst. Geeignete Bolzen --348 und 350-verbinden die Schäkel mit den oberen Enden der Zugglieder--340 und 342--. Ähnliche Schäkel --352 und 354-sind mit den Kanten der Grundplatte --34-- und mit den unteren Enden der Ketten-340 und 342-jeweils durch Bolzen --356 und 358-verbunden.
Die Zugteile-340 und 342-bilden eine Zugverbindung zwischen dem länglichen Teil --314-- und der Grundplatte--34--, so dass diese durch Anheben des senkrechten Ständers --180-- angehoben werden kann.
Mit der Unterseite des Stegs des U-Trägers--316--sind in einem Abstand voneinander die Zapfen - 360 und 362-verbunden und erstrecken sich davon nach unten. Ein gleiches Paar Zapfen-364 und 366-sind mit der Oberseite der Grundplatte --34-- verbunden und auf die entsprechenden Zapfen-360 und 362-ausgerichtet. Eine erste Schraubenfeder --368-- erstreckt sich zwischen dem länglichen Teil --314-- und der Grundplatte --34-- und umgibt die gegenüberliegenden Zapfen - 360 und 364--.
Eine ähnliche Schraubenfeder --370-- erstreckt sich zwischen dem länglichen Teil --314-- und der Grundplatte --34-- und umgibt die gegenüberliegenden Zapfen-362 und 366--.
Die schraubenfedern --368 und 370-haben eine relativ niedrige Federkonstante und demzufolge eine relativ niedrige Eigenfrequenz aus Gründen, die nachfolgend im einzelnen beschrieben werden. Die Federn - 368 und 370-sind nicht zusammengedrückt vorzugsweise länger als die Zugglieder-340 und 342-und demzufolge vorgespannt, auch wenn die Zugglieder-340 und 342-- gespannt sind.
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Vergleich zu den Schraubenfedern-368 und 370--. Der Körper-374-besteht zweckmässigerweise aus einem synthetischen oder natürlichen Kautschuk oder ähnlichem Material und hat vorzugsweise die in Fig. 10 gezeigte Form in nicht zusammengedrücktem Zustand. Der Körper --374-- hat die in Fig. 10 gezeigte Länge und Höhe und die in Fig. ll gezeigte Breite und Höhe.
Eine Reihe von Durchgängen erstrecken sich quer durch den Körper und bilden eine Art Gitteraufbau mit einem Paar X-förmigen Teilen, von der Seite gesehen wie in Fig. 10. Dieses Material ist im Handel erhältlich und bildet an sich nicht Gegenstand der Erfindung. Der so ausgebildete Körper hat eine ausgezeichnete seitliche Stabilität insofern, als er Seitenkräften standhält, die in einer im wesentlichen parallel zur Grundplatte--34-verlaufenden Ebene angreifen. Der Körper ist jedoch in senkrechter Richtung zur Grundplatte-34infolge der X-förmigen Gitterwerks viel elastischer. Die Haupt-bzw. Blockfeder--372--ist starr mit der Grundplatte --34-- verbunden.
Dies wird durch Verkleben des Körpers aus elastischem Material --374-- mit der Platte--376--erreicht, die ihrerseits mittels der bolzen --379-- mit dem Steg eines umgekehrt U-förmigen Trägers-378-verbunden ist. Die Flansche des U-Trägers --378-werden dann mit der Grundplatte --34-- verschweisst, wie am besten aus Fig. ll hervorgeht. Ein Paar Stifte-380 und 382-sind mit dem Oberteil der Feder --372-- verbunden und erstrecken sich durch die Lagerbuchsen-330 bzw. 332--. Die Enden der Zapfen-380 und 382-sind an der Platte --384-- angeschweisst. Diese Platte ist durch geeignete Bolzen-388 und 390-mit der Platte --386-- verbunden, die in den Körper aus elastischem Material --374-- eingebettet und damit
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wird.
Im Betrieb wird der transportable seismische Transduktoraufbau --10-- mit angehobenem und von den Rahmen-266 und 268-- getragenem Transduktor auf das Gelände gefahren. In dieser Transportstellung wird das Gewicht des Transduktors, der relativ leicht ist, über die Tragrahmen und die Ladefläche-26-unmittelbar auf die U-Träger --28 und 16-des Lastwagenrahmens übertragen. Ist das Gelände erreicht, so wird das hydraulische System eingeschaltet und ein hydraulisches Mittel durch die Öffnungen der Zylinder-212 und 213-geleitet, und der Transduktor-30-so angehoben, dass die Tragrahmen --266 und 268-- ausgehakt und in die Stellung --266a und 268a-- gestossen werden können.
Sie bleiben durch ihr Gewicht in dieser Stellung und stören ein späteres Heben und Senken des Transduktors nicht.
Danach wird die Zufuhr von hydraulischem Mittel zu den Hebezylindern-212 und 213-umgekehrt, so dass die Grundplatte --34-- des Transduktors auf den Boden gesenkt wird. Dann wird durch die Kraft des hydraulischen Mittels oberhalb der Kolben in den Anhebezylindern-212 und 213-- ein Zug an den Kolbenstangen der entsprechenden Zylinder ausgeübt, durch den die Lagerbuchsen - -160, 162-- angehoben und dadurch auch der Lastwagen angehoben wird, bis die Hinterräder --16-vom Boden frei sind, wie in Fig. 2 gezeigt wird.
Beim Senken des Transduktors und Anheben des Lastwagens gewährleisten die Gleichlaufzylinder-224 und 236--, dass beide Ständer --180 und 182-im Gleichlauf bewegt werden, auch wenn die von den jeweiligen Hebezylindern ausgeübte Kraft aus irgendeinem besonderen Grund ungleich ist, wie er immer auftritt, wenn der Transduktor auf einer schrägen Fläche steht. Man nehme z. B. an, dass das Fahrzeug auf einem von links nach rechts schräg verlaufenden Boden steht.
Beim Anheben des Fahrzeuges durch Ausüben einer abwärts gerichteten Kraft auf die Ständer-180 und 182-zum Zusammendrücken der Dämpfungsvorrichtunge --184,186-neigt das Gewicht des Fahrzeuges dazu, sich nach rechts zu verschieben infolge der Elastizität der
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Kraft über den oberen Querträger --204-- auf den Kolben --232-- des Gleichlaufzylinders - -224-- übertragen. Hydraulisches Mittel mit hohem Druck unter dem Kolben --232-- wird dann durch die Leitung --246-- oben zum Gleichaufzylinder --236-- geleitet und unterstützt den rechten Hebzylinder-213-beim Anheben der Lagerbüchse-162-und des Lastwagens.
Es ist also ersichtlich, dass eine Bewegung jedes der Kolben-232 oder 244-in bezug auf die jeweiligen Zylinder eine entsprechende Bewegung des andern Kolbens ergibt, so dass die Bewegung jedes der Ständer --180 und 182-zwangsweise eine entsprechende Bewegung des andern Ständers zur Folge hat.
Wie oben angeführt wurde, wird die Last des Lastwagens über die Vorrichtungen-184, 186- übertragen und drückt die entsprechenden Schraubenfedern--368 und 370--zusammen, bis die Vorrichtung im wesentlichen die in Fig. 2 gezeigte Stellung einnnimmt. Wenn die Schraubenfedern zusammengedrückt werden, gleiten die Lagerbuchsen--330 und 332-- (Fig. 10) abwärts über die Zapfen - 380 und 382--, bis die Unterseite des länglichen Teils --314-- die Oberseite der Platte-384-berührt, dann werden sowol die Schraubenfedern--368 und 370--als auch die Haupt- oder Blockfedern --372-- weiter zusammengedrückt, bis die gesamte, auf die senkrechten Ständer-180 und 182--wirkende Last getragen wird.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Zugglieder-340 und 342-völlig locker und stören deshalb die Bewegung der Grundplatte-34-während des Betriebs des seismischen Transduktors nicht.
Nachdem die Grundplatte --34-- statisch belastet ist, wird hydraulisches Mittel durch das Ventil - abwechselnd zu den Durchlässen--120 und 122--zugeführt, so dass die Gegenmasse --114-- in bezug auf den Kolbenteil --104-- mit zwei Kolbenstangen hin und her bewegt wird. Das Ventil --118-- wird im Gleichlauf mit einem Steuersignal derart geschaltet, dass die Gegenmasse
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sich imGrundplatte-34-. Demzufolge wird die Grundplatte und dadurch die Erdoberfläche, gegen die sie gedrückt wird, im Gleichlauf mit dem Steuersignal hin- und herbewegt, so dass in der Erde das gewünschte seismische Signal erzeugt wird.
Die Kanäle-150-in den Seiten des die Gegenmasse bildenden Körpers --114--, in denen die vier 1-Träger sitzen, verhindern ein Drehen der Gegenmasse, so dass die zum Ventil --118-- führenden
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Hydraulikschläuche sich nicht verwickeln können, und die erforderlichen elektrischen, auf die Stellung ansprechenden und synchronisierenden Kreise zwischen Rahmen und Gegenmasse angeschlossen werden können. In jedem dieser elektrischen Systeme ist eine Sonde mit der Gegenmasse verbunden und erstreckt sich in geeignete Wandlerwicklungen oder andere geeignete elektrische Mittel.
Bei normalem Betrieb wird infolge dieser auf die Lage ansprechenden Mittel die Gegenmasse-114-über einen Hub hin- und herbewegt, der um den Kolbenteil --104-- zentriert ist, und berührt die Puffer-130 oder 132--
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Mittel. Demzufolge bilden diese Vorrichtungen-184 und 186-die einzige Stütze für den Lastwagen, wenn er zur Belastung der Grundplatte vom Boden abgehoben worden ist. Demzufolge müssen die zur Isolierung gegen Schwingungen dienenden Vorrichtungen-184 und 186-jeder seitlichen Kraft standhalten, um den Lastwagen über dem Transduktor in seiner Stellung zu halten. Die seitlichen Kräfte werden sehr gross, wenn die Grundplatte --34-- auf schrägem Boden ruht, unabhängig davon ob er quer oder längs zum Fahrzeug oder in beiden Richtungen schräg verläuft.
Die Schraubenfedern-368 und 370- (Fig. 10) bieten einer seitlichen Kraft keinen Widerstand. Die Haupt-oder Blockfedern-372-- jedoch setzen Seitenkräften einen sehr grossen Widerstand entgegen und geben der Vorrichtung dadurch die notwendige seitliche Stabilität. Die Seitenkräfte werden durch die senkrecht gleitende Verbindung zwischen dem länglichen Teil --314-- und der platte --34-- auf die Haupt- bzw. Blockfedern übertragen.
Die gleitende Verbindung enthält die Zapfen--380 und 382--, die gleitend in den Buchsen - 330 und 332-sitzen. Diese Gleitverbindung gestattet, die Schraubenfedern-368 und 370-relativ lang zu halten und mit einer relativ niedrigen Federkonstante, und ermöglicht die grosse Durchfederung, die zur Bildung einer Vorrichtung zur Isolierung gegen Schwingungen mit niedriger Eigenfrequenz notwendig ist. Die Gleitverbindung ermöglicht es, dass die Zugglieder-340 und 342-beträchtlich länger sind, ohne die Hauptfedem zu beschädigen, und gewährleistet dadurch, dass die Zugglieder--340 und 342-- während des Betriebs der Vorrichtung immer locker sind.
In dieser
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--34-- seitlichgestattet jedoch, dass die Zugglieder eine beträchtliche Länge haben, ohne eine schädliche Zugkraft auf den elastischen Körper-374-einwirken zu lassen, so dass die Zugglieder immer locker sind, wenn die entsprechende Vorrichtung zur Isolierung gegen Schwingungen belastet ist.
Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt der neuen Kombination dieser beiden Federarten besteht darin, dass die Schraubenfedern-368 und 370-die notwendigen Merkmale niedriger Frequenz liefern, während die Hauptfedem-372-die notwendige Seitenstabilität ergeben. In einer Ausführungsform der Isoliervorrichtung z. B. hatten die Schraubenfedern-368 und 370-eine Federkonstante von 180 kg/cm Durchbiegung und die Hauptfedern-372 eine von 1100 kg/cm Durchbiegung. Die Schraubenfedern --368 und 370-wurden durch die Zugglieder-340 und 342-um 2, 50 cm vorgespannt. Bei Belastung der Isoliervorrichtung mit einer statischen Last von 10000 kg wurden die Schraubenfedern-368 und 370-insgesamt 9 cm durchgebogen und trugen 7000 kg der Last.
Die Hauptfeder--372--wurde um 2, 50 cm durchgebogen und trug 3000 kg. Die Eigenfrequenz des federnden Massensystems beträgt unter diesen Voraussetzungen annähernd 3 Hz, so dass eine Kraft mit
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182-und dadurch auf den Lastwagen zu übertragen.
Nachdem der Transduktor mit einem Durchgangssignal betrieben worden ist, hört der Betrieb auf.
Dann wird ein hydraulisches Mittel den unteren Zuleitungen der Hebezylinder-212 und 213-zugeführt, so dass die Hinterräder des Lastwagens auf den Boden herabgelassen, und die Grundplatte des Schwingers vom Boden abgehoben wird zum Transport zur nächsten Stelle. Beim Betrieb im Gelände ist es üblich, wiederholt eine Reihe von seismischen Signalen in kurzen Abständen hintereinander zu erzeugen, um die gewünschte seismische Information zu erhalten. So kann der gesamte Arbeitszyklus des Herablassens des Transduktors auf die Erde und Anhebens des Lastwagens, des Erzeugens des seismischen
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Durchgangssignals, des Herablassens des Lastwagens und des Anhebens des Transduktors sowie des Weiterfahrens des Lastwagens über eine kurze Strecke in einem Zeitraum von wenigen Sekunden ausgeführt werden.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung besteht darin, dass ein grösserer Anteil des Lastwagengewichts über die elastischen Dämpfungsvorrichtungen --184, 186-- als statische Last auf die Grundplatte --34-- des Transduktors aufgebracht werden kann. Dies wird durch die Lage des Schwingers zwischen den Vorder- und Hinterrädern --12 und 14-des Lastwagens erreicht. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wurde auf die Grundplatte eine gesamte statische Last von 10000 kg durch einen Lastwagen und den damit verbundenen Aufbau übertragen, die ein Gesamtgewicht von nur
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wiegenden Lastwagen angebracht war.
Die verfügbare statische Last bildet den begrenzenden Faktor für die äusserste Amplitude des seismischen Signals, das in der Erde erzeugt werden kann, da die Stärke der seismischen Energie der Kraft direkt proportional ist, die die Grundplatte --34-- hin- und herbewegt. Da es wesentlich ist, dass die Grundplatte --34-- immer in Berührung mit der Erdoberfläche gehalten wird, um die gewünschte Form der seismischen Welle zu erzeugen, muss eine statische Last auf die Grundplatte aufgebracht werden, die grösser ist als die daran wirkende Aufwärtskraft.
In der Praxis wurde festgestellt, dass die abwärts gerichtete, sie nach unten haltende Kraft an der Grundplatte etwa 1, 5mal so gross sein muss wie die vom Schwinger ausgehende Kraft, sonst kann sich ein Ende der Grundplatte während des Betriebs auf einer schrägen Fläche infolge der seitlichen Verschiebung des Schwerpunktes des Lastwagens und der Verringerung der auf das höhere Ende der Grundplatte wirkenden Last vom Boden lösen. Wenn dies auftritt, so neigt der Transduktoraufbau dazu, um die Dämpfungsvorrichtung am andern Ende der Grundplatte zu schwingen, und dies stört nicht nur die Erzeugung des seismischen Signals, sondern ergibt auch starke Schwingungsbelastungen der Ständer--180 und 182--und deshalb des Lastwagens, die für den Aufbau nicht zulässig sind.
Demzufolge ergibt die Anordnung des Transduktors zwischen den Rädern des Fahrzeuges und dadurch die Möglichkeit, einen grösseren Anteil des Fahrzeuggewichtes auf den Transduktor aufzubringen, die Möglichkeit, ein seismisches Signal grösserer Leistung für ein gegebenes Fahrzeuggewicht und eine gegebene Schräge des Bodens, auf dem der Transduktor betrieben wird, zu erzeugen. Ein kleinerer Lastwagen kann natürlich für einen geringeren Preis erstanden werden als ein grosser. Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung besteht darin, dass ein normaler Lastwagen mit vorne angeordnetem Motor und sich längs zu den Hinterrädern erstreckender Antriebswelle verwendet werden kann.
Dies wird dadurch möglich, dass die Grundplatte --34-- unter der Antriebswelle-22angeordnet ist, so dass sie zur Berührung mit dem Boden gesenkt werden kann, während die Gegenmasse - über der Antriebswelle angeordnet ist. Dieses ermöglicht es, den Transduktor zentral anzuordnen und soviel Gewicht des Lastwagens wie möglich als statische Last zu verwenden. Das untere
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Wie oben erwähnt wurde, war man bisher der Ansicht, dass die Gegenmasse am besten der Grundplatte so nahe wie möglich anzuordnen sei, um den Schwerpunkt des Transduktors herunter zu setzen, und, wie man glaubte, dadurch die Stabilität des Transduktors auf schrägem Boden zu erhöhen. Es wurde jedoch entdeckt, dass die Gegenmasse-114-so hoch wie möglich angeordnet sein muss, um den Schwerpunkt des Transduktors so hoch wie möglich über die Grundplatte zu heben. Hiedurch wird das Kippträgheitsmoment erhöht und die Wahrscheinlichkeit verringert, dass ein Ende der Grundplatte sich vom Boden löst.
Die Höhe des Transduktors wird jedoch vom Lichtprofil begrenzt, das bei angehobenem Transduktor (Fig. l) erforderlich ist, und auch durch die Tatsache, dass der den Transduktor mit der Grundplatte verbindende Rahmen steif genug sein muss, um eine über der Betriebsfrequenz des Transduktors liegende Eigenfrequenz zu haben, was wieder dadurch begrenzt wird, dass der Grundplattenaufbau einschliesslich des Rahmens und des Kolbenteils im Vergleich zur Gegenmasse verhältnismässig leicht sein sollten, um das Ansprechen des Transduktors auf höhere Frequenzen zu verbessern.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, nimmt mit zunehmender Höhe des Schwerpunkts--400--des Transduktors über der Grundplatte --34-- der Abstand zwischen dem Schwerpunkt vom
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